CN106757179A - 一种铜电解尾液净化脱铜除杂的工艺方法 - Google Patents

Abstract

一种铜电解尾液净化脱铜除杂的工艺方法，有以下步骤：（1）定期抽取电解尾液送净液系统，用氧化铜矿降酸，常温机械搅拌浸出；（2）往过滤后得到的硫酸铜溶液中加入亚硫酸钠溶液，控制溶液PH值，机械搅拌，浸出液经过转化、沉铜，铜以亚硫酸亚铜或亚硫酸铜混合物的形态沉淀；（3）沉淀后液经铁还原后送尾矿库，铁和其它杂质从电积系统中开路。本发明采用亚硫酸钠还原硫酸铜沉淀亚硫酸亚铜技术，使铜和其它杂质元素从电解液中开路，提高阴极电流效率，用氧化铜矿来中和电解液中多余的酸，资源利用率较高，具有对设备和工艺条件的控制要求不高、投资小、简单易行、铜以亚硫酸亚铜或亚硫酸铜的形式可返回利用的特点。

Description

一种铜电解尾液净化脱铜除杂的工艺方法

技术领域

本发明涉及一种铜电解尾液的净化方法，特别是涉及一种处理铜电解尾液中多余的铜及杂质离子以提高阴极电流效率的铜电解尾液净化脱铜除杂的工艺方法，属于湿法炼铜技术领域。

背景技术

电解液净化是铜电解必不可少的重要工序，它直接关系到阴极铜的品质。随着电解的进行，电解液成分不断发生变化。电解时，阳极溶解率高于阴极析出率，以及阳极溶解杂质的积累，铜和杂质浓度逐渐升高，而游离酸的浓度降低，不利于铜的电解精炼，为了维持电解液成分的相对稳定，必须按一定比例抽取部分电解液进行净化和调整，脱去过多的铜和超过限额的杂质以保持电解过程的正常进行。

自铜电解液精炼用于工业生产以来，人们对铜电解液净化进行了大量研究，这些研究归纳起来主要集中在两个方面：1）改进和完善传统电解液净化工艺；2）研发新的净化工艺，弥补传统净化工艺的不足。

脱铜即平衡电解液中铜离子主要有生产硫酸铜和电积脱铜两种方式。根据硫酸铜的市场需求以及经济效益情况决定是否采用生产硫酸铜工序。如果硫酸铜需求以及经济效益相对较差，则可以不生产硫酸铜，将抽出的电解液直接送往电积脱铜。

加铜中和法生产硫酸铜，硫酸铜纯度高，产量大，一次结晶母液酸度低，产出的产品可以满足硫酸铜国家标准中的一级品标准。直接浓缩法生产的硫酸铜酸度过高，其他金属如镍锌、铁等也有析出的可能，硫酸铜质量较差，一般需要经过重新溶解再结晶才能够满足质量要求。

高酸结晶法生产硫酸铜，硫酸铜纯度相对较低，母液含酸高，为保证硫酸铜产品质量，一般都在分离除去结晶母液后，用少量冷水进行洗涤，对高酸结晶铜常需要重溶、重结晶后再进行干燥。

电积脱除铜离子，一般是先生产标准阴极铜，通常伴随着砷、锑和铋一同被脱除，是一种传统的、应用最广泛的方法，主要有以下几种方式：①间断脱铜法，又叫一段脱铜法；②周期反向电流电解法脱铜、砷；③极限电流密度法；④控制阴极电势电积法；⑤连续脱铜脱砷电积法，也称诱导法脱砷。

从工艺方案看两种方法都能够满足脱除电解液中增长的铜离子，但从相关资料看，生产1吨阴极铜的加工费比生产相同金属量的硫酸铜少1000元/吨，而最近几年相同金属量的硫酸铜与阴极铜的差价在2000~5000元/吨，并且生产出的硫酸铜是粗硫酸铜，不能满足应用较为广泛的农用硫酸铜标准，市场竞争力不强。电积脱铜虽然可以达到净化除杂的目的，但在生产中也有一定的缺点，脱杂效率低，电耗高，易产生大量的有毒气体等。

基于上述缺点,目前很多厂家和研究机构都在积极寻求新的铜电解液净化方法，以替代传统净液方法，主要有萃取法、离子交换法和化学沉淀法等。虽净化方法众多，但效果较好并且操作简单、成本较低的目前还未有报道。

发明内容

本发明的目的就在于解决现有技术存在的上述问题，针对当前的研究状况，新开发出了一种铜电解尾液净化脱铜除杂的工艺方法，本发明在铜电解尾液净化过程中不引入新的杂质，具有效果较好而且操作比较简单易行的特点。

本发明给出的技术解决方案是：这种铜电解尾液净化脱铜除杂的工艺方法，其特点是包括有以下步骤。

（1）定期抽取一定数量的电解尾液送净液系统，用氧化铜矿降酸，氧化铜矿-200目颗粒占70%~95%，常温机械搅拌浸出，浸出时间1h~3h，控制浸出终点pH值1~1.5。

（2）往过滤后得到的硫酸铜溶液中加入一定浓度的亚硫酸钠溶液，亚硫酸钠浓度为70g/L~90g/L，控制溶液PH值在3.0，反应温度在75℃~90℃，反应时间1h~2h，机械搅拌，浸出液经过转化、沉铜等工艺过程，铜以亚硫酸亚铜或亚硫酸铜混合物的形态沉淀下来。

（3）沉淀后液经铁还原后送尾矿库，铁和其它杂质从电积系统中开路，保证电解液中铁离子浓度在2g/L以下。

与现有技术相比，本发明的有益效果为。

（1）采用亚硫酸钠还原硫酸铜沉淀亚硫酸亚铜技术，使铜和其它杂质元素从电解液中开路，提高阴极电流效率。

（2）用氧化铜矿来中和电解液中多余的酸，资源利用率较高。

（3）与传统的铜电解液净化工艺相比，本发明对设备和工艺条件的控制要求不高，投资小，简单易行，可操作性较高，铜以亚硫酸亚铜或亚硫酸铜的形式可返回利用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体技术方案做进一步说明。

实施例1。

试验中用到的氧化铜矿和铜电解液主要化学成份分析结果如表1和表2所示。

表1. 氧化铜矿主要化学成份分析。

原矿	Cu	Fe	SiO2	CaO	MgO	S	Mn
								成分/%	2.29	4.30	72.46	1.30	2.47	0.03	0.395

表2. 铜电解尾液主要成份分析。

元素	Cu	Fe	H2SO4	As	Sb	Bi	Ni
								含量/g/L	46.52	7.38	172.46	0.17	0.04	0.01	0.03

首先加入氧化铜矿对铜电解液进行降酸处理，反应条件如下：氧化铜矿-200目颗粒占85%以上，室温机械搅拌，反应时间2h，控制浸出终点pH值1~1.5，以铜矿中氧化铜计算，铜浸出率在95.32%；以全铜计算，铜浸出率92.97%。铁浸出率较低，在3%以下。反应结束后进行固液分离，得到含Cu²⁺64g/L的硫酸铜溶液，往其中加入预先配置好的浓度为80g/L的亚硫酸钠溶液，控制溶液pH值在3.0，反应温度80℃，机械搅拌反应1h后过滤，得到红色的亚硫酸亚铜和亚硫酸铜混合物沉淀。沉铜后液含铜1.22 g/L，该沉铜后液经铁还原后含铜0.03g/L，送尾矿库。

实施例2。

试验用到的氧化铜矿和铜电解液与实施例1中的相同，首先加入氧化铜矿对铜电解液进行降酸处理，反应条件如下：氧化铜矿-200目颗粒占75%以上，室温机械搅拌，反应时间1h，控制浸出终点pH值1~1.5，以铜矿中氧化铜计算，铜浸出率在94.08%；以全铜计算，铜浸出率91.15%。铁浸出率较低，在3%以下。反应结束后进行固液分离，得到含Cu²⁺58g/L的硫酸铜溶液，往其中加入预先配置好的浓度为75g/L的亚硫酸钠溶液，控制溶液pH值在3.0，反应温度在85℃，机械搅拌反应1.5h后过滤，得到红色的亚硫酸亚铜和亚硫酸铜混合物沉淀。沉铜后液的成分为：1.01g/L，该沉铜后液经铁还原后含铜0.026g/L，送尾矿库。

实施例3。

试验用到的氧化铜矿和铜电解液与实施例1中的相同，首先加入氧化铜矿对铜电解液进行降酸处理，反应条件如下：氧化铜矿-200目颗粒占90%以上，室温机械搅拌，反应时间1.5h，控制浸出终点pH值1~1.5，以铜矿中氧化铜计算，铜浸出率在96.42%；以全铜计算，铜浸出率93.41%。铁浸出率较低在3%以下。反应结束后进行固液分离，得到含Cu²⁺69g/L的硫酸铜溶液，往其中加入预先配置好的浓度为84g/L的亚硫酸钠溶液，控制溶液pH值在3.0，反应温度在90℃，机械搅拌反应1h后过滤，得到红色的亚硫酸亚铜和亚硫酸铜混合物沉淀。沉铜后液含铜0.96g/L，该沉铜后液经铁还原后含铜0.025g/L，送尾矿库。

Claims (1)

1.一种铜电解尾液净化脱铜除杂的工艺方法，其特征在于包括有以下步骤：

（1）定期抽取一定数量的电解尾液送净液系统，用氧化铜矿降酸，氧化铜矿-200目颗粒占70%~95%，常温机械搅拌浸出，浸出时间1h~3h，控制浸出终点pH值1~1.5；

（2）往过滤后得到的硫酸铜溶液中加入一定浓度的亚硫酸钠溶液，亚硫酸钠浓度为70g/L~90g/L，控制溶液PH值在3.0，反应温度在75℃~90℃，反应时间1h~2h，机械搅拌，浸出液经过转化、沉铜等工艺过程，铜以亚硫酸亚铜或亚硫酸铜混合物的形态沉淀下来；

（3）沉淀后液经铁还原后送尾矿库，铁和其它杂质从电积系统中开路，保证电解液中铁离子浓度在2g/L以下。