[發明專利]一種用于電解銅生產工藝的電解液凈化方法

有效

• 申請號: 202011515442.1
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112725844B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 李森;劉立瑞;盤鴻;李偉東;蔡文;李啟富;李恩靖
• 申請（專利權）人: 萬載志成實業有限公司
• 主分類號: C25C7/00
• 分類號: C25C7/00;C25C7/06;C25C1/12;B01F27/112;B01F35/221;B01J19/00;B01J19/18
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種用于電解銅生產工藝的電解液凈化方法的攪拌裝置的控制方法，所述攪拌裝置包括外管軸(1)、內軸(2)、第一攪拌轉輪(3)、第二攪拌轉輪(4)、電機(5)、傳動組件(6)、第一輔助槳葉(7)、第二輔助槳葉(8)、濃度監測裝置(9)、壓力監測裝置(10)、控制器，外管軸設置于內軸的外周，外管軸與內軸之間通過軸承連接，外管軸、內軸通過傳動組件與電機連接，外管軸上連接有第一攪拌轉輪，內軸上連接有第二攪拌轉輪，第一攪拌轉輪、第二攪拌轉輪沿軸向上下設置，其特征在于：第一攪拌轉輪與第二攪拌轉輪的旋轉方向相反，第一攪拌轉輪包括多個第一主槳葉，第二攪拌轉輪包括多個第二主槳葉，第一主槳葉的兩側面分別設置有第一輔助槳葉，第二主槳葉的兩側面分別設置有第二輔助槳葉；反應設備的液體容腔內設置有濃度監測裝置、壓力監測裝置，濃度監測裝置設置于液體容腔的上部，用于監測上部液體的濃度；壓力監測裝置設置于液體容腔的下部，用于監測下部液體的壓力；所述第一輔助槳葉與第一主槳葉垂直設置，第一輔助槳葉的遠離第一主槳葉的一端設有第一傾斜邊(11)；第二輔助槳葉與第二主槳葉垂直設置，第二輔助槳葉的遠離第二主槳葉的一端設有第二傾斜邊(12)，第一傾斜邊大體上與第二傾斜邊平行設置；所述第二攪拌轉輪(4)的第二主槳葉的徑向長度大于第一攪拌轉輪(3)的第一主槳葉的徑向長度，第二輔助槳葉(8)的徑向長度大于第一輔助槳葉(7)的徑向長度；第二輔助槳葉設置于第二主槳葉的徑向外部，第一輔助槳葉設置于第一主槳葉的徑向外部；

其包括以下步驟：

(1)當濃度監測裝置(9)檢測到上部液體的濃度等于預設濃度時，而壓力監測裝置(10)檢測到下部液體的壓力等于預設壓力時，控制器控制電機驅動第一攪拌轉輪(3)以預設轉速旋轉，控制第二攪拌轉輪(4)以預設轉速旋轉，并且旋轉方向相反；

(2)當濃度監測裝置檢測到上部液體的濃度等于預設濃度時，而壓力監測裝置檢測到下部液體的壓力大于預設壓力時，控制器控制電機驅動第一攪拌轉輪以預設轉速旋轉，控制第二攪拌轉輪以大于預設轉速旋轉，并且旋轉方向相反；

(3)當濃度監測裝置檢測到上部液體的濃度等于預設濃度時，而壓力監測裝置檢測到下部液體的壓力小于預設壓力時，控制器控制電機驅動第一攪拌轉輪以預設轉速旋轉，控制第二攪拌轉輪以小于預設轉速旋轉，并且旋轉方向相反；

(4)當濃度監測裝置檢測到上部液體的濃度大于預設濃度時，而壓力監測裝置檢測到下部液體的壓力等于預設壓力時，控制器控制電機驅動第一攪拌轉輪以小于預設轉速旋轉，控制第二攪拌轉輪以預設轉速旋轉，并且旋轉方向相反；

(5)當濃度監測裝置檢測到上部液體的濃度大于預設濃度時，而壓力監測裝置檢測到下部液體的壓力小于預設壓力時，控制器控制電機驅動第一攪拌轉輪以小于預設轉速旋轉，控制第二攪拌轉輪以小于預設轉速旋轉，并且旋轉方向相反；

(6)當濃度監測裝置檢測到上部液體的濃度小于預設濃度時，而壓力監測裝置檢測到下部液體的壓力等于預設壓力時，控制器控制電機驅動第一攪拌轉輪以大于預設轉速旋轉，控制第二攪拌轉輪以預設轉速旋轉，并且旋轉方向相反；

(7)當濃度監測裝置檢測到上部液體的濃度小于預設濃度時，而壓力監測裝置檢測到下部液體的壓力大于預設壓力時，控制器控制電機驅動第一攪拌轉輪以大于預設轉速旋轉，控制第二攪拌轉輪以大于預設轉速旋轉，并且旋轉方向相反。

2.一種用于電解銅生產工藝的電解液凈化方法，其包括如權利要求1所述的攪拌裝置，所述電解液凈化方法包括以下步驟：

(1)蒸發濃縮：含雜質的電解液首先采用蒸汽加熱進行蒸發濃縮，蒸發的水分冷凝后返回電解工序；

(2)冷卻結晶：溶液中Cu²⁺濃度達到100～120g/L時，將溶液抽入帶夾套的反應釜中采用攪拌裝置攪拌并結晶出硫酸銅；

(3)離心分離：硫酸銅經離心機脫水后包裝，返回銅電解系統/工藝作銅離子補充；結晶母液進入不溶陽極電積銅系統/工藝；

(4)電積脫銅脫砷：采用不溶陽極電積法脫銅、砷雜質；結晶母液經不溶陽極脫銅后，產出黑銅以綜合利用；

(5)加熱濃縮：含Cu²⁺＜0.5g/L的脫銅母液直接加熱蒸發，當溶液終點酸度達1000g/L時，蒸發濃縮結束，自然冷卻結晶，經自然沉淀后，得到沉淀物為粗制硫酸鎳；

其中，電積時，保持電積液中銅離子濃度為2～5g/L時，即可使砷在陰極上大量析出而又能避免產生砷化氫氣體；

其中，電積法脫銅、砷的控制參數為：電流密度為200～260A/m²，槽電壓1.8～2.5V，同極中心距100～130mm，終液含銅和砷量為0.5～1g/L，脫銅電流效率30％～80％，脫砷電流效率10％～20％。