CN104947147B - 一种采用框式阳极装置直接电解‑酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法 - Google Patents

一种采用框式阳极装置直接电解‑酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104947147B
CN104947147B CN201510350463.5A CN201510350463A CN104947147B CN 104947147 B CN104947147 B CN 104947147B CN 201510350463 A CN201510350463 A CN 201510350463A CN 104947147 B CN104947147 B CN 104947147B
Authority
CN
China
Prior art keywords
copper
niobium
waste material
tantalum
tantalum niobium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510350463.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104947147A (zh
Inventor
王�华
李磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunming University of Science and Technology
Original Assignee
Kunming University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunming University of Science and Technology filed Critical Kunming University of Science and Technology
Priority to CN201510350463.5A priority Critical patent/CN104947147B/zh
Publication of CN104947147A publication Critical patent/CN104947147A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104947147B publication Critical patent/CN104947147B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C1/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
    • C25C1/24—Alloys obtained by cathodic reduction of all their ions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • C22B3/06—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic acid solutions, e.g. with acids generated in situ; in inorganic salt solutions other than ammonium salt solutions
    • C22B3/08—Sulfuric acid, other sulfurated acids or salts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

本发明涉及一种采用框式阳极装置直接电解‑酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法，属于资源与环境技术领域。首先将铜钽铌废料破碎，然后采用清洁试剂清洗；将清洗后的铜钽铌废料装入到以钛网为材料的框式阳极中，采用机械或人工的方式对碎片进行压实，然后将框式阳极放入到电解槽中电解获得阴极铜、电解废液和钛网中剩余的含少量杂质铜的钽铌废料；将剩余的含少量杂质铜的钽铌废料加入到酸浸剂中获得金属钽铌。该方法直接将含部分可电溶金属的铜钽铌基合金废料经过破碎清洁后装入阳极框中进行电解，不仅实现了钽铌资源的综合回收利用，且省去了对人体环境有害的氢氟酸、萃取剂等药剂的使用，在环境保护和经济效益中实现了双丰收。

Description

一种采用框式阳极装置直接电解-酸浸联合法回收铜钽铌废 料中有价金属的方法
技术领域
本发明涉及一种采用框式阳极装置直接电解-酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法，属于资源与环境技术领域。
背景技术
钽和铌属于稀有贵重金属，因具有熔点高、耐腐蚀、冷加工性能好等优良挺个性，所以在冶金工业、电子工业、原子能、超导技术、宇航等许多领域中广泛应用，尤其在国防和尖端高新技术部门是须臾不能离开的。随着我国工业现代化进程的加速，对钽和铌这些战略性金属需求不断上升，无疑会对钽铌资源的供给提出重大挑战。虽然我国钽铌储量分别占世界总钽铌储量的10%和17%，储量丰富，但原矿品位及低，五氧化二钽和五氧化二铌含量0.003~0.02%；矿物组分复杂，总与其他矿物共生，长伴随有放射性元素；矿物嵌布粒度细，选矿难度大；回收率只有45~55%（比国外低15~25%），生产成本高。我国对金属钽和铌的需求量不断增加，在加上环境保护的压力下，这对冶金企业提出了挑战。
因此，钽铌资源的循环利用将是一个缓解钽铌资源供求紧张的有效途径。再生钽铌资源主要包括新资源和旧资源。工业加工中产生的脚边料、废料、碎屑等就是新资源，经过消费后报废的催化剂、硬质合金、电容器等属于旧资源。
钽铌合金是再生钽铌资源的一种。在回收合金中有价金属的传统工艺中，一般采用烧结、酸浸、萃取、离子交换等组合工艺。
本发明提出采用阳极装置直接电解—酸浸联合法回收钽铌基合金废料中金属铜、钽、铌的方法，对钽铌基合金废料进行破碎清洁后直接放入阳极框装置中进行电溶除杂。在一定的电解工艺参数下，阴极沉淀析出合格的杂质金属（如金属铜、镍、钴、锌、锡等）。对电解后的剩余的含少量杂质的钽铌合金，在H2SO4-H2O2-H2O体系中进行浸出深度除杂，可以得到纯净的金属钽和铌。本发明不仅有效回收钽铌基合金中的钽和铌，同时也有效回收废料中的杂质金属，并省去传统中对人体环境有害的氢氟酸、萃取剂等的使用，在环境保护和经济效益中实现了双丰收。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种采用框式阳极装置直接电解-酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法。该方法直接将含部分可电溶金属的铜钽铌基合金废料经过破碎清洁后装入阳极框中进行电解，不仅实现了钽铌资源的综合回收利用，且省去了对人体环境有害的氢氟酸、萃取剂等药剂的使用，在环境保护和经济效益中实现了双丰收，本发明通过以下技术方案实现。
一种采用框式阳极装置直接电解-酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法，其具体步骤如下：
（1）首先将铜钽铌废料破碎至直径0.5~3.0cm，长0.5~20.0cm，然后采用清洁试剂清洗；
（2）将清洗后的铜钽铌废料装入到以钛网为材料的框式阳极中，采用机械或人工的方式对碎片进行压实，然后将框式阳极放入到电解槽中，以装有铜钽铌废料的钛网为阳极，AISI-316不锈钢板为阴极，以CuSO4-H2SO4-H2O作为电解质，在电解液温度为20~70℃、电流密度为100~400A/m2、明胶为50~400g/tCu、硫脲为20~200g/tCu、极间距为8~18cm条件下电解3~7d获得阴极铜、电解废液和钛网中剩余的含少量杂质铜的钽铌废料；
（3）将步骤（2）剩余的含少量杂质铜的钽铌废料按照液固比为10:1~1:10g/ml加入到酸浸剂中，其中酸浸剂为浓度50~1500g/l的硫酸和浓度为5~200g/L的双氧水，在搅拌速度为50~600r/min条件下浸出1~24h获得金属钽铌。
所述步骤（1）中铜钽铌废料中含铜10wt%~70wt%，含钽和铌量为30wt%~90wt%。
所述清洁试剂为先经浓度为0.5~5mol/L的H2SO4或HCl清洗，然后用H2O清洗，再采用95wt%的C2H5OH清洗。
所述步骤（2）钛网为L（长度）*W（宽度）*T（厚度）900~1300mm*800~1200mm*40~80mm的长方体结构，孔隙率控制在15~80%。
所述步骤（2）中CuSO4-H2SO4-H2O电解质CuSO4浓度为1~2mol/L，H离子浓度为0.5~2.5mol/L。
所述步骤（2）得到的电解废液经净化除杂后冷却结晶获得结晶硫酸铜。
上述除限定浓度之外的试剂其它都为分析纯试剂。
本发明的有益效果是：
（1）本发明采用了框式阳极电解框装置，能耗较低；
（2）本发明采用电溶除杂法，省去对人体环境有害的氢氟酸、萃取剂等药剂的使用。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，该采用框式阳极装置直接电解-酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法，其具体步骤如下：
（1）首先将铜钽铌废料破碎至直径1.0~3.0cm，长1.0~20.0cm，然后采用清洁试剂清洗；其中铜钽铌废料中含铜30wt%，含钽55wt%和含铌量为15wt%，铜钽铌废料先经浓度为5mol/L的H2SO4清洗，然后用H2O清洗，再采用95wt%的C2H5OH清洗；
（2）将清洗后的铜钽铌废料装入到以钛网为材料的框式阳极中，采用机械或人工的方式对碎片进行压实，然后将框式阳极放入到电解槽中，以装有铜钽铌废料的钛网为阳极，AISI-316不锈钢板为阴极，以CuSO4-H2SO4-H2O作为电解质，在电解液温度为40℃、电流密度为100A/m2、明胶为80g/tCu、硫脲为20g/tCu、极间距为8cm条件下电解3d获得99.9wt%阴极铜、电解废液和钛网中剩余的含少量杂质铜的钽铌废料；其中钛网为L（长度）*W（宽度）*T（厚度）900mm*800mm*40mm的长方体结构，孔隙率控制在15%，所述步骤（2）中CuSO4-H2SO4-H2O电解质CuSO4浓度为2mol/L，H离子浓度为2.5mol/L；步骤（2）得到的电解废液经净化除杂后冷却结晶获得结晶硫酸铜；
（3）将步骤（2）剩余的含少量杂质铜的钽铌废料按照液固比为10:1g/ml加入到酸浸剂中，其中酸浸剂为浓度200g/l的硫酸和浓度为30g/L的双氧水，在搅拌速度为150r/min条件下浸出24h获得金属钽铌。
实施例2
如图1所示，该采用框式阳极装置直接电解-酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法，其具体步骤如下：
（1）首先将铜钽铌废料破碎至直径0.5~1.0cm，长0.5~1.0cm，然后采用清洁试剂清洗；其中铜钽铌废料中含铜70wt%，含钽15wt%和含铌量为15wt%，铜钽铌废料先经浓度为0.5mol/L的HCl清洗，然后用H2O清洗，再采用95wt%的C2H5OH清洗；
（2）将清洗后的铜钽铌废料装入到以钛网为材料的框式阳极中，采用机械或人工的方式对碎片进行压实，然后将框式阳极放入到电解槽中，以装有铜钽铌废料的钛网为阳极，AISI-316不锈钢板为阴极，以CuSO4-H2SO4-H2O作为电解质，在电解液温度为70℃、电流密度为400A/m2、明胶为400g/tCu、硫脲为200g/tCu、极间距为18cm条件下电解7d获得99.9wt%阴极铜、电解废液和钛网中剩余的含少量杂质铜的钽铌废料；其中钛网为L（长度）*W（宽度）*T（厚度）1300mm*1200mm*80mm的长方体结构，孔隙率控制在80%，所述步骤（2）中CuSO4-H2SO4-H2O电解质CuSO4浓度为1mol/L，H离子浓度为0.5mol/L；步骤（2）得到的电解废液经净化除杂后冷却结晶获得结晶硫酸铜；
（3）将步骤（2）剩余的含少量杂质铜的钽铌废料按照液固比为1:10g/ml加入到酸浸剂中，其中酸浸剂为浓度50g/l的硫酸和浓度为5g/L的双氧水，在搅拌速度为50r/min条件下浸出1h获得金属钽铌。
实施例3
如图1所示，该采用框式阳极装置直接电解-酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法，其具体步骤如下：
（1）首先将铜钽铌废料破碎至直径1.0~2.0cm，长8~10cm，然后采用清洁试剂清洗；其中铜钽铌废料中含铜10wt%，、含钽45wt%和含铌量为45wt%，铜钽铌废料先经浓度为2.75mol/L的HCl清洗，然后用H2O清洗，再采用95wt%的C2H5OH清洗；
（2）将清洗后的铜钽铌废料装入到以钛网为材料的框式阳极中，采用机械或人工的方式对碎片进行压实，然后将框式阳极放入到电解槽中，以装有铜钽铌废料的钛网为阳极，AISI-316不锈钢板为阴极，以CuSO4-H2SO4-H2O作为电解质，在电解液温度为20℃、电流密度为200A/m2、明胶为50g/tCu、硫脲为100g/tCu、极间距为10cm条件下电解4d获得99.9wt%阴极铜、电解废液和钛网中剩余的含少量杂质铜的钽铌废料；其中钛网为L（长度）*W（宽度）*T（厚度）1000mm*1000mm*60mm的长方体结构，孔隙率控制在60%，所述步骤（2）中CuSO4-H2SO4-H2O电解质CuSO4浓度为1.5mol/L，H离子浓度为1.5mol/L；步骤（2）得到的电解废液经净化除杂后冷却结晶获得结晶硫酸铜；
（3）将步骤（2）剩余的含少量杂质铜的钽铌废料按照液固比为3:10g/ml加入到酸浸剂中，其中酸浸剂为浓度1500g/l的硫酸和浓度为200g/L的双氧水，在搅拌速度为600r/min条件下浸出12h获得金属钽铌。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种采用框式阳极装置直接电解-酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法，其特征在于具体步骤如下：
（1）首先将铜钽铌废料破碎至直径0.5~3.0cm，长0.5~20.0cm，然后采用清洁试剂清洗；
（2）将清洗后的铜钽铌废料装入到以钛网为材料的框式阳极中，采用机械或人工的方式对碎片进行压实，然后将框式阳极放入到电解槽中，以装有铜钽铌废料的钛网为阳极，AISI-316不锈钢板为阴极，以CuSO4-H2SO4-H2O作为电解质，在电解液温度为20~70℃、电流密度为100~400A/m2、明胶为50~400g/tCu、硫脲为20~200g/tCu、极间距为8~18cm条件下电解3~7d获得阴极铜、电解废液和钛网中剩余的含少量杂质铜的钽铌废料；
（3）将步骤（2）剩余的含少量杂质铜的钽铌废料按照固液比为10:1~1:10g/mL加入到酸浸剂中，其中酸浸剂为浓度50~1500g/L的硫酸和浓度为5~200g/L的双氧水，在搅拌速度为50~600r/min条件下浸出时间为1~24h获得金属钽铌。
2.根据权利要求1所述的采用框式阳极装置直接电解-酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法，其特征在于：所述步骤（1）中铜钽铌废料中含铜10wt%~70wt%，含钽和铌量为30wt%~90wt%。
3.根据权利要求1所述的采用框式阳极装置直接电解-酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法，其特征在于：所述清洁试剂为先经浓度为0.5~5mol/L的H2SO4或HCl清洗，然后用H2O清洗，再采用95wt%的C2H5OH清洗。
4.根据权利要求1所述的采用框式阳极装置直接电解-酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法，其特征在于：所述步骤（2）钛网为L*W*T900~1300mm*800~1200mm*40~80mm的长方体结构，孔隙率控制在15~80%。
5.根据权利要求1所述的采用框式阳极装置直接电解-酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法，其特征在于：所述步骤（2）中CuSO4-H2SO4-H2O电解质CuSO4浓度为1~2mol/L，H离子浓度为0.5~2.5mol/L。
6.根据权利要求1所述的采用框式阳极装置直接电解-酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法，其特征在于：所述步骤（2）得到的电解废液经净化除杂后冷却结晶获得结晶硫酸铜。
CN201510350463.5A 2015-06-24 2015-06-24 一种采用框式阳极装置直接电解‑酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法 Active CN104947147B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510350463.5A CN104947147B (zh) 2015-06-24 2015-06-24 一种采用框式阳极装置直接电解‑酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510350463.5A CN104947147B (zh) 2015-06-24 2015-06-24 一种采用框式阳极装置直接电解‑酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104947147A CN104947147A (zh) 2015-09-30
CN104947147B true CN104947147B (zh) 2017-04-12

Family

ID=54162193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510350463.5A Active CN104947147B (zh) 2015-06-24 2015-06-24 一种采用框式阳极装置直接电解‑酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104947147B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105821443A (zh) * 2016-05-10 2016-08-03 胡桂生 一种阴极铜的生产工艺
CN109706480A (zh) * 2019-03-08 2019-05-03 广东佳纳能源科技有限公司 铜镍合金的分离方法及其应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4051000A (en) * 1974-11-04 1977-09-27 The International Nickel Company, Inc. Non-contaminating anode suitable for electrowinning applications
JPS5585700A (en) * 1978-12-21 1980-06-27 Sumitomo Electric Ind Ltd Exfoliation method for copper
CN1397802A (zh) * 2002-07-04 2003-02-19 北京化工大学 一种分离与分析铌、钽、锆、铪的方法
CN101220416A (zh) * 2007-12-17 2008-07-16 赤峰中色库博红烨锌业有限公司 从湿法炼锌净液渣中回收铜的方法
CN101717955A (zh) * 2009-12-22 2010-06-02 广州有色金属研究院 一种从塑料镀铬层回收铜和镍的方法
CN103160691A (zh) * 2013-01-21 2013-06-19 东江环保股份有限公司 从废弃电子元器件中回收金和铜的工艺方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4051000A (en) * 1974-11-04 1977-09-27 The International Nickel Company, Inc. Non-contaminating anode suitable for electrowinning applications
JPS5585700A (en) * 1978-12-21 1980-06-27 Sumitomo Electric Ind Ltd Exfoliation method for copper
CN1397802A (zh) * 2002-07-04 2003-02-19 北京化工大学 一种分离与分析铌、钽、锆、铪的方法
CN101220416A (zh) * 2007-12-17 2008-07-16 赤峰中色库博红烨锌业有限公司 从湿法炼锌净液渣中回收铜的方法
CN101717955A (zh) * 2009-12-22 2010-06-02 广州有色金属研究院 一种从塑料镀铬层回收铜和镍的方法
CN103160691A (zh) * 2013-01-21 2013-06-19 东江环保股份有限公司 从废弃电子元器件中回收金和铜的工艺方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Smelting Oxidation Desulfurization of Copper Slags;Li Lei, etal.;《Journal of Iron and Steel Research,International》;20121231;第19卷(第12期);第14-19页 *
从铜渣中回收有价金属技术的研究进展;李博 等;《矿冶》;20090331;第18卷(第1期);第44-48页 *
铜渣综合利用的研究进展;李磊 等;《冶金能源》;20090131;第28卷(第1期);第44-48页 *
铜阳极泥浸出铜的优化实验研究;章尚发 等;《中国有色冶金》;20140228(第2期);第72-74页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104947147A (zh) 2015-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5469157B2 (ja) 鉄リッチ硫酸塩廃棄物、採鉱残留物、および酸洗い液から金属鉄および硫酸の有価分を回収するための電気化学プロセス
CN104630826B (zh) 一种从锡阳极泥中回收锡的工艺
CN104046785B (zh) 一种废旧铜铁基金刚石刀头的处理方法
CN101760757B (zh) 硫酸铅物料电解碱浸生产铅的方法
CN103849775B (zh) 一种从高温合金废料中回收镍和钴的方法
CN101538722A (zh) 回收废旧电子印刷线路板中铜的装置及方法
CN101575715A (zh) 一种从电子废弃物中提取有价金属的方法
JP6798080B2 (ja) 廃リチウムイオン電池の処理方法
CN104498992B (zh) 一种分离回收金属复合废料的方法
CN115305523B (zh) 稀土合金的制备方法
CN104711426B (zh) 一种ito废靶经还原电解提取铟锡的方法
CN107177865A (zh) 一种高铋铅合金分离铅、铋的工艺
CN101392387B (zh) 一种硝酸铜溶液电积的方法
CN104947147B (zh) 一种采用框式阳极装置直接电解‑酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法
CN105887118B (zh) 一种从含碲物料中选择性分离回收碲的方法
CN102268692B (zh) 海绵铜直接电解生产阴极铜的方法
CN105624408B (zh) 一种从废镀锡包铜铁针中分离回收锡、铜、铁的方法
CN103937975B (zh) 从湿法炼锌浮选银精矿中直接提取银的方法
CN111348653B (zh) 一种利用含钛渣和低纯硅物料制备高纯硅、钛白和高纯氟化物的方法
CN101671833A (zh) 一种含铟镉银合金废料中回收银的方法
CN103668323A (zh) 一种电解-分段电积法处理含铜镍物料的方法
CN202755076U (zh) 长效（寿）复合筐式阳极
CN107354302B (zh) 一种含铝压铸锌合金灰的综合回收方法
CN205974672U (zh) 一种碱性蚀刻液回收装置
CN110453075A (zh) 一种从废线路板金属富集体粉末中回收铜的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant