CN102242268A - 电解法处理黑铜渣的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电解法处理黑铜渣的工艺,属于有色金属冶炼技术领域。该工艺是在反应釜中,将黑铜渣用液固重量比6:1~10:1,浓度80~250g/L的硫酸溶液,于70~80℃浸出3~4小时;浸出过程中向反应釜鼓入空气进行氧化浸出;精密过滤得到电解前液;再将电解前液采用旋流电解方式进行电解,产出标准阴极铜和低铜高砷电解残液。阴极铜的产出实现了黒铜渣中铜的回收,充分利用了资源,并带来良好的经济效益;电积残液经硫化氢循环沉砷形成含砷大于60%的砷渣,砷渣进入专用危废填埋场深埋,实现了砷的开路,解决了现有技术中砷随烟气一起排放到空气中而造成的环境污染问题。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,涉及一种铜电解过程中产出的黑铜渣的处理方法,尤其涉及一种电解法处理黑铜渣的工艺。
背景技术
黑铜渣是有色金属冶炼铜电解过程中产出的副产物,其中不仅含铜(50~55%、)、砷(5~10%)等杂质,还含有少量的锑、铋等,被国家列为危险物。传统处理黑铜渣的方法是重新熔炼或是通过焙烧使砷和烟气一起排放。但是,重新熔炼使得砷在系统内循环富集,无法形成开路;而焙烧处理方法使砷进入大气,严重污染环境和危害人类健康。因此,黑铜渣的处理一直是有色冶金的一个难题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中处理黑铜渣存在的问题,提供一种浸出电解处理黑铜渣的方法。
本发明处理黑铜渣的方法,是在反应釜中,将黑铜渣用浓度为80~250g/L的硫酸溶液,控制液固重量比在6:1~10:1,于70~80℃浸出3~4小时;浸出过程中向反应釜鼓入空气进行氧化浸出;得出的浸出液中含铜40~100g/L,含酸20~150 g/L。浸出液采用压滤机重复过滤得到电解前液;再将电解前液采用旋流电解方式进行电解,产出标准阴极铜和低铜高砷电解残液。
所述固液比为体积重量比,单位为m3/t或L/kg。
向反应釜鼓入空气的方式:在反应釜底部采用孔径为5~10μm的微孔鼓入空气。
电解过程中,电流密度随电解液中铜浓度变化。当含铜大于20g/L时,电流密度控制在600~800 A/m2;当含铜小于20 g/L时,电流密度控制在200~400A/m2。
电解残液中,含铜4~5g/L、砷10~15g/L。该低铜高砷的电解残液经硫化氢循环沉砷形成含砷大于60%的砷渣,进入专用危废填埋场。
本发明相对现有技术具有以下优点:
1、在浸出过程中,采用微孔过滤膜管及微孔中空板鼓入空气,使空气在硫酸溶液中成乳化态,反应速度快,气体及热能利用效率高,铜的溶解速度可达到传统空气氧化溶解速度的4~6倍,溶铜效率可达12~18g/L·h;对于粉体铜料,可以实现自热运行,过程不需要外加热源。
2、采用旋流电解的方式,通过高速液流消除浓差极化等对电解的不利影响,避免了传统电解过程受多种因素(离子浓度、析出电位、浓差极化、超电位、pH值等)影响的限制。
3、采用旋流电解的方式产出阴极铜,实现了黒铜渣中铜的回收利用,充分利用了资源,并带来良好的经济效益。
4、电解残液中的砷经硫化氢循环沉砷形成含砷大于60%的砷渣,进入专用危废填埋场深埋,实现了砷的开路,解决了现有技术中砷随烟气一起排放到空气中而造成的环境污染问题。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明处理黒铜渣的方法作进一步的说明。
实施例1
取530g含铜53.56%的黑铜渣,在带机械搅拌、衬耐酸防腐砖的反应釜中,以4000mL、浓度150g/L的硫酸溶液,于70~80℃浸出4h;浸出过程中利用孔径为5μm的微孔过滤膜管及微孔中空板鼓入空气进行氧化浸出。测定浸出液中铜、酸浓度分别为65.06g/L和64.88g/L。
采用压滤机3次重复过滤浸出液,得到电解前液;再将电解前液在钛质1英寸板体电解槽中进行单槽旋流电解。电流密度以电解液中含铜20g/L为分界点分别设定为650 A/m2(铜大于20g/L)和240A/m2(铜小于20g/L);当电解液中铜降至4.2g/L时停止电解,产出标准阴极铜242.36g和约4000mL含铜4.2g/L、砷9.6g/L电解残液。电积残液经硫化氢循环沉砷形成含砷大于60%的砷渣,深土填埋。
实施例2
取790kg含铜52.50%的黑铜渣,在带机械搅拌、衬防腐耐酸砖的反应釜中,以7m3、浓度142g/L的硫酸溶液,于70~80℃浸出3.5h。浸出过程中利用孔径为10μm精密过滤器微孔过滤膜管及微孔中空板鼓入空气进行氧化浸出。测得浸出液中铜、酸浓度分别为58.24g/L和49.36g/L。
采用压滤机3次重复过滤浸出液,得到电解前液。再将电解前液在钛质6英寸板体电解槽进行四槽串联旋流电解。电流密度以电解液中含铜20g/L为分界点分别设定为730 A/m2(铜大于20g/L)和305A/m2(铜小于20g/L)。当电解液中铜降至4.5g/L时停止电解,产出标准阴极铜376.18kg和约7 m2含铜4.5g/L、砷8.3g/L电解残液。电积残液经硫化氢循环沉砷形成含砷大于60%的砷渣,深土填埋。
实施例3
取1600kg含铜55.47%的黑铜渣在带机械搅拌、衬防腐耐酸砖的反应釜中,以13.5 m3、浓度125g/L的硫酸溶液于70~80℃浸出4h。浸出过程中利用孔径为10μm精密过滤器微孔过滤膜管及微孔中空板鼓入空气进行氧化浸出。测得浸出液中铜、酸浓度分别为63.20g/L和27.68g/L。
采用压滤机重复3次过滤浸出液,得到电解前液。再将电解前液在钛质8英寸板体电解槽进行十二槽并联旋流电解。电流密度以电解液中含铜20g/L为分界点分别设定为700 A/m2(铜大于20g/L)和250A/m2(铜小于20g/L)。当电解液中铜降至4.1g/L时停止电解。产出标准阴极铜850.66kg和约13.5 m2含铜4.1g/L、砷9.2g/L电解残液。电积残液经硫化氢循环沉砷形成含砷大于60%的砷渣,深土填埋。
Claims (3)
1.电解法处理黑铜渣的工艺,其特征在于:在反应釜中,将黑铜渣用浓度为80~250g/L的硫酸溶液,控制液固比在6:1~10:1,于70~80℃浸出3~4小时;浸出过程中向反应釜鼓入空气进行氧化浸出;浸出液采用压滤机重复过滤得到电解前液;再将电解前液采用旋流电解方式进行电解,产出标准阴极铜和低铜高砷电解残液;所述固液比为体积重量比,单位为m3/t或L/kg。
2.如权利要求1所述电解法处理黑铜渣的工艺,其特征在于:所述向反应釜鼓入空气的方式:在反应釜底部采用孔径为5~10μm的微孔鼓入空气。
3.如权利要求1所述电解法处理黑铜渣的工艺,其特征在于:所述电解过程中,当含铜大于20g/L时,电流密度控制在600~800 A/m2;当含铜小于20 g/L时,电流密度控制在200~400A/m2。
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