一種銅電解液凈化除雜的方法技術

本發明專利技術公開了一種銅電解液凈化除雜的方法，先采用鉍鹽作為化學沉淀劑共沉淀脫除電解液中的砷、銻、鉍并固液分離；而后利用氫氧化鈉將所得固體沉淀物進行沉淀劑堿浸再生；再將所得除雜后液進行分段電積脫銅，脫銅操作采用不溶鉛為陽極，不銹鋼為陰極，脫銅后液返電解系統。該方法具有投資少、工藝簡單、操作方便、脫雜效果好、無污染的特點，實現了開路銅電解液中砷、銻、鉍等雜質的高效、低成本脫除，達到了銅回收和電解廢液凈化回用的目的。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及有色金屬濕法冶金資源循環再利用技術，特別涉及一種銅電解液凈化除雜的方法。
技術介紹
銅電解過程中，陽極板中部分砷、銻、鉍等雜質會一起化學溶解進入電解液中。由于這些雜質的析出電位與銅的析出電位相近，當電解液中的砷、銻、鉍累積到一定含量的時候，便會與銅一起在陰極析出，從而影響陰極產品的質量。因此，為保證銅電解過程正常進行，需要及時對電解液進行開路凈化。銅電解液凈化的傳統工藝為：首先開路電解液蒸發、結晶制備硫酸銅，再把結晶母液采用誘導法脫除砷、銻、鉍等雜質，最后將脫雜后液返回電解系統。該工藝目前在銅電解行業應用普遍，但存在能耗高、脫雜效率低、操作環境差等問題。銅電解精煉過程中，生產1噸陰極銅，通常要凈化0.4-0.6m3電解液，才能使電解液中的雜質離子維持在不致影響正常陰極銅產品質量的水平。隨著煉銅工業的飛速發展，優質銅精礦越來越少，礦產陽極銅中砷、銻、鉍等雜質含量呈不斷上升趨勢，銅電解精煉噸銅凈液量也不得不隨之增大。噸銅凈液量增加，會增加銅電解精煉的成本，目前行業銅電解液中砷脫除成本約20000元/噸，另外還會造成電解精煉過程銅的直收率下降，電解液中銅、酸難以平衡。因此，國內外學者們一直在尋求新的銅電解液凈化工藝，并開發出許多有效除砷、銻、鉍的方法，其中包括錫酸及活性炭吸附凈化，碳酸鋇、碳酸鍶共沉淀鉍，含銻吸附劑吸附砷、銻、鉍，吸附樹脂吸附銻、鉍等技術。但這些方法不同程度存在脫雜效率低、固定投資大，并且會對電解液產生一定副作用。也有人研究利用電解液自身的凈化能力來促進雜質脫除的方法：往電解液中添加高砷溶液或砷鹽，使砷、銻和鉍共沉淀進入陽極泥；該方法雖然投資省，使用初期效果明顯，但是隨著時間延長，凈化效果變差。還有人通過控制陽極板中Sb/Bi的相對質量比，提高電解液中As的濃度，降低As(Ⅲ)/As(Ⅴ)濃度比，加快As、Sb和Bi生成砷銻酸鹽的速度，達到凈化電解液的目的；該方法雖然工藝簡單，試劑消耗少，對電解工藝無副作用，但是對火法精煉要求高，實施困難。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種投資少、工藝簡單、操作方便、脫雜效果好、無污染的銅電解液凈化除雜的工藝方法，實現開路銅電解液中砷、銻、鉍等雜質的高效、低成本脫除，達到銅回收和電解廢液凈化回用的目的。為實現以上目的，本專利技術一種銅電解液凈化除雜的方法先采用化學沉淀劑共沉淀脫除電解液中的砷、銻、鉍，而后進行沉淀劑堿浸再生，再把凈化后液電積脫銅后返電解系統的工藝，具體操作步驟如下：A.將沉淀劑投加至銅電解液，使溶液中雜質砷、銻、鉍共沉淀脫除，固液分離；B.將步驟A所得共沉淀物堿浸再生；堿浸條件：氫氧化鈉質量濃度20-80g/L，堿浸液和共沉淀物的體積質量比為（3-8）:1 ml /g，反應溫度75℃-90℃，反應時間30min-2h；C.將步驟A所得除雜后液送電積脫銅，采用分段電積脫銅，脫銅后液返電解系統；脫銅操作采用不溶鉛為陽極，不銹鋼為陰極，電解液循環流速2~3m3/h，根據銅離子濃度變化控制不同電流密度；各段脫銅的技術參數為：第一段：銅離子濃度50g/L-25g/L，電流密度220A/m2-260A/m2；第二段：銅離子濃度25g/L-10g/L，電流密度200A/m2-220A/m2，第三段：銅離子濃度10g/L-3g/L，電流密度180A/m2-200A/m2。所述步驟A的沉淀劑為以下物料中的一種或兩種以上的組合：包括氧化鉍、硝酸鉍、硫酸鉍、氯化鉍的鉍鹽；沉淀劑的添加數量以電解液中As含量為依據，按摩爾質量m(Bi):m(As)=（0.8-2）:1添加，溫度為50-70℃，反應時間為15min-1h。上述一種銅電解液凈化除雜的方法具有以下技術特點：（1）提出采用鉍鹽作沉淀劑，使銅電解廢液中砷、銻、鉍吸附共沉淀，且沉淀劑可重復再利用。（2）緊密結合銅電解精煉生產實際，提出脫雜后液采用分段電積脫銅的工藝方案，化學沉淀脫除砷、銻、鉍與電積脫銅無縫銜接，優化產品結構：一段生產高純銅，二段生產標準陰極銅，三段生產粗銅粉。本專利技術一種銅電解液凈化除雜的方法具有以下有益效果：（1）針對銅電解廢液脫雜凈化處理提出一種“化學沉淀脫雜--堿浸再生沉淀劑--電積回收銅”工藝，處理流程簡單，砷脫除率在98%以上，銻、鉍脫除率在50% -80%；（2）電解液凈化過程銅產品由傳統工藝的高雜質粗硫酸銅轉變為高純銅和標準陰極銅，優化了產品結構，提高企業經濟效益，且大幅減少了返回熔煉的銅量，節約重復生產成本。（3）本專利技術工藝流程簡單，能耗低，除雜效果好，具有較好的經濟和社會效益。總之，本專利技術實現了銅電解廢液脫除砷、銻、鉍并回收銅的目的，開路有害雜質，優化產品結構，經濟效益大大提高。具體實施方式下面結合具體實施方式對本專利技術一種銅電解液凈化除雜的方法做進一步的詳細說明。本專利技術一種銅電解液凈化除雜的方法的工藝路線為“化學沉淀脫雜--堿浸再生沉淀劑--電積回收銅”。化學沉淀脫雜條件：沉淀劑為包括氧化鉍、硝酸鉍、硫酸鉍、氯化鉍的鉍鹽中的一種或兩種以上的組合；沉淀劑的添加數量以電解液中As含量為依據，按摩爾質量m(Bi):m(As)=（0.8-2）:1添加，溫度為50-70℃，反應時間為15min-1h；堿浸條件：氫氧化鈉質量濃度20-80g/L，堿浸液和共沉淀物的體積質量比為（3-8）:1 ml /g，溫度75℃-90℃，反應時間30min-2h；電積條件：電解液循環流速2~3m3/h，第一段：銅離子濃度50g/L-25g/L，電流密度220A/m2-260A/m2；第二段：銅離子濃度25g/L-10g/L，電流密度200A/m2-220A/m2，第三段：銅離子濃度10g/L-3g/L，電流密度180A/m2-200A/m2。以下列舉四個實施例對本專利技術一種銅電解液凈化除雜的方法做進一步的詳細說明。實施例1本實例中所處理銅電解廢液中含Cu：43.5g/L，As：15.8g/L，Sb：655mg/L，Bi：579mg/L。處理工藝、效果如下：（1）按摩爾質量m(Bi):m(As)=1.5:1計算所要添加的含鉍沉淀劑量，投加至相應體積電解液中，溫度為60℃，攪拌反應40min。砷、銻、鉍沉淀率分別為98%、75%和61%。（2）含鉍沉淀劑堿浸再生，氫氧化鈉質量濃度60g/L，堿浸液和共沉淀物的體積質量比為5:1（ml/g），溫度80℃；時間1.5h。砷浸出率98%，銻、鉍基本未浸出。（3）將凈化后液于電積槽電積脫銅，電解液流速2m3/h。第一段電流密度250A/m2，銅離子濃度由43.5g/L降至25.8g/L，產品為高純陰極銅；第二段電流密度210A/m2，銅離子濃度由25.8g/L降至12.1g/L，產品為標準陰極銅；第三段電流密度為190A/m2，銅離子濃度由12.1g/L降至5.4g/L，產品為粗銅粉。總銅脫除率為88.3%實施例2本實例中所處理銅電解廢液中含Cu：43.5g/L，As：15.8g/L，Sb：655mg/L，Bi：579mg/L。處理工藝、效果如下：（1）按摩爾質量m(Bi):m(As)=0.8:1計算所要添加的含鉍沉淀劑量，投加至相應體積電解液中本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種銅電解液凈化除雜的方法，其特征是：先采用化學沉淀劑共沉淀脫除電解液中的砷、銻、鉍，而后進行沉淀劑堿浸再生，再把凈化后液電積脫銅后返電解系統的工藝，具體操作步驟如下：A.將沉淀劑投加至銅電解液，使溶液中雜質砷、銻、鉍共沉淀脫除，固液分離；B.將步驟A所得固體沉淀物堿浸再生；堿浸條件：氫氧化鈉質量濃度20?80g/L，堿浸液和共沉淀物的體積質量比為（3?8）:1?ml?/g，反應溫度75℃?90℃，反應時間30min?2h；C.將步驟A所得除雜后液送電積脫銅，采用分段電積脫銅，脫銅后液返電解系統；脫銅操作采用不溶鉛為陽極，不銹鋼為陰極，電解液循環流速2~3m3/h，根據銅離子濃度變化控制不同電流密度；各段脫銅的技術參數為：第一段：銅離子濃度50g/L?25g/L，電流密度220A/m2?260A/m2；第二段：銅離子濃度25g/L?10g/L，電流密度200A/m2?220A/m2，第三段：銅離子濃度10g/L?3g/L，電流密度180A/m2?200A/m2。

【技術特征摘要】
1.一種銅電解液凈化除雜的方法，其特征是：先采用化學沉淀劑共沉淀脫除電解液中的砷、銻、鉍，而后進行沉淀劑堿浸再生，再把凈化后液電積脫銅后返電解系統的工藝，具體操作步驟如下：A.將沉淀劑投加至銅電解液，使溶液中雜質砷、銻、鉍共沉淀脫除，固液分離；B.將步驟A所得固體沉淀物堿浸再生；堿浸條件：氫氧化鈉質量濃度20-80g/L，堿浸液和共沉淀物的體積質量比為（3-8）:1 ml /g，反應溫度75℃-90℃，反應時間30min-2h；C.將步驟A所得除雜后液送電積脫銅，采用分段電積脫銅，脫銅后液返電解系統；脫銅操作采用不溶鉛為陽極，不銹鋼為陰極，電解液循環流速2~3m3/h，根據銅離子濃度變化控制不...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張煥然，衷水平，林泓富，吳健輝，王俊娥，廖元杭，陳杭，蘇秀珠，劉曉英，熊家春，
申請(專利權)人：紫金銅業有限公司，
類型：發明
國別省市：福建;35