CN109437385A - 一种脱除铜电解液中锑和铋的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种脱除铜电解液中锑和铋的工艺方法：（1）将一定量铜电解液放置在耐酸的容器中；（2）向步骤（1）铜电解液中加入或通入一定量氧化性试剂或氧化性物质；（3）将步骤（2）得到的溶液进行搅拌，并保持温度在15℃‑65℃，持续时间0.2‑3小时；（4）将步骤（3）得到的溶液返至大溶液体系储槽，与大溶液体系充分混合，使步骤（3）性质的溶液充分发挥脱除铜电解液中锑和铋的作用；（5）将大溶液体系的溶液引出进行过滤，得到滤液和滤渣，滤液返至大溶液体系使用。本发明的优势：实现脱除锑和铋的目的，作业效率高，不产生有毒有害气体，电能消耗低，操作过程步骤简单可靠。

Description

一种脱除铜电解液中锑和铋的工艺方法
技术领域
本发明属于铜电解技术领域，涉及一种从铜电解液中脱除锑、铋的工艺方法。
背景技术
目前，铜电解液中净化脱除锑的方法主要有：采用诱导电解脱铜除杂过程中同时电解脱除杂质元素；采用大幅提高砷离子浓度形成自净化原理脱除锑铋。诱导脱铜除杂技术具有技术成熟、除杂效果稳定、操作简单等优点，但其电流效率低电耗高、放出有毒气体环境差、环保投资及运行成本高；铜电解液自净化过程原理需要砷离子浓度达到12g/L以上才能有效脱除锑铋，同时需要较长的反应时间。这些都是应用过程中不得不面对的问题。
发明内容
本发明的目的就是针对上述铜电解液净化过程存在的缺陷，提供一种脱除铜电解液中锑和铋的工艺方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：（1）铜电解液中砷浓度小于12g/L，将一定量铜电解液放置在耐酸的容器中；
（2）向步骤（1）铜电解液中加入或通入一定量（添加量需大于铜电解液中所有被氧化物所需氧化剂的总量）氧化性试剂或氧化性物质；
（3）将步骤（2）得到的溶液进行搅拌，并保持温度在15℃-65℃，持续时间0.2-3小时；进行搅拌的目的是使氧化性物质均匀分散在溶液内，搅拌时间灵活可调，时间越长脱除锑铋的效果越好；此步骤在正常的生产和常温环境下即可，不需要额外加热或冷却，就可以实现溶液体系内砷离子的平衡由+3价向+5价的移动，实现+5价砷离子比例的升高。温度对溶液体系内砷的+3价与+5价的平衡有一定影响，温度越低（可采用冷却水辅助降温），达到平衡状态时溶液中+5价砷离子的比例越高，脱除锑铋的程度越深。
（4）将步骤（3）得到的溶液返至大溶液体系储槽，与大溶液体系充分混合，使步骤（3）性质的溶液充分发挥脱除铜电解液中锑和铋的作用；
（5）将大溶液体系的溶液引出进行过滤，实现固液分离，过滤后得到滤液和滤渣，滤液返至大溶液体系使用，滤渣中含有锑和铋，再进一步处理；平衡稳定后大溶液体系中的锑、铋浓度分别稳定在0.22～0.45g/L、0.25～0.49g/L。
进一步的，步骤（1）的铜电解液中砷离子浓度达到2～8g/L、硫酸10g/L～200g/L。
优选的是：步骤（2）中所使用的氧化性物质可以是：氧气、氯气、空气、氯酸钠、双氧水等，可以是一种，也可以是多种氧化性物质的组合，最好是气体氧化剂。
进一步的，步骤（3）的溶液内可以有阳极泥等固态物质，允许固态物质消耗加入的氧化性物质。
该工艺方法是通过向溶液中加入氧化剂提升溶液体系的氧化性，使溶液中砷离子在+3价和+5价之间的平衡向+5价砷离子比例增大的方向移动，实现+5价砷离子浓度的升高使溶液中砷锑铋形成沉淀的平衡向形成沉淀的方向移动，使溶液中锑铋离子沉淀出来，保持锑铋离子浓度在较低范围。
本发明的有益效果：该工艺方法实现脱除锑和铋的目的，其溶液处理量大、作业效率高，不产生有毒有害气体、无污染环境，电能消耗低、处理成本低，处理过程技术条件稳定易控、操作过程步骤简单可靠。
具体实施方式
一种脱除铜电解液中锑和铋的工艺方法，其特征在于工艺过程的步骤包括：
（1）铜电解液中砷浓度小于12g/L，将一定量铜电解液放置在耐酸的容器中；
（2）向步骤（1）铜电解液中加入或通入一定量氧化性试剂或氧化性物质；
（3）将步骤（2）得到的溶液进行搅拌，并保持温度在15℃-65℃，持续时间0.2-3小时；
（4）将步骤（3）得到的溶液返至大溶液体系储槽，与大溶液体系充分混合，使步骤（3）性质的溶液充分发挥脱除铜电解液中锑和铋的作用；
（5）将大溶液体系的溶液引出进行过滤，过滤后得到滤液和滤渣，滤液返至大溶液体系使用，滤渣中含有锑和铋，再进一步处理；平衡稳定后大溶液体系中的锑、铋浓度分别稳定在0.22～0.45g/L、0.25～0.49g/L。
步骤（1）的铜电解液中砷离子浓度可达到2～8g/L、硫酸10g/L～200g/L，砷离子浓度越高，脱除铜电解液中锑和铋的效果越好，见表1；硫酸浓度越低，脱除锑和铋的效果越好，见表2。
表2 步骤（1）硫酸浓度对脱除锑铋效果的影响
步骤（3）溶液温度15℃～-65℃，在正常的生产和常温环境下不需要额外加热或冷却，就可以实现溶液体系内砷离子的平衡由+3价向+5价的移动，实现+5价砷离子比例的升高。温度对溶液体系内砷的+3价与+5价的平衡有一定影响，温度越低，达到平衡状态时溶液中+５价砷离子的比例越高，脱除锑铋的程度越深，见表3数据。
本发明的方法使用生产所需的溶液罐、管道等常规设备，操作简便、易维护；溶液在一定程度上脱除锑铋后，溶液继续电解使用，沉淀下来的锑铋渣与阳极泥等产物混合在一起，去下一道工序处理。
实施例1
铜电解液含铜45g/L、硫酸175g/L、砷6g/L、锑0.56g/L、铋0.52g/L，将铜电解液10m3放入地坑中，此时溶液温度为30℃，以较快的速度通空气，使溶液不停翻动，1小时后将此溶液返至电解室外溶液罐中，与罐中温度为30℃、50m3铜电解溶液混合，12小时后取样分析，砷5.6g/L、锑0.34g/L、铋0.35g/L，将此大罐中的溶液过滤，得到12kg滤渣，取渣样分析，渣含砷26%、锑8.5%、铋9.2%。
实施例2
电解体系溶液总体积约4500m3，每天出装作业时排放至地坑的溶液进行以下操作，在电解溶液系统中反复进行：
铜电解液含铜45g/L、硫酸175g/L、砷6g/L、锑0.56g/L、铋0.52g/L，每天出装作业时，所涉及的电解槽中的溶液放入地坑中，此时溶液温度为45℃，以较快的速度向溶液中通空气使溶液翻滚起来，溶液在地坑中停留的时间约40分钟，溶液一边进入地坑一边又从地坑中抽出来经过滤机后返至溶液系统中，溶液体系的温度约60℃。每天经过此处理过程的溶液总体积约300m3。
生产过程中不再进行其它方法脱除砷锑铋杂质，经过30天的运行后，虽然电解过程中阳极中的杂质砷锑铋成份不断溶解到溶液中，但溶液中的砷锑铋浓度不仅没有升高，还有一定程度的降低并保持相对稳定：砷6.2g/L、锑0.36g/L、铋0.39g/L。经过过滤得到的阳极泥中的锑铋含量各上升了0.2%，说明在砷浓度较低的2～8g/L情况下实现了溶液中锑铋离子浓度的稳定，虽然从阳极中溶解出了锑铋离子，但溶液中等量的锑铋离子形成沉淀从溶液分离出来。

Claims (5)

1.一种脱除铜电解液中锑和铋的工艺方法，其特征在于工艺过程的步骤包括：
（1）铜电解液中砷浓度小于12g/L，将一定量铜电解液放置在耐酸的容器中；
（2）向步骤（1）铜电解液中加入或通入一定量氧化性试剂或氧化性物质；
（3）将步骤（2）得到的溶液进行搅拌，并保持温度在15℃-65℃，持续时间0.2-3小时；
（4）将步骤（3）得到的溶液返至大溶液体系储槽，与大溶液体系充分混合，使步骤（3）性质的溶液充分发挥脱除铜电解液中锑和铋的作用；
（5）将大溶液体系的溶液引出进行过滤，过滤后得到滤液和滤渣，滤液返至大溶液体系使用，滤渣中含有锑和铋，再进一步处理；平衡稳定后大溶液体系中的锑、铋浓度分别稳定在0.22～0.45g/L、0.25～0.49g/L。
2.如权利要求1所述的一种脱除铜电解液中锑和铋的工艺方法，其特征在于：步骤（1）的铜电解液中砷离子浓度达到2～8g/L、硫酸10g/L～200g/L。
3.如权利要求1所述的一种脱除铜电解液中锑和铋的工艺方法，其特征在于：步骤（2）中所使用的氧化性物质是氧气、氯气、空气、氯酸钠、双氧水中的一种或多种氧化性物质的组合。
4.如权利要求1所述的一种脱除铜电解液中锑和铋的工艺方法，其特征在于：步骤（3）的溶液内可以有阳极泥等固态物质，允许固态物质消耗加入的氧化性物质。
5.如权利要求1所述的一种脱除铜电解液中锑和铋的工艺方法，其特征在于：步骤（3）温度在15℃-20℃，采用冷却水辅助降温。
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