[發明專利]一種低成本從銅電解液中脫除鉍的工藝

有效

• 申請號: 201110384950.5
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102433568A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 吳志剛;曾維;王智;邊瑞民;楊亮;杜武釗
• 申請（專利權）人: 東營方圓有色金屬有限公司
• 主分類號: C25C1/12
• 分類號: C25C1/12;C25C7/06
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司 37108
• 代理人: 宋永麗

所屬技術領域

本發明屬有色冶金領域，涉及到利用銅精礦產出的銅陽極板經過電解精煉生產高純陰極銅過程中的一種從銅電解液中脫除鉍的工藝。

背景技術

在銅的冶煉提純過程中，粗銅的火法精煉過程中不能有效除去Sb、Bi元素，其以復雜氧化物、金屬間化合物或固溶體形態夾雜于銅的晶間界面，容易造成最終銅陽極板中Sb、Bi雜質含量相對于銅電解精煉技術要求超標。在銅電解精煉過程中，Sb、Bi的危害主要取決于電解液中As、Sb、Bi的濃度，而電解液中As、Sb、Bi的濃度取決于陽極板所含雜質Pb、Sn、Ag、As、Sb、Bi之間的比例，以及銅陽極板所含的As、Sb、Bi在銅電解過程中的分配比例，銅電解提純過程中約50%的Bi和Sb以氧化物或固溶體形態沉淀于槽底，另一部分Bi隨著陽極銅的電化學溶解游離進入電解液。Bi的實際電位較Cu低，正常操作條件下不會在陰極電化學析出，但鉍在電解操作條件波動大或電解液中濃度高（≥0.5g/l）及雜質元素比例失調時容易形成漂浮陽極泥，容易以機械夾雜的形式粘附到陰極銅上從而降低陰極銅的質量和使用性能。

目前國內外銅電解精煉除鉍的方法較多，均由于成本原因未能推廣，電積法、誘導脫銅法（日本技術）側重于提取易溶硫酸鹽（如鎳、鋅）；離子交換法、萃取法操作復雜、成本太高，不適合規模生產；硫化法易產生硫化氫有毒氣體造成環境污染；電解液雜質共晶沉淀法帶入新的雜質，使電解液粘度、密度、電阻增加引起電耗增加等，限制了以上方法順利推廣。

國外曾提出四種除去電解液中雜質的專利：①、用錫酸從電解液中選擇性地吸收砷銻鉍（美國專利號3，696.012），從而使處理過的電解液呈欠飽和狀態而不致產生砷酸鹽沉淀。②、利用碳酸鋇、碳酸鍶或碳酸鉛吸附電解液中的鉍和銻而沉淀除去，不產生多余的雜質，除鉍可以達到0.1g/l以下；但以上鋇、鉛、鍶鹽的購買費用較高，產生鋇、鍶堆渣。通過現場實際測試并沒有取得專利介紹效果。③、在電解液中加入三價砷來阻止漂浮陽極泥的形成（美國專利號3,753.877）。④、日本專利（專利號1492079），利用萃取法從銅電解液中脫除銻和鉍，該方法可將鉍脫除至0.01g/l以下，但脫除鉍的過程中引入了鈉離子和鐵離子以及氯離子，且萃取劑原料昂貴而未能得到推廣。

隨著現代冶煉技術的不斷進步，新型銅冶煉爐對冶煉原料的適應性逐漸增強，產能日益提高；同時銅冶煉爐產出的銅陽極板雜質含量成倍上升，含鉍甚至高達0.068%，這就對使用礦銅生產高純陰極銅提出了更高的技術要求。目前，利用銅精礦產出的銅陽極板經過電解精煉生產高純陰極銅過程中最突出的問題是：在開動凈化系統的情況下銅電解液中鉍的濃度仍居高不下，銻濃度也有所升高，對高純陰極銅質量構成嚴重的潛在威脅。

發明內容

本發明的目的是為煉銅行業利用高銻鉍礦銅陽極板生產高純陰極銅提供一種取材方便、操作簡單、幾乎無處理成本、無副作用使銅電解液更加純凈的脫除鉍（和銻）的工藝方法，使凈化后銅電解液含鉍小于0.2g/l,銻小于0.3g/l,從電解液成分方面解決了鉍的隱患，解決現有銅電解液脫除鉍元素技術中存在的高能耗高成本問題，為全面提升電銅品質提供幫助。同時該發明對于利用稀硫酸介質電解液進行電解精煉的其它金屬提取有同樣除鉍效果。

本發明的技術方案包括：一種低成本從銅電解液中脫除鉍的工藝：

1）以銅、鉛、錫或鎳火法冶煉產出的煙灰或制酸的洗凈殘渣為原料；

2）將熔煉過程中產生的煙灰進行二次逆流浸出，保持溫度≥60℃，液固比3-15:1；氧化，氧氣或壓縮風壓力為0.1-0.5MPa；攪拌，攪拌速度為80-250r/min；反應20-250min,然后進行過濾，得到浸出渣，浸出液另行處理回收銅等金屬；

3）將浸出渣進行改型，保持溫度≥60℃，液固比為3-15:1，氧氣或壓縮風壓力為0.1-0.5MPa，攪拌速度為80-250r/min，反應20-250min,酸度0-35%，得到改型除鉍劑；濾液重復使用；

4）將銅電解液抽入反應釜中，保持溫度50-95℃，按照液固比3-40:1加入除鉍劑，攪拌速度為80-250r/min，反應20-250min，過濾，得到凈化后的電解液，將濾后電解液返回生產循環系統；凈化后電解液成分為鉍0.02-0.35g/l,銻0.05-0.35g/l；

5）浸出渣反復使用1-10次后，更換；被更換的浸出渣經過解析后返回使用，或者送鉛鼓風爐處理提取鉛、鉍等金屬。

本發明的最佳方案為：