电镀生产过程中所产生的废水经沉淀处理产生的电镀污泥,既是含重金属的危险固体废弃物,又是一种富含铜、镍等多金属的二次资源。湿法冶金工艺是电镀污泥资源化利用的主要发展路线。然而,在湿法浸出液中,金属离子浓度低,且为铜、镍等多种金属离子共存。在对浸出液电解提取金属铜的过程中,低的铜离子浓度导致在阴极附近铜离子迅速贫化,造成严重的浓差极化,导致杂质金属离子与铜离子共同析出,电解提铜的选择性差,因此通过电解仅能获取纯度低的粗铜。针对这种低浓、多金属浸出液,目前往往通过萃取-电积进行多金属分离提取,或沉淀制备粗产品,存在流程长和产品附加值低的问题。本研究提出利用超重力电解技术从低浓铜、多金属电镀污泥浸出液中直接选择性电解分离高纯铜粉的短流程新过程。通过理论分析与实验验证对新过程的可行性进行探究,发现超重力通过增加铜镍电沉积过电位差Δη,进而增加析出电位差Δj,提高电解提铜的选择性,重力系数62时的过电位差Δη为0.65 V,相比于常重力的0.47 V,增幅达40%,为该新过程提供了理论依据;在铜镍模拟浸出液的电解中,超重力能增强铜的还原,而同时抑制镍与氢的还原,增强铜电解分离的选择性,提高铜粉纯度及电流效率,对该新过程进行了实验验证。针对现有超重力电解装置的不足,设计并研制新型的双极式超重力电解装置,可实现大电流传输,电解液连续循环,电解产物在线收集,并对其电解过程动力学特征进行分析;利用该装置对模拟浸出液的电解试验:铜粉纯度、电流效率及提取率均有大幅提高,可实现高杂质低铜含量浸出液中选择性电解提取高纯铜粉。考察酸含量、电流密度和超重力强度对浸出液选择性电解分离及铜粉性能的调节规律。增加酸含量,能提高铜粉纯度,减小粒度,但氢的还原反应被增强,电解铜电流效率下降,酸含量由5 g/L增加至40 g/L时,电解60 min的铜粉纯度由99.54%提高至99.93%,可达国标要求;增加电流密度,促进杂质元素镍及氢的还原,造成铜粉纯度和电流效率降低,同时粒度随之减小,电解20 min的铜粉纯度由4.5 A/dm2的99.98%减至13.6 A/dm2的99.86%,其粒度Dv50由20.42μm减至17.25μm;增加超重力强度可明显增加铜还原的竞争反应,提高铜粉纯度、电流效率以及铜提取率,但其粒度也会增大,电解20 min的铜粉纯度由50 rpm的98.73%增至100 rpm的99.92%,但其粒度Dv50由10.67μm增至23.33μm。