[發明專利]一種銅電解液與除銅錫渣協同凈化與處理的方法

有效

• 申請號: 201910933196.2
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110499521B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 肖馳名;肖之曄
• 申請（專利權）人: 湖南仁發材料科技有限公司
• 主分類號: C25C7/06
• 分類號: C25C7/06;C22B7/04;C22B25/06;C22B15/00;C22B30/04;C22B30/02
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 郭立中;胡凌云

一種銅電解液與除銅錫渣協同凈化與處理的方法，將除銅錫渣置于待處理銅電解液中，浸出25?50min后，進行固液分離，獲得浸出液和浸出渣；向浸出液中鼓入空氣，使得Sn²⁺被氧化成Sn⁴⁺；再調節浸出液的pH值至4.5?5，使得浸出液中的Sn⁴⁺和雜質元素轉化為沉淀物，然后進行固液分離，獲得凈化后液和含錫濾渣。本發明銅電解液凈化和除銅錫渣處理，在同一工藝流程中互利完成，無廢水排放、無棄渣產生，凈化原液中雜質元素As、Sb、Fe一并脫除，進入錫渣，送錫冶煉系統進一步富集，可作為有價元素綜合回收，資源環境和經濟效益明顯。

技術領域

本發明涉及一種銅電解液與除銅錫渣協同凈化與處理的方法，屬于濕法冶金領域。

背景技術

銅的電解精煉時，陽極中氧化亞銅的化學溶解和從陽極泥中銅的溶解，使得溶液中的銅離子濃度逐漸升高；比銅更負電性的鋅、鐵、錫、鉛、鎳，雖然不會在陰極上沉積，但會增加溶液電阻，增加電耗；電位介于銅氫之間的砷、銻、鉍等雜質元素，當濃度高到一定值時，會從陰極析出。為了保證電解能順利進行，并電解出合格的陰極銅，必須結合電解液雜質極限濃度，抽出一定量的電解液進行凈化。

目前，國內外采用的凈化流程或方法，歸納起來分為下列幾種。

（1）加銅中和法或直接濃縮法，使電解液中的硫酸銅濃度達到飽和狀態，通過冷卻結晶，使大部的銅以結晶硫酸銅形態產生。

（2）采用不溶陽極電解沉積法，將電解液或硫酸銅結晶母液中的銅基本脫除，同時脫除溶液中大部分砷、銻、鉍等雜質。

（3）采用滲析、萃取、離子交換、共沉淀等方法，脫去電解液中的銅、鎳、砷、銻、錫、鉍等雜質。

上述方法均存在工藝流程長、能耗高、操作復雜以及環保風險等不足之處。如：加銅中和法需要升溫至80～90℃，并在鼓氧條件下進行；采用不溶陽極電解沉積法，需采用比電解精煉時槽電壓高出約7倍的槽壓，電耗大、電流效率低，若銅離子濃度控制不當，雜質與銅共同放電外，還常伴隨有劇毒氣體AsH₃的析出等。據此，建立一種短流程、低消耗、安全環保，以廢脫雜凈液的循環又經濟的工藝流程，成為必要。

除銅錫渣是指錫的提取冶金過程中，粗錫經凝析法精煉除砷鐵后，加硫除銅作業產生的精煉渣（也稱硫渣或銅渣）。除銅錫渣一般含錫30～70wt%、含銅10～30wt%；物相形態為97wt%以上的錫以金屬或合金形態存在，約99.5wt%的銅以硫化亞銅（Cu₂S）形態存在；外觀呈黑色粉末狀。國內外對此類精煉渣的處理主要有以下幾種方法：

(1)火法熔煉：配入一定比例的熔劑于短窯進行熔煉，生成錫銅合金半產品，由于渣中的雜質大量進入該合金中，致使該合金產品進一步處理存在困難。

(2)焙燒一浸出法：錫銅渣焙燒后用硫酸進行焙砂的浸出處理，使銅以硫酸銅產品形式從錫冶煉系統開路，該法由于大量金屬錫的存在致使錫銅渣軟化點低，須進行多段焙燒才能達到既不結窯又能脫除硫的焙燒目的，從而使焙燒時間很長，處理成本較高。

(3)隔膜電解法：這是目前在生產上采用較多的錫銅渣處理方法，該法首先是將錫銅渣進行隔膜電解，將一定量的金屬錫以Sn-Pb合金形式開路后，再將電解陽極泥（隔膜渣）進行氧化焙燒、硫酸浸出，使銅以硫酸銅產品產出，從而達到銅的開路的目的。該法由于粉狀銅硫化物的存在，使電解時錫直接回收率較低、電流效率較低，致使經濟效益較差。

(4)全濕法工藝：有研究者進行過錫銅渣的全濕法處理工藝的研究，是將錫銅渣用鹽酸分解，使渣中所有成分全部進入溶液，再在溶液中進行各元素的分離，該法存在工藝流程冗長，過程繁雜等不足。