CN103556186A

CN103556186A - 一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法

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Publication number: CN103556186A
Application number: CN201310540139.0A
Authority: CN
Inventors: 邓涛; 门海芬; 佟永明; 杨欢明; 刘勇锋
Original assignee: ZHEJIANG KEFEI METALLURGICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG KEFEI METALLURGICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2033-11-05
Also published as: CN103556186B

Abstract

一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，属于有色金属回收领域。它工艺过程的步骤依次包括：（1）对含铜和铍的硫酸溶液进行旋流电解二次脱铜；（2）调整电解贫液的pH值；（3）用P204萃取剂对铍进行萃取；（4）对有机相进行洗涤，并用氢氧化钠或碳酸铵反萃取，得到反萃取液；（5）反萃取液水解得到氢氧化铍，再经高温煅烧得到氧化铍。本发明的方法使混合液中的铜离子经电积后得到纯度达到GB/T467-1997标准阴极铜的铜产品，铍经萃取、水解、高温煅烧得到氧化铍，这一方法工艺简单、流程短、环境友好、回收率高，增加了企业的经济效益，同时实现了资源的高效回收，也符合循环经济的原则。

Description

一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法

技术领域

本发明属于有色金属回收技术领域，具体涉及一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，铍的金属、合金和氧化物已经广泛应用于原子能、航空航天、电子、石化、陶瓷等领域，并且随着其在各行业的不断开拓，其用量增加较快，前景广阔。

铜作为国民经济发展的重要材料，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域。同时铜的消耗量也在迅速增长，导致精铜需求缺口不断扩大，所以积极铜资源的高效回收，实现可持续发展，对缓解这一现象尤为重要。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种工艺简单、流程短、环境友好、成本低廉且能有效提取分离铜和铍的硫酸体系溶液中铜和铍的选择性分离方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

所述的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，其特征在于包括如下步骤：

1）将含铜和铍的硫酸溶液进入旋流电解装置，进行一段电解脱铜，得到阴极铜和脱铜后液；

2）将步骤1）中得到的脱铜后液进行二段旋流电解脱铜，析出铜粉，得到铜粉和脱铜贫液；

3）将步骤2）中得到的脱铜贫液调pH值至0.5~2.5，得到酸性的铍溶液，优选pH值为1.5；

4）将步骤3）中得到的铍溶液用P204萃取剂进行萃取，水相去除，得到有机相备用；

5）将步骤4）中得到的有机相用草酸进行洗涤除去杂质；

6）将步骤5）经洗涤后的有机相用氢氧化钠溶液或碳酸铵溶液进行反萃取，得到Na₂BeO₂溶液；

7）将步骤6）得到的Na₂BeO₂溶液用5%-10%(m/m)稀硫酸调节，使溶液中的氢氧根离子浓度为0.5-1.0N，煮沸水解，得到水解沉淀Be(OH)₂，沉淀经高温煅烧得到氧化铍，从而实现铜和铍的分离回收。

所述的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，其特征在于步骤1）中所述的含铜和铍的硫酸溶液中，铜离子含量为0.1-50g/L，铍离子含量为0.1-20g/L。

所述的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，其特征在于步骤1）中的一段电解脱铜的电解条件为：电流密度500～700A/m²，电解循环量为500～600L/h，电解时间为4-4.5 h。

所述的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，其特征在于步骤2）中的二段旋流电解脱铜的电解条件为：电流密度600～800A/m²，电解循环量为250～400L/h。

所述的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，其特征在于步骤4）中所述的P204萃取剂为由P204、异戊醇和溶剂油混合得到，按重量比，其投料比为P204：异戊醇：溶剂油=40%：8%：52%，萃取剂加入量为铍溶液质量的1.5-2.5倍，优选为2倍。

所述的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，其特征在于步骤4）中萃取时间为15~20分钟。

所述的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，其特征在于步骤5）中所述的草酸草酸浓度为5%，草酸的投入量为该步骤中的有机相质量的1.3-1.8倍，优选为1.5倍；洗涤时间为8-12分钟，优选为10分钟。

所述的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，其特征在于步骤6）中所述的氢氧化钠溶液或碳酸铵溶液浓度均为3N，投入的氢氧化钠溶液或碳酸铵溶液与有机相的质量比为3: 4，洗涤接触时间为10分钟。

所述的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，其特征在于步骤7）中所述的煮沸水解温度为大于95℃；氢氧化铍沉淀高温煅烧得到氧化铍的温度为900~1000℃。

本发明的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，通过采用上述技术，设计合理，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1）本发明工艺操作简单、流程短、成本低、环境友好，对设备要求低，得到的产品纯度高，

2）本发明通过电解的方法回收铜，其回收率高，可达到99%以上，经济效益显著；且得到的铜产品纯度达到GB/T467-1997标准阴极铜（CuCATH-2）的要求；

3）本发明利用旋流电解技术回收铜，由于电解液在电解槽内高速旋转，消除了浓差极化，可以将铜离子脱除到几个ppm，实现铜和铍的有效分析，其分离效果理想；

4）本发明利用萃取法回收铍，得到的氧化铍含量为97.9%以上，铍的总回收率为87.2%以上，能够实现铍的有效提取；

5）本发明提供了一种利用旋流电解技术对某厂的硫酸体系铜铍混合液选择性分离的方法，混合液中的铜离子经电积后得到纯度达到GB/T467-1997标准阴极铜（CuCATH-2）的铜产品，铍经萃取、水解、高温煅烧得到氧化铍，这一方法工艺简单、流程短、环境友好、回收率高，增加了企业的经济效益，同时实现了资源的高效回收，也符合循环经济的原则。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的描述：

本发明的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，具体方法如下：（1）取一定量硫酸体系的铜和铍溶液，该硫酸体系中，铜离子含量为0.1-50g/L，铍离子含量为0.1-20g/L，将该溶液进入旋流电解槽内一段电解脱铜，控制电流密度500～700A/m²，电解循环量为500～600L/h，电解时间为4-4.5 h，优选电流密度600A/m²，电解循环量为600L/h，连续电解后，得到铜管和脱铜后液；（2）脱铜后液进行二段旋流电解脱铜，电流密度600～800A/m²，电解循环量为250～400L/h，优选电流密度800A/m²，电解循环量为300L/h，得到少量铜粉和脱铜贫液；（3）脱铜贫液用氢氧化钠溶液调节pH值至0.5~2.5，优选为1.5；（4）调整pH值后的铍溶液进入萃取过程，以P204萃取剂进行铍萃取，所述的P204萃取剂为由P204、异戊醇和溶剂油混合得到，按重量比，其投料比为P204：异戊醇：溶剂油=40%：8%：52%，萃取剂加入量为铍溶液质量的1.5-2.5倍，优选为2倍，萃取时间为15~20分钟；（5）得到的有机相用5%的草酸洗涤，除去进入有机相中的铁、铝等杂质，草酸的投入量为该步骤中的有机相质量的1.3-1.8倍，优选为1.5倍；洗涤时间为8-12分钟，优选为10分钟，再用3N的的氢氧化钠溶液或碳酸铵溶液进行反萃取，得到含铍的反萃液，投入的氢氧化钠溶液或碳酸铵溶液与有机相的质量比为3: 4，洗涤接触时间为10分钟；（6）含铍的反萃液用稀硫酸调节将溶液中的氢氧根离子调节为0.5-1.0N，煮沸水解，得到水解沉淀Be(OH)₂，沉淀再经高温煅烧得到氧化铍，煮沸水解温度为大于95℃；氢氧化铍沉淀高温煅烧得到氧化铍的温度为900~1000℃，从而实现铜和铍的分离回收。

实施例1

取某种硫酸体系的铜和铍混合液，测定其具体的化学成分如下：

元素	Cu	Fe	Mg	Al	Mn	Bi	Zn	Be
									含量(g/L)	28.39	0.208	4.128	0.059	0.0408	0.312	1.240	6.85

（1）取上述溶液5L进入旋流电解槽内一段电解铜，控制电流密度600A/m²，电解循环量为600L/h，连续电解4.5h后，得到铜管124g和脱铜后液；（2）脱铜后液进行二段旋流电解脱铜，控制电流密度750A/m²，电解循环量为250L/h，得到少量铜粉和脱铜贫液；（3）脱铜贫液用氢氧化钠调节pH值至0.5，便于萃取完全；（4）调整pH值后的铍溶液用40%P204：8%异戊醇：52%溶剂油的混合液萃取20min；（5）得到的有机相用质量为有机相质量的1.8倍5%的草酸洗涤，洗涤时间为8分钟，除去进入有机相中的铁、铝等杂质，再用3N的的氢氧化钠进行反萃取，得到含铍的反萃液；（6）含铍的反萃液用稀硫酸调节将溶液中的氢氧根离子调节为0.5N，煮沸水解，得到水解沉淀Be(OH)₂，沉淀在1000℃下高温煅烧得到氧化铍产品，获得的BeO含量为97.9%，铍的总回收率为87.2%。

实施例2

（1）取上述溶液5L进入旋流电解槽内一段电解铜，控制电流密度650A/m²，电解循环量为600L/h，连续电解4h后，得到铜管120g和脱铜后液；（2）脱铜后液进行二段旋流电解脱铜，控制电流密度700A/m²，电解循环量为300L/h，得到少量铜粉和脱铜贫液；（3）脱铜贫液用氢氧化钠调节pH值至2.5；（4）调整pH值后的铍溶液用40%P204：8%异戊醇：52%溶剂油的混合液萃取15min；（5）得到的有机相用质量为有机相质量的1.3倍的5%的草酸洗涤，洗涤时间为12分钟，再用3N的的氢氧化钠进行反萃取，得到含铍的反萃液；（6）含铍的反萃液用稀硫酸调节将溶液中的氢氧根离子调节为1.0N，煮沸水解，得到水解沉淀Be(OH)₂，沉淀在900℃下高温煅烧得到氧化铍产品，获得的BeO含量为98.2%，铍的总回收率为86.9%。

实施例３

取上述溶液5L进入旋流电解槽内一段电解铜，控制电流密度600A/m²，电解循环量为600L/h，连续电解4.3h后，得到132g铜管和脱铜后液；（2）脱铜后液进行二段旋流电解脱铜，电流密度800A/m²，电解循环量为300L/h，得到少量铜粉和脱铜贫液；（3）脱铜贫液用氢氧化钠溶液调节pH值至1.5；（4）调整pH值后的铍溶液进入萃取过程，以P204萃取剂进行铍萃取，所述的P204萃取剂为由P204、异戊醇和溶剂油混合得到，按重量比，其投料比为P204：异戊醇：溶剂油=40%：8%：52%，萃取剂加入量为铍溶液质量的2倍，萃取时间为18分钟；（5）得到的有机相用1.5倍有机相质量的5%的草酸洗涤，除去进入有机相中的铁、铝等杂质，洗涤时间为10分钟，再用3N的的氢氧化钠溶液或碳酸铵溶液进行反萃取，得到含铍的反萃液，投入的氢氧化钠溶液或碳酸铵溶液与有机相的质量比为3: 4，洗涤接触时间为10分钟；（6）含铍的反萃液用稀硫酸调节将溶液中的氢氧根离子调节为0.8N，煮沸水解，得到水解沉淀Be(OH)₂，沉淀再经高温煅烧得到氧化铍，煮沸水解温度为大于95℃；氢氧化铍沉淀在950℃下高温煅烧得到氧化铍，获得的BeO含量为99.3%，铍的总回收率为90.9%。

Claims

1.一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，其特征在于包括如下步骤：

3）将步骤2）中得到的脱铜贫液调pH值至0.5~2.5，得到酸性的铍溶液；

5）将步骤4）中得到的有机相用草酸进行洗涤除去杂质；

7）将步骤6）得到的Na₂BeO₂溶液用5%-10%稀硫酸调节，使溶液中的氢氧根离子浓度为0.5-1.0N，煮沸水解，得到水解沉淀Be(OH)₂，沉淀经高温煅烧得到氧化铍，从而实现铜和铍的分离回收。

2.根据权利要求1所述的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，其特征在于步骤1）中所述的含铜和铍的硫酸溶液中，铜离子含量为0.1-50g/L，铍离子含量为0.1-20g/L。

3.根据权利要求1所述的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，其特征在于步骤1）中的一段电解脱铜的电解条件为：电流密度500～700A/m²，电解循环量为500～600L/h，电解时间为4-4.5 h。

4.根据权利要求1所述的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，其特征在于步骤2）中的二段旋流电解脱铜的电解条件为：电流密度600～800A/m²，电解循环量为250～400L/h。

5.根据权利要求1所述的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，其特征在于步骤4）中所述的P204萃取剂为由P204、异戊醇和溶剂油混合得到，按重量比，其投料比为P204：异戊醇：溶剂油=40%：8%：52%，萃取剂加入量为铍溶液质量的1.5-2.5倍，优选为2倍。

6.根据权利要求1所述的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，其特征在于步骤4）中萃取时间为15~20分钟。

7.根据权利要求1所述的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，其特征在于步骤5）中所述的草酸草酸浓度为5%，草酸的投入量为该步骤中的有机相质量的1.3-1.8倍，优选为1.5倍；洗涤时间为8-12分钟，优选为10分钟。

8.根据权利要求1所述的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，其特征在于步骤6）中所述的氢氧化钠溶液或碳酸铵溶液浓度均为3N，投入的氢氧化钠溶液或碳酸铵溶液与有机相的质量比为3: 4，洗涤接触时间为10分钟。

9.根据权利要求1所述的一种硫酸体系中铜和铍的选择性分离方法，其特征在于步骤7）中所述的煮沸水解温度为大于95℃；氢氧化铍沉淀高温煅烧得到氧化铍的温度为900~1000℃。