CN103046077A - 电镀污泥黑铜电解实现铜镍锡及贵金属阳极泥分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电镀污泥生产的黑铜直接电解实现铜、镍、锡及贵金属阳极泥分离回收的方法。该方法的做法是：1、黑铜[粗铜]铸成阳极板；2、在常温下；3、将其放入含铜离子10克～80克/升、pH＝1～4的硫酸体系电解液中电解；4、用不锈钢或铜始极片作阴极；5、在电流密度为50安～300安/平方米的直流电下，黑铜[粗铜]作阳极进行电解；6、铜以99％以上品位阴极铜回收，贵金属及锡等有价金属以阳极泥形式被回收，镍被溶解在电解液中；7、定期更换部份电解液，用硫化钠分步调整电解液中的有价金属沉淀，以达分离目的。该方法可以一步到位地将黑铜[粗铜]中的有价金属铜、锡、镍及贵金属阳极泥有效分离回收。投资少、工艺简单、费用少、污染少，有价金属回收率高，易实现工业化生产。

Description

电镀污泥黑铜电解实现铜镍锡及贵金属阳极泥分离方法

一、技术领域

本发明涉及有色金属冶炼行业，涉及黑铜(粗铜)中有价金属分离回收。

二、背景技术

黑铜(粗铜)是含铜矿物进行铜冶炼的中间产品，最终生产目的是生产成高纯度的阴极铜。随着我国工业生产发展，工业废料越来越多，工业废料中如电镀污泥等，通常都是经过鼓风炉进行冶炼也以黑铜(粗铜)形式回收铜。此类黑铜(粗铜)不仅含铜，还含有丰富的有价金属，有效分离黑铜(粗铜)中的有价金属已形成迫切需求。本发明主要是针对这类废料生产出来的黑铜(粗铜)，直接电解实现铜、镍、锡及阳极泥分离回收。目前处理黑铜(粗铜)方法主要是下列方法：

1、火法冶炼法：

火法冶炼方法主要是将黑铜(粗铜)加热成熔融状态，以回收铜为目的，鼓入氧气除杂，将比铜活跃的杂质进行氧化，杂质氧化物以炉渣或烟道灰形式与金属铜分离，比铜更稳定的元素通常都是贵金属融入铜液中，经过一次或多次的氧化还原后，铜含量达98％以上，再将其电解，把铜提高到更高品位，贵金属以不溶阳极泥形式分离。这种方法费用大，很多有价金属以炉渣或烟道灰形式被废弃，同时铜的损耗大，污染也大，效果不好。

2、湿法处理法：

这类方法是将生产黑铜(粗铜)的电镀污泥原料的有价金属部分溶解浸出，进行固液分离后，在液体部分将有价金属分离，固体废弃渣量大，污染大，同时贵金属绝大部分在废弃的渣中不能回收。这种方法只能对针对性有价金属回收可行，对广泛性的金属污泥难以综合回收。

工业生产中有价金属污泥废料日渐被人们重视，享有城市矿山的美称。国家对该类污泥管理也日渐完善，进行无害化处理。这样对该类污泥处理回收有价金属提供了很好的原料基础。在电镀污泥中主要的有价金属是铜、镍、锡和贵金属。

三、具体实施方式

本发明的电镀污泥生产的黑铜(粗铜)直接电解分离回收有价金属方法是：

1、附图是本发明的工艺流程示意图。实线箭头为电解液流动路线；虚线箭头为物料流动路线。

2、将电镀污泥生产的黑铜(粗铜)铸成阳极板，放在含100克/升～200克/升的稀硫酸中浸泡2小时～3小时，使阳极板表面的氧化铜溶解及氧化亚铜脱落。

3、配硫酸系统电解液PH＝1～PH＝4。铜离子以硫酸铜形式加入，使铜离子浓度为10克/升～80克/升。加入明胶使其含量在0.2克/升～0.5克/升，加入氯化钠使氯离子含量在0.05克/升～0.5克/升，硝酸钠使硝酸根0.05克/升～0.5克/升，硫酸钠10克/升～20克/升。明胶有助阴极铜表面平整致密，氯离子、硝酸根有助避免阳极表面钝化，硫酸钠有助在低酸环境减少电解液电阻。

4、用不锈钢或铜始极片作阴极，在放入槽之前要清洗干净表面。

5、电解液要循环，循环液经过路线是a电解池-f溶解池-h除铁池-i静沉池-a电解池。循环有助铜离子的均匀分布，消除阴阳极过度极化现象，方便生产过程添加物的添加及电解液的处理等。

6、将配好的电解液注入电解液循环所经过的池，阳极板及阴极板相间放入a电解池，同极距离为10厘米。电解液循环后，在常温下，通直流电入电解池，以黑铜作阳极电解。要避免阴阳极短路和触点接触不良现象。

7、每批黑铜的品位都会相差很大。槽电压有所不同是正常现象，一般为0.3伏～3伏不等。

8、阳极出现钝化现象时会有气体从阳极析出，若轻度钝化阳极还能继续溶解，不作处理，否则该阳极板要与含铜污泥入鼓风炉重铸。

9、根据铜离子浓度及杂质浓度，控制阴极电流密度在50安～300安/平方米之间，可得到国标1号电解铜在阴极析出。本发明主要针对黑铜中有价金属的分离回收，只要阴极以块状析出便达到分离目的。不作纯度要求。

10、电解过程是阳极不断电溶解的过程，标准电位比铜负的元素都会溶解在电解液中，除铅、锡外(铅以硫酸铅形式进入阳极泥，锡以水解锡进入阳极泥)，标准电位比铜正的元素不溶解，形成阳极泥沉降于a电解池底，一般是金、银、钯等贵金属，这样阳极泥以贵金属及锡、铅等与黑铜(粗铜)中的其他金属分离。

11、铜在阴极不断析出，黑铜(粗铜)阳极不断溶解，但阳极的溶解过程不单是铜，还有其他元素，使电解液中的铜离子不断减少。在电解循环的路线上要有一个环节增加铜离子，本发明特设了f溶料池环节，用硫酸铜、氧化铜或碳酸铜等作添加铜离子的原料，保证电解液铜离子浓度在10克/升～80克/升之间。同时也方便其他添加剂的补充。

12、黑铜(粗铜)中都带有铁，二价铁离子和三价铁离子在阴、阳极之间互相转换，不单耗电还破坏阴极铜的正常析出。两种铁离子同时存在在电解液中会大大降低阴极铜析出的电流效率。只有二价铁离子存在在电解液时，不会破坏阴极铜的正常析出。本发明电解液采用PH＝1～4以及加入钠离子，是为了解决铁离子的破坏。铁离子一旦成三价便失去活力。特设了h除铁池。PH＝2.3时三价铁可以完全水解，在h除铁池中鼓入空气，用空气的氧将二价铁氧化成三价铁。使其发生水解沉淀。有钠离子的存在三价铁离子更易以黄钠铁钒的形式析出。本发明特设i静沉池，主要作用是沉淀铁。i静沉池上清液进入a电解池。j底部渣经过滤实行固液分离，液体返回电解液系统。固体以三价铁渣为主，送进k鼓风炉再回收有价金属。

13、电镀污泥生产的黑铜(粗铜)溶解在电解液中的有价金属除铜外，还有镍等有价金属，待镍累积到一定程度，电解液要作部分或全部的更换处理，这部分液体称废液，放进b废液池中，废液中有价金属以铜、镍为主，分步加入硫化钠，可有效将c铜镍分离，达到镍回收目的。

四、发明内容

目前通过鼓风炉回收电镀污泥有价金属生产的黑铜(粗铜)，还是停留在传统的处理方法。用火法工艺吹炼，以回收铜和贵金属为目的，造成大量的有价金属浪费或花更大的费用回收其他有价金属。

本发明是将电镀污泥生产的黑铜(粗铜)直接电解实现铜、镍、锡及贵金属阳极泥分离，有效地回收黑铜中的主要有价金属。费用少，回收率高，污染少。具有广泛的社会效益和经济效益。

五、附图说明

附图是本发明的工艺流程示意图。

Claims (4)

1.该方法其特征是将黑铜(粗铜)铸成阳极板电解。

2.该方法其特征是在常温下将黑铜(粗铜)电解。

3.该方法特征是电解液的酸度为PH＝1～4。

4.该方法特征是将黑铜(粗铜)直接电解铜以阴极铜形式回收铜，锡及贵金属以阳极泥形式回收，镍在电解液中，对电解液再作铜镍分离回收镍。

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