CN103849902A

CN103849902A - 铜电解液中锑和铋的回收工艺

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Publication number: CN103849902A
Application number: CN201410114790.6A
Authority: CN
Inventors: 宋修明; 戴升弘; 李明周; 吴文明; 李敬忠; 李俊标; 周忠
Original assignee: JINLONG COPPER CO Ltd; Jiangxi University of Science and Technology
Current assignee: JINLONG COPPER CO Ltd; Jiangxi University of Science and Technology
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2014-06-11

Abstract

本发明公开了一种铜电解液中锑和铋的回收工艺，其包括以下步骤：1）采用有机相萃取液逆流萃取含锑、铋离子的铜电解液，得到纯化的铜电解液和含锑、铋离子的负载有机相；2）采用反萃液反萃取含锑、铋离子的负载有机相，得到萃余相和含锑、铋离子的反出液，所述的反萃液为硫脲和硫酸的混合物；3）向反出液中加入氨水调制PH值为7～8.5，过滤，得到的滤渣即为锑铋富集物；所述含锑、铋离子的铜电解液、有机相萃取液和反萃液这三者的体积比为1～2:1:0.5～2。采用上述技术方案可将含锑、铋离子的铜电解液中的锑、铋离子回收从而实现铜电解液的纯化，具体采用硫脲和硫酸的混合物作为反萃液进行锑、铋离子的反萃回收不仅能耗低，成本低，而且锑、铋离子的回收率高。

Description

铜电解液中锑和铋的回收工艺

技术领域

本发明涉及化工生产领域，具体涉及一种铜电解液中锑和铋的回收工艺。

背景技术

现有技术中，铜矿企业一般是将开采的粗铜采用电解法精炼纯铜，具体步骤为：先将粗铜制成厚板作为阳极，纯铜制成薄片作阴极，以硫酸和硫酸铜的混和液作为电解液，这样通电后，阳极的粗铜失去电子得到的铜离子向阴极移动，到达阴极的铜离子得到电子即可析出电解铜（亦称纯铜或阴极铜），但是实际生产中，粗铜中的锑、铋等杂质会伴随铜同步发生电解生成锑离子和铋离子，锑离子和铋离子在铜电解液中能够形成溶解度很小的絮状物质并粘附于阴极纯铜以及电解铜的表面，不仅影响阴极纯铜的性能，而且大大地降低了生成的电解铜的质量。为解决上述问题，目前企业多采用电积法(也称为诱导法)使杂质锑和铋富集于电积产物黑铜粉中，从而实现锑和铋的脱出，但是为了提高铜的收率，富含有锑和铋的黑铜粉通常会返回提炼铜，这样就会导致杂质锑和铋循环生产系统中不断地进行累积，最终导致铜电解液中的杂质含量过高，长时间连续生产同样也会影响到电解铜的生产质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种铜电解液中锑和铋的回收工艺。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种铜电解液中锑和铋的回收工艺，其包括以下步骤：

S1）采用有机相萃取液逆流萃取含锑、铋离子的铜电解液，得到纯化的铜电解液和含锑、铋离子的负载有机相；

S2）采用反萃液反萃取含锑、铋离子的负载有机相，得到萃余相和含锑、铋离子的反出液，萃余相经水洗后得到可循环使用的有机相（空白有机相），所述的反萃液为硫脲和硫酸的混合物；

S3）向反出液中加入氨水调制PH值为7～8.5，过滤，得到的滤渣即为锑铋富集物；

所述含锑、铋离子的铜电解液、有机相萃取液和反萃液这三者的体积比为0.5～1:1:0.5～2。

采用上述技术方案产生的有益效果在于：在电解精炼纯铜的工艺中，当铜电解液中的锑、铋离子达到一定浓度时，采用上述技术方案可将其中的锑、铋离子回收进行再售，这样不仅有效保证电解铜的生产质量，而且降低对环境的污染，操作简便，生产成本低，能耗小。本发明的生产原理主要是利用酸性的反萃液进行络合反萃使得含锑、铋离子的负载有机相中的锑、铋离子析出得到锑、铋离子富集物，从而实现铜电解液的纯化，具体采用硫脲和硫酸的混合物作为反萃液进行锑、铋离子的反萃回收不仅能耗低，成本低，而且锑、铋离子的回收率高。

作为进一步的优选方案：所述的有机相萃取液是由体积比为10～30:5～20:40～70的N1923、异辛醇和磺化煤油组成,优选的，所述的有机相萃取液是由体积比为20:15:65的N1923、异辛醇和磺化煤油组成，所述含锑、铋离子的铜电解液、有机相萃取液和反萃液这三者的体积比为1:1:0.5。

上述的N1923主要是作为有机相萃取剂，在逆流萃取含锑、铋离子的铜电解液时也可以采用N235替代N1923使用，但需要在铜电解液中添加一定的盐酸以提高其萃取效果，具体的方案为：所述的有机相萃取液是由体积比为10～30:5～20:40～70的N235、异辛醇和磺化煤油组成，萃取前所述的含锑、铋离子的铜电解液投有盐酸，含锑、铋离子的铜电解液中盐酸的浓度为3～4g/l，优选的，所述的有机相萃取液是由体积比为20:10:70的N235、异辛醇和磺化煤油组成，所述含锑、铋离子的铜电解液、有机相萃取液和反萃液这三者的体积比为1.5:1:1，其中盐酸的加入主要是起到助萃的作用，即通过盐酸的cl-与铜电解液中带正电荷的锑、铋结合发生酸性络合反应得到锑、铋的络合阴离子，这样更有利于锑、铋离子的萃取，从而提高锑、铋离子的回收率，所述的盐酸可以直接从市场上购买浓度为30%进行稀释后使用。

更为具体的方案为：所述步骤S2中反萃取的萃余相采用水洗回收有机相萃取液，萃余相与水的体积比为4:1，优选的，采用四级水洗即可有效收集得到可循环利用的有机相萃取液，充分利用资源，较小环境污染。

具体的，所述反萃取的反萃液中硫脲、硫酸的浓度分别为50g/l、49g/l。

优选的，所述的逆流萃取的级数为三级，反萃取的级数为五级。

进一步的，所述步骤S3中过滤的滤液收集至反萃液配制槽中循环使用。所述滤液先通过蒸发结晶、离心分离除去晶体硫酸铵，然后再收集至反萃液配制槽中。由于反萃液是循环使用，这样长时间生产会造成中和沉淀后滤液中的硫酸铵的浓度过高直至达到饱和值，因此在实际生产过程中，当滤液中的硫酸铵达到饱和值时需要通过蒸发结晶、离心分离除去滤液中的硫酸铵，以确保滤液能稳定地循环使用，具体滤液中的硫酸铵的浓度可以定期检测得知，也可以直观上观察反萃取槽中是否含有晶体，当含有晶体时说明循环液中的硫酸铵浓度偏高，需要进行分离处理。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为更清楚的说明本发明所公开的技术方案，以下通过3个实施例来作进一步的说明。

实施例1

1）量取100ml含锑、铋离子的铜电解液、100ml有机相萃取液和200ml反萃液，所述的有机相萃取液是由体积比为20:15:65的N1923、异辛醇和磺化煤油组成，所述的反萃液中硫脲、硫酸的浓度分别为50g/l、49g/l；

2）采用有机相萃取液三级逆流萃取含锑、铋离子的铜电解液，得到纯化的铜电解液和含锑、铋离子的负载有机相；

3）采用上述的反萃液反萃取含锑、铋离子的负载有机相，得到萃余相和含锑、铋离子的反出液；

4）向反出液中加入浓度为20%的氨水调至PH值为8，过滤，得到的滤渣即为锑铋富集物，从滤液中回收反萃液；

5）将反萃取的萃余相采用四级水洗回收有机相萃取液。

经检测，步骤2锑、铋离子的萃取率分别为84.6%、98.1%，步骤3锑、铋离子的反萃取率分别为95.7%、90.6%。

实施例2

1）量取100ml含锑、铋离子的铜电解液、100ml有机相萃取液和50ml反萃液，所述的有机相萃取液是由体积比为30:15:55的N1923、异辛醇和磺化煤油组成，所述的反萃液中硫脲、硫酸的浓度分别为50g/l、49g/l；

5）将反萃取的萃余相采用四级水洗回收有机相萃取液。

经检测，步骤2锑、铋离子的萃取率分别为90.26%、99.3%，步骤3锑、铋离子的反萃取率分别为85.5%、88.2%。

实施例3

1）量取150ml含锑、铋离子的铜电解液、100ml有机相萃取液和100ml反萃液，向150ml含锑、铋离子的铜电解液中加入16ml浓度为30%的盐酸，所述的有机相萃取液是由体积比为20:10:70的N235、异辛醇和磺化煤油组成，所述的反萃液中硫脲、硫酸的浓度分别为50g/l、49g/l；

2）采用有机相萃取液八级逆流萃取含锑、铋离子的铜电解液，得到纯化的铜电解液和含锑、铋离子的负载有机相；

3）采用上述的反萃液六级逆流反萃取含锑、铋离子的负载有机相，得到萃余相和含锑、铋离子的反出液；萃余相经5%氨水中和1级，工业水洗涤3级后循环使用。

5）将反萃取的萃余相采用三级水洗回收有机相萃取液。

经检测，步骤2锑、铋离子的萃取率分别为75%、89.7%，步骤3锑、铋离子的反萃取率分别为84%、96%。

Claims

1.一种铜电解液中锑和铋的回收工艺，其包括以下步骤：

S2）采用反萃液反萃取含锑、铋离子的负载有机相，得到萃余相和含锑、铋离子的反出液，所述的反萃液为硫脲和硫酸的混合物；

2.根据权利要求1所述铜电解液中锑和铋的回收工艺，其特征在于：所述的有机相萃取液是由体积比为10～30:5～20:40～70的N1923、异辛醇和磺化煤油组成。

3.根据权利要求1所述回收铜电解液中的锑和铋的工艺，其特征在于：所述的有机相萃取液是由体积比为10～30:5～20:40～70的N235、异辛醇和磺化煤油组成，萃取前所述的含锑、铋离子的铜电解液投有盐酸，含锑、铋离子的铜电解液中盐酸的浓度为3～4g/l。

4.根据权利要求2所述铜电解液中锑和铋的回收工艺，其特征在于：所述的有机相萃取液是由体积比为20:15:65的N1923、异辛醇和磺化煤油组成，所述含锑、铋离子的铜电解液、有机相萃取液和反萃液这三者的体积比为1:1:0.5。

5.根据权利要求3所述铜电解液中锑和铋的回收工艺，其特征在于：所述的有机相萃取液是由体积比为20:10:70的N235、异辛醇和磺化煤油组成，所述含锑、铋离子的铜电解液、有机相萃取液和反萃液这三者的体积比为1.5:1:1。

6.根据权利要求1所述铜电解液中锑和铋的回收工艺，其特征在于：所述步骤S2中反萃取的萃余相采用水洗回收有机相萃取液，萃余相与水的体积比为4:1。

7.根据权利要求1所述铜电解液中锑和铋的回收工艺，其特征在于：所述的反萃液中硫脲、硫酸的浓度分别为50g/l、49g/l。

8.根据权利要求1所述铜电解液中锑和铋的回收工艺，其特征在于：所述的逆流萃取的级数为三级，反萃取的级数为五级。

9.根据权利要求1所述铜电解液中锑和铋的回收工艺，其特征在于：所述步骤S3中过滤的滤液收集至反萃液配制槽中循环使用。

10.根据权利要求9所述铜电解液中锑和铋的回收工艺，其特征在于：所述滤液先通过蒸发结晶、离心分离除去晶体硫酸铵，然后再收集至反萃液配制槽中。