一種陰極銅火法煉銅電解精煉的方法
2023-05-27 10:49:26
專利名稱：一種陰極銅火法煉銅電解精煉的方法
技術領域：
本發明涉及一種銅電解精煉領域，更具體地說，涉及一種陰極銅火法煉銅電解精煉的方法。
背景技術：
目前，我國銅工業面臨問題主要有一是銅資源短缺問題，我國作為世界上最大的銅消費國，銅資源短缺現象仍然比較突出，隨著近年來國際製造業不斷向我國轉移，國內銅產品需求在穩步上升，銅原料和銅產品仍將大量依靠進口，短期內銅產品進口尤其是一般貿易進口出現大幅下降將加劇國內銅產品供求矛盾；二是能源和環保問題，隨著銅材價格的不斷走高，勢必會刺激國內銅冶煉項目的擴張，進而進一步加劇國內能源、資源和環境保護的壓力，目前，我國有在建、擬建銅冶煉項目18個，建設總產能約205萬噸，是2004年全國產能的1.3倍，2007年底我國將形成近370萬噸的新冶煉能力，而目前國內銅礦自給率僅為20% -30%，國內對國際銅礦需求的持續高漲，勢必會拉高銅礦的進口價格。銅電解精煉的方法主要包括傳統法電解、永久不鏽鋼陰極法和周期反向電流電解。傳統法電解又包括小極板短周期常規電解和大極板長周期常規電解兩大類。其中大極板長周期常規電解雖屬始極片傳統工藝，但其機械化、自動化水平有了很大提高，其陰陽極加工、出裝槽、陰極銅、殘極洗滌和打包均實現了機械化，控制系統一般採用PLC進行控制，適於大型銅電解生產企業；周期反向電流電解技術(PRC)，可以使電流密度提高到400A/m2以上，1963年，周期反向電流電解在保加利亞銅精煉廠首次應用於工業規模的生產，從那以後，應用這一技術的工廠不斷增加，達到了所有電解廠數的16 %，由於PRC技術所採用的電流密度高，其槽電壓一般高於常規電解法，有效電流效率也低於常規電解法，因此，PRC技術的電能消耗要比常規電解法高出30%左右，所以，在能源緊張，能源費用大幅度提高的今天，PRC技術的推廣應用受到了限制，20世紀90年代以來，PRC技術沒有得到進一步的推廣應用。銅的電解精煉，陽極效率高於陰極效率，電解過程中Cu2+濃度不斷升高，雜質濃度也隨之升高。為了保證陰極銅質量，維持正常生產，必須對銅電解液進行淨化。銅電解液淨化目的⑴脫銅，一般以CuSO4 ·5Η20或標準陰極銅脫去；(2)除As、Sb、Bi，採用方法較多， 廣泛採用電積法；(3)回收Ni，通常採用濃縮蒸發脫Cu除As後液，回收硫酸鎳，同時狗也以硫酸鹽結晶被除去。銅電解液淨化工業廣泛採用電積法，電積法又分間斷脫銅法、周期反向電流電解法、極限電流密度法、誘導脫銅脫砷法。除電積法外，還有離子交換法、萃取法、 化學沉澱法。
發明內容
本發明針對現有技術中的電解液溫度要求控制在58°C 62°C，生產效率較低，且電解液淨化不夠完全的不足，提供一種電解液溫度為23 25°C，蒸汽消耗量大大減少，且電解效率高，大大降低了生產成本的陰極銅火法煉銅電解精煉的方法。
為了解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為一種陰極銅火法煉銅電解精煉的方法，其步驟為(1)電解精煉以銅陽極板為陽極板，表面鍍有1. 2 1. 5mm厚的銅的不鏽鋼為陰極板(即在陽極板表面鍍上1. 2 1. 5mm厚的不鏽鋼之後所得的為陰極板)，將陽極板和陰極板相間排列於電解槽內，通入直流電，陽極不斷溶解，在陰極上析出電解銅；電解過程中，陽極銅中的硒、碲元素進入陽極泥，沉積於電解槽底，定期排出，送陽極泥車間提取貴金屬，其中，A、電解液的組成為=H2SO4 190 200g/L, Cu2+ :65 90g/L，乾酪素20 26mg/ L，硫脲16 20mg/L，聚丙烯醯胺5 7mg/L，甲酸6 8mg/L，硫酸氫咪唑離子1. 0 1. :3mg/L，碳酸乙烯酯10 15mg/L ；電解液溫度為23 25°C ；B、電解液循環方式採用下進液、上出液的循環方式，可使溶液充分混合，循環量為 10 16L/min 槽(L · mirT1 槽「1)；C、電流密度為420 435A/m2，電解槽的槽電壓為0. 32 0. 36V，同極中心距為 82 86mm ；(2)電解液淨化在銅電解液中加入還原劑零價鐵和二氧化硫，還原劑的加入量使5價砷充分還原為3價砷，在40 48°C還原反應後，經過過濾，蒸髮結晶硫酸銅和硫酸鎳後，過濾得到淨化後電解液，淨化後電解液加入電解槽返回電解系統。優選地，步驟(1)中的不鏽鋼為316-L不鏽鋼或409不鏽鋼。本發明的優點和有益效果採用本發明提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果(1)本發明的一種陰極銅火法煉銅電解精煉的方法，其電解液中添加新型複合添加劑，改善了電解液的導電能力，其電解液溫度為23 25°C，降低了生產成本，避免了燃燒煤所產生的環境汙染；(2)本發明的電解液中添加了 1. 0 1. 3mg/L的硫酸氫咪唑離子，使用效果好，方便可靠，緩解邊緣支晶效應效果明顯，不僅能獲得平整緻密的陰極銅，更能有效地改善邊緣支晶效應；(3)本發明的陰極為表面鍍有1. 2 1. 5mm厚的銅的不鏽鋼，不鏽鋼陰極可以重複使用，從而省去了生產始極片的種板電解槽系統，同時，不鏽鋼陰極強度高，平直度好，與經過平整的陽極板一起可以縮短極間距離；(4)本發明的電解液淨化方法採用化學還原淨化銅電解液，工藝簡單、成本低、除雜效果好，而且生產環境好。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步的描述，但本發明不僅僅局限於以下實施例。實施例1本實施例的一種陰極銅火法煉銅電解精煉的方法，其步驟為(1)電解精煉以銅陽極板為陽極板，陽極板成分如表1所示，表面鍍有1. :3m厚的銅的不鏽鋼為陰極板，本實施例中的不鏽鋼為316L不鏽鋼，陽極板和陰極板相間排列於電解槽內，通入直流電，陽極不斷溶解，在陰極上析出電解銅；電解過程中，陽極銅中的硒、碲元素進入陽極泥，沉積於電解槽底，定期排出，送陽極泥車間提取貴金屬，其中，A、電解液的組成為=H2SO4 :195g/L, Cu2+ :75g/L，乾酪素2;3mg/L，硫脲18g/L，聚丙烯醯胺6g/L，甲酸7g/L，硫酸氫咪唑離子1. ang/L，碳酸乙烯酯i:3mg/L ；電解液溫度為 23 25°C，本實施例的電解溫度穩定在左右；B、電解液循環方式採用下進液、上出液的循環方式，可使溶液充分混合，循環量為 14/min ·槽；C、電流密度為428A/m2，電解槽的槽電壓為0. 34V，同極中心距為84mm ；表1陽極板成分
權利要求
1.一種陰極銅火法煉銅電解精煉的方法，其特徵在於其步驟為(1)電解精煉以銅陽極板為陽極板，表面鍍有1. 2 1. 5mm厚的銅的不鏽鋼為陰極板，將陽極板和陰極板相間排列於裝有電解液的電解槽內，通入直流電，陽極不斷溶解，在陰極上析出電解銅；電解過程中，陽極銅中的硒、碲元素進入陽極泥，沉積於電解槽底，定期排出，送陽極泥車間提取貴金屬，其中，A、電解液的組成為=H2SO4190 200g/L, Cu2+ :65 90g/L，乾酪素20 26mg/L，硫脲16 20mg/L，聚丙烯醯胺5 7mg/L，甲酸6 8mg/L，硫酸氫咪唑離子1. 0 1. 3mg/ L，碳酸乙烯酯10 15mg/L ；電解液溫度為23 25°C ；B、電解液循環方式採用下進液、上出液的循環方式，可使溶液充分混合，循環量為 10 16L/min ·槽；C、電流密度為420 435A/m2，電解槽的槽電壓為0.32 0. 36V，同極中心距為82 86mm ；(2)電解液淨化在銅電解液中加入還原劑零價鐵和二氧化硫，還原劑的加入量使5價砷充分還原為3 價砷，在40 48°C還原反應後，經過過濾，蒸髮結晶硫酸銅和硫酸鎳後，過濾得到淨化後電解液，淨化後電解液加入電解槽返回電解系統。
2.根據權利要求1所述的一種陰極銅火法煉銅電解精煉的方法，其特徵在於步驟(1) 中所述的不鏽鋼為316L不鏽鋼或409不鏽鋼。
3.根據權利要求2所述的一種陰極銅火法煉銅電解精煉的方法，其特徵在於銅的不鏽鋼為陰極板是指在銅陽極板表面鍍有1. 2 1. 5mm厚的不鏽鋼而構成的陰極板。
全文摘要
本發明公開一種陰極銅火法煉銅電解精煉的方法，其步驟為以銅陽極板為陽極板，表面鍍有1.2～1.5mm厚的銅的不鏽鋼為陰極板進行電解；然後在銅電解液中加入還原劑零價鐵和二氧化硫，還原劑的加入量使5價砷充分還原為3價砷，在40～48℃還原反應後，經過過濾，蒸髮結晶硫酸銅和硫酸鎳後，過濾得到淨化後電解液，淨化後電解液加入電解槽返回電解系統。本發明具有電解液溫度為23～25℃，蒸汽消耗量大大減少，且電解效率高，大大降低了生產成本的優點。
文檔編號C25C1/12GK102418117SQ20111038845
公開日2012年4月18日 申請日期2011年11月29日 優先權日2011年11月29日
發明者李信 申請人:寧波藍鼎電子科技有限公司