CN1029746C - 一步法电解提取铜工艺 - Google Patents

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Abstract

一种由含铜量在2%以上的氧化铜矿电解提取99.9%以上精铜的方法，该方法改进了目前湿法冶炼电解制铜工艺的不足，增加了酸浸前除铁的步骤，并调整了电解的工艺参数，提高了电流效率和铜产品纯度，且具有工艺流程简单，无污染，成本低的优点。

Description

本发明属于电解法制备金属铜的技术领域，该方法从氧化矿开始进行处理，经过电解得到的产品是精铜。
目前炼铜的方法分为火法和湿法。湿法炼铜是近代发展起来的工艺，它主要以处理氧化铜矿为主。湿法炼铜目前主要有以下几种工艺：
（1）矿石-破碎-磨细-浮选-精矿半酸化焙烧-酸浸-净化-电解-电解铜。
（2）矿石-破碎-酸浸-萃取浓缩-电解-精铜。
（3）矿石-破碎-酸浸-净化-电解-精铜。
另外还有许多工艺，诸如酸浸以后用铁置换等方法，但这些方法得到的均为粗铜，还必须经过火法精炼后电解精炼，才能得到电解精铜。对于工艺（1），不仅工艺流程复杂、投资规模大（涉及浮选和焙烧二个步骤）、有污染（全酸化焙烧时放二氧化硫气体），而且电流效率低，通常为70-80%。对于工艺（2）来说，涉及萃取浓缩一步，投资费用高，而且产品纯度不够（99.75～99.90%），但该工艺除去了杂质铁（萃取时除去），故电流效率有所提高。对于工艺（3）（《铜提取冶金》），第626页），其流程简单、投资少，但也存在电流效率低、产品纯度不够（99.75～99.9%）的问题。
本发明的目的在于针对湿法炼铜工艺（3）的不足，通过对整个工艺流程的重新安排和对工艺参数的调整，提高了电流效率（93%，以上）和产品纯度（在99.95%以上），并且具有工艺简单、投资少、无污染的优点。
本发明人针对工艺（3）的电流效率低和产品纯度低的缺点，经过理论研究认为，电流效率低的根本原因是电解液中含铁量高。本发明的工艺在原工艺（3）的基础上增加了除铁的工艺步骤并与相应改变的电解参数相配合，达到了提高电解电流效率的目的;而产品纯度不够的根本原因是铅阳极在电解过程中被氧化成二氧化铅，然后生成硫酸铅，该固体颗粒从铅电极上少量脱落，并被对流的溶液（阳极放出的氧气引起的溶液强烈对流）带到阴极附近并附着在阴极上，从而使产品中铅杂质的含量远远超过电解铜标准（0.005%），并最终使产品纯度不够。本发明通过调整极间距和电解参数的办法，减少了溶液对流，降低了铅的卷附以及在阴极上的附着，达到了提高产品纯度的目的。基于上述理论研究，本发明人经过研究设计出如下的工艺流程，可从氧化铜矿开始处理，无需进一步提纯，就可得到纯度高于99.9%的精铜产品。
下面是对本发明的一步法电解制取精铜的具体说明。本发明的一步法电解制取精铜的工艺流程为：
矿石-破碎-除铁-酸浸-净化-电解-电解铜产品。
将氧化铜矿（含铜2%）的矿石颚破到30mm左右，再经粉碎机粉碎到8mm以下，经筛分到4mm以下（最好是2mm以下），再用本发明工艺步骤新增加的用磁选法除铁，使其中铁的含量小于2%，然后再经过用浓度在40～80g/l的浓硫酸进 行酸浸，净化24小时后，将上清液（CuSO4含量在30g/l以上）引入到电解槽电解，渣滓洗若干次后弃之。最后在下述的工艺条件下进行电解：
电极：阳极/Pb、阴极/铜片
电流密度：DA＝50～200A/m2
优选80～120mA/m2
动物胶：60～120mg/l
优选：70～100mg/l
NaCl：15～40mg/l
优选：20～30g/l
温度：30～60℃
其余工艺参数与一般电解铜的工艺参数相同。
采用上述工艺流程和参数电解提取铜，该提铜工艺步骤有（1）其电解时的电流效率达90%以上;（2）产品纯度在99.9%以上，一般可达99.95%以上;（3）杂质含量符合电解铜标准，尤其是铅含量小于0.005%;（4）电解液循环使用，没有污染。
下面是本发明的一个具体实施例：
将含铜量在2.5%的氧化铜矿石，经过上述的破碎、除铁、酸浸、净化后，进行电解，阳极是铅、阴极是铜片，电流密度dA＝100A/m2，动物胶100mg/l，NaCl35mg/l，温度45℃下进行电解。所得产品结果如表1，电流效率93%。
（表1见文后）
由上述可见，本发明的一步法提取精铜的工艺，由于在原工艺流程安排上增加设了酸浸以前的磁选除铁步骤和调正了电解的工艺参数，克服了现有工艺流程中的电流率低和产品纯度低的缺点，无需进一步精炼便可一步得到纯度在99.95%以上的精铜，此外该工艺还有工艺流程短、无污染、节能的优点。
表1    电解铜化验结果（重量百分含量）
元素    铜    铅    锌    铁    硫    镍    锡    锑    铋    杂质总量
样品    99.96    0.0015    0.0045    0.0003    0.006    0.0096
0.0004    0.001    0.001    0.0003
国际    99.95    0.005    0.005    0.0003    0.002    0.028
（一号铜）    0.005    0.005    0.002    0.002

Claims (6)

1、一种从含铜量2%以上的氧化铜矿电解提取精铜的方法，其特征在于该方法由以下工艺流程组成：
(a).将2%以上的氧化铜矿石破碎到4mm以下；
(b)用磁选法除铁；
(c)将磁选后的粉末用浓硫酸进行酸浸，净化24小时，然后
(d)电解上清液，其阳极是铅，阴极是铜片；
电流密度Da=50-200a/m2，动物胶60-100mg/l，氯化钠15-40mg/l，温度30-60℃，其余参数与常规工艺相同。
2、权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤（a）中，将氧化铜矿石破碎到1mm以下。
3、权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤（b）中，用磁选法除铁后，使铁的含量小于2%。
4、权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤（c）中，此用浓流酸浓度为40-80mg/l。
5、权利要求1此述的方法，其特征在于此述步骤（d）中，电流密度是da＝80-120A/m2，动物胶70-100mg/l，温度是40℃。
6、根据权利要求1至5所述的方法制得的精铜。
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