[發明專利]一種銅電解液凈化資源綜合利用的方法

有效

• 申請號: 201910911374.1
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110669932B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 王學文;王懿;孟鈺麒;王明玉;田晟暉
• 申請（專利權）人: 中南大學;寧波弗鎂瑞環保科技有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B15/00;C22B30/02;C22B30/04;C22B30/06;C22B23/00;C22B19/20;C22B19/30;C25C7/06;C25C1/12;C22B3/38;C01G53/10
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 顏勇

本發明公開了一種銅電解液凈化資源綜合利用的方法，銅電解液經預脫銅后，再經蒸發濃縮進一步結晶分離銅，然后往結晶后液中加入促進劑，促使雜質砷、銻、鉍自凈化沉淀析出，然后采用擴散滲析將自凈化后液中的硫酸和硫酸鹽分開，硫酸鹽溶液則先用堿性物質調pH氧化除鐵，除鐵后液再用溶劑萃取法或分段中和凈化法去除其中除Ni以外的二價及二價以上的陽離子，使銅、鋅、鈷等有價金屬得到綜合回收，最后在除雜后液中加入硫酸銨結晶析出硫酸鎳銨，實現銅電解液凈化工藝過程的資源化綜合利用。本發明具有銅電解液凈化效果好，資源綜合利用率高，生產成本低，環境友好等優點，適合于銅電解液凈化工業生產應用。

技術領域

本發明屬于濕法冶金領域，具體涉及一種銅電解液凈化資源綜合利用的方法，適用于銅電解液凈化過程，銅、酸、鎳、鋅、鈷、砷、銻、鉍等的綜合利用。

背景技術

在銅電解精煉過程，陽極銅所含的雜質表現出不同的行為，按它們電化次序及其在電解液中的可溶性歸類如下：

第一類雜質包括鋅、鐵、鎳、鈷、鉛、錫等。它們比銅更負電性，因而在陽極電化溶解。其中鉛和錫形成不溶于電解液的硫酸鹽——PbSO₄及Sn(OH)₂SO₄，這兩種元素在電解液中的含量非常有限。其余全部或大部分以離子狀態進入電解液，一般不在陰極上析出。

第二類雜質主要是金、銀及鉑族金屬。它們比銅更正電性，電解過程幾乎不溶解而直接進入陽極泥。但銀少量以Ag₂SO₄進入電解液，而在電解液中氯離子的作用下，銀即以AgCl沉淀進入陽極泥。

第三類雜質主要是氧、硫、硒、碲等的化合物(Cu₂O、Cu₂S、Cu₂Se、Cu₂Te)，它們在銅電解過程一般不發生溶解而進入陽極泥。

第四類雜質主要是砷、銻、鉍。它們的電位與銅接近，電解過程它們既能和陽極上的銅一起(甚至優先)電化溶解，又可與銅離子一道在陰極上析出，還能以其它形式進入陰極，從而大大降低陰極銅的質量。因此，銅電解液凈化通常是泛指雜質As、Sb、Bi的脫除。

銅電解精煉過程，除鋅、鐵、鎳、鈷、砷、銻、鉍外，還有鈣、鎂、鈉、銨等雜質也會在銅電解液中產生，鈣、鎂、鈉主要是陽極銅脫模，及電解槽修補過程帶入的，而銨則是銅電解添加劑硫脲的代謝產物。

眾所周知，盡管電積脫銅脫雜工藝已在工業生產中使用了100多年，但它存在許多弊端，例如：1)脫雜效率低，電能消耗大；2)析出黑銅粉或者海綿銅，影響銅的直收率；3)產生劇毒砷化氫氣體。因此，人們一直在研究銅電解液凈化的新方法，脫除雜質As、Sb、Bi，其中包括錫酸及活性炭凈化銅電解液，碳酸鋇、碳酸緦共沉淀除Bi，有機溶劑萃取Sb、Bi，含銻或鉍的吸附劑吸附As、Sb、Bi等。但這些方法只能用于脫除雜質砷、銻、鉍，無法脫除鎳、鐵等雜質。然而，這些方法無法按比例將銅電解液中的砷、銻、鉍脫除，因此它們只能作為電積脫銅脫雜工藝的補充，無法完全取代傳統的銅電解液凈化工藝。為了實現雜質As、Sb、Bi一次性脫除到位，最近有人提出加壓硫化的脫雜工藝，所得流化渣返回銅火法熔煉系統回收銅，其弊端是雜質As、Sb、Bi沒有出路，在整個銅冶煉系統內(火法冶煉+電解精煉)死循環。

銅電解液凈化過程分離回收鎳，不僅是因為回收鎳有一定的經濟價值，更重要的是Ni濃度升高到一定程度，對銅電解精煉過程有害。最近發現，隨著優質銅精礦的減少，及原料中二次銅占比的增大，電解液中雜質鋅、鐵、鎳、鈷、鎂等的濃度呈上升趨勢，從而導致電解液黏度增大，電流效率降低，以致于脫鎳后液無法返回銅電解循環系統繼續使用，只能作為污酸用石灰中和進行處理。總之，隨著銅冶煉原料的變化，銅電解液凈化傳統方法已難以滿足現行銅電解精煉的工藝要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無需電積脫銅脫雜，能將銅電解液中的雜質完全分離，凈化效率高，生產成本低的銅電解凈化資源綜合利用的方法。