CN113564639A - 一种低品位铜阳极板电解精炼生产阴极铜的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低品位铜阳极板电解精炼生产阴极铜的工艺，其工艺为：电解精炼采用的电解液成分为：H2SO4为190‑200g/L；Ni2+≤15g/L；As≤15g/L；Cu2+42‑46g/L；所述添加剂为ADT、明胶、硫脲和盐酸，所述ADT的加入量为10‑15g/t.Cu，所述明胶加入量为20‑30g/t.Cu；所述硫脲加入量为50‑60g/t.Cu，所述盐酸加入量为200‑300ml/t.Cu，电解液温度为62‑64℃，单槽循环量为30‑35L/min.槽。本发明的工艺控制稳定、产品优质品率高，实现了工艺适应原料的目标，为拓宽铜原料采购渠道和企业降本增效创造了良好条件。
Description
技术领域
本发明属于阴极铜生产领域，涉及一种低品位阳极板电解精炼生产阴极铜的工艺。
背景技术
低含杂、高品位阳极板的电解精炼工艺已非常成熟，对主要电解工艺技术条件如电解液含铜量、电解液含镍量、电解液含砷量、单槽循环量、温度等的要求不高。添加剂体系由明胶、硫脲、盐酸这三种添加剂构成，在低杂条件下，7度明胶完全可以满足阴极铜质量控制需要。
随着铜原料供应的日趋紧张和原料组成结构的复杂化，低品位、高含杂铜精矿及粗铜的供应目前已趋于常态化，在现行火法冶炼工艺下，产出的阳极板具有高含砷、高含镍、低含铜的特性，原来低杂条件下的电解工艺技术条件和添加剂体系已不适合该类阳极板的处理，无法保证产出物理外观和化学成份均良好的合格阴极铜。
发明内容
本发明的目的就是针对上述低杂原料条件下的电解工艺技术条件和添加剂体系无法满足高含砷、高含镍、低含铜阳极板电解精炼处理的问题，提出一种针对性强、工艺控制稳定、产品优质品率高的工艺。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种低品位铜阳极板电解精炼生产阴极铜的工艺，其主要的电解工艺技术条件和独特的添加剂体系依次包括：
1.为了增强电解液导电性，降低槽电压，将电解液含酸控制在190-200g/L；因镍的溶出率较高，为了降低电解液粘度，将电解液含镍控制在≤15g/L；为了减少漂浮阳极泥的产生量，将电解液含砷控制在≤15g/L。
2.因铜阳极板含砷≥0.3％、含镍≥0.3％、含铜<99％，入槽电解后，铜离子必然出现贫化现象，为了确保阴极铜析出质量，需溶解结晶硫酸铜造新液或补入高含铜溶液(如铜反萃液)来补铜，根据生产实践，将电解液含铜需控制在42-46g/L。
3.针对铜阳极板低含铜的特性，为了减少浓差极化，将单槽循环量上限控制(30-35L/min.槽)。
4.为了加快铜离子的迁移速率和使添加剂充分发挥作用，确保产出物理外观和化学质量均良好的阴极铜，将电解液温度控制在62-64℃。
5.添加剂体系：
(1)由于铜阳极板高含砷、高含镍，在电解精炼时，阳极泥率高，阳极泥产量大，为了及时絮凝、沉降阳极泥，确保产出的阴极铜质量良好，配入添加剂ADT，但ADT加入量不宜过多，根据生产实践，将ADT加入量为10-15g/t.Cu。
(2)因12度明胶分子量大，作用强度大于7度明胶，针对高含砷、高含镍、低含铜阳极板的特性，选择12度明胶抑制阴极铜表面结粒生成的效果更好，根据生产实践，将12度明胶加入量为20-30g/t.Cu。
(3)将硫脲加入量为50-60g/t.Cu，同时经现场实践，针对这种高含砷、高含镍、低含铜阳极板，为了确保产出的阴极铜质量良好，需将硫脲加入量与明胶加入量的比值控制在1.5:1-3:1。
(4)盐酸作为辅助添加剂，一方面起细化板面作用，另一方面与电解液中的银离子结合生成氯化银沉淀进入阳极泥中以降低阴极铜中的含银量，根据生产实践，将盐酸加入量为200-300ml/t.Cu。
本发明的有益效果在于：为高含砷、高含镍、低含铜阳极板电解处理确定了最佳主要电解工艺技术条件；为高含砷、高含镍、低含铜阳极板电解处理提供了适合的添加剂配方、各添加剂加入量以及核心的脲胶比例；工艺控制稳定、产品优质品率高、技术经济指标优良。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种低品位铜阳极板电解精炼生产阴极铜的工艺，该电解精炼采用的电解液成分为：H2SO4：190g/L；Ni2+：10g/L；As：10g/L；Cu2+：42g/L；添加剂为ADT、明胶、硫脲和盐酸，ADT的加入量为10g/t.Cu，12度明胶加入量为20g/t.Cu；硫脲加入量为60g/t.Cu，盐酸加入量为200ml/t.Cu，硫脲与12度明胶加入量的比值为2.5:1.
电解液温度为62℃，电流密度：270A/m2、电解槽的槽压：0.28V，同极中心距：105mm、单槽循环量为30L/min槽。
高含砷、高含镍、低含铜阳极板的规格为1000×960×48mm，重量为375kg/片，化学成分(见表1)。
表1阳极板化学成分(％)
| Cu | Ni | As | Sb | Bi | S | O |
| 98.83 | 0.32 | 0.34 | 0.053 | 0.017 | 0.0093 | 0.14 |
电解后得到的阴极铜的成分为：
表2阴极铜化学成分(％)
| Se | Te | Bi | Cr | Mn | Sb | Cd | As | P |
| 0.000045 | 0.000045 | 0.000072 | 0.00009 | 0.000072 | 0.000072 | 0.000054 | 0.00018 | 0.0001 |
| Pb | S | Sn | Ni | Fe | Si | Zn | Co | Ag |
| 0.00009 | 0.00036 | 0.00009 | 0.00009 | 0.00011 | 0.0006 | 0.00009 | 0.00009 | 0.001 |
实施例2
一种低品位铜阳极板电解精炼生产阴极铜的工艺，该电解精炼采用的电解液成分为：H2SO4：195g/L；Ni2+：12g/L；As：13g/L；Cu2+：44g/L；添加剂为ADT、明胶、硫脲和盐酸，ADT的加入量为12g/t.Cu，12度明胶加入量为30g/t.Cu；硫脲加入量为50g/t.Cu，盐酸加入量为250ml/t.Cu，硫脲与12度明胶加入量的比值为1.67:1。
电解液温度为63℃，电流密度：275A/m2、电解槽的槽压：0.30V，同极中心距：105mm、单槽循环量为30L/min槽。
高含砷、高含镍、低含铜阳极板的规格为1000×960×48mm，重量为375kg/片，化学成分(见表3)。
表3阳极板化学成分(％)
| Cu(％) | Ni(％) | As(％) | Sb(％) | Bi(％) | S(％) | O(％) |
| 98.8 | 0.35 | 0.34 | 0.06 | 0.016 | 0.0044 | 0.11 |
电解后得到的阴极铜的成分为：
表4阴极铜化学成分(％)
实施例3
一种低品位铜阳极板电解精炼生产阴极铜的工艺，该电解精炼采用的电解液成分为：H2SO4：200g/L；Ni2+：14g/L；As：14g/L；Cu2+：46g/L；添加剂为ADT、明胶、硫脲和盐酸，ADT的加入量为15g/t.Cu，12度明胶加入量为25g/t.Cu；硫脲加入量为55g/t.Cu，盐酸加入量为300ml/t.Cu，硫脲与12度明胶加入量的比值为2.2:1。
电解液温度为64℃，电流密度：300A/m2、电解槽的槽压：0.31V，同极中心距：105mm、单槽循环量为35L/min.槽。
高含砷、高含镍、低含铜阳极板的规格为1000×960×48mm，重量为375kg/片，化学成分(见表5)。
表5阳极板化学成分(％)
| Cu(％) | Ni(％) | As(％) | Sb(％) | Bi(％) | S(％) | O(％) |
| 98.6 | 0.45 | 0.40 | 0.055 | 0.017 | 0.01 | 0.10 |
电解后得到的阴极铜的成分为：
表6阴极铜化学成分(％)
Claims (4)
1.一种低品位铜阳极板电解精炼生产阴极铜的工艺，其特征在于，所述电解精炼采用的电解液成分为：H2SO4为190-200g/L；Ni2+≤15g/L；As≤15g/L；Cu2+42-46g/L；所述添加剂为ADT、明胶、硫脲和盐酸，所述ADT的加入量为10-15g/t.Cu，所述明胶加入量为20-30g/t.Cu；所述硫脲加入量为50-60g/t.Cu，所述盐酸加入量为200-300ml/t.Cu，电解液温度为62-64℃，单槽循环量为30-35L/min。
2.根据权利要求1所述的低品位铜阳极板电解精炼生产阴极铜的工艺，其特征在于，所述硫脲与明胶加入量的比值为(1.5:1)-(3:1)。
3.根据权利要求1所述的低品位铜阳极板电解精炼生产阴极铜的工艺，其特征在于，所述低品位铜阳极板含砷≥0.3％、含镍≥0.3％。
4.根据权利要求1所述的低品位铜阳极板电解精炼生产阴极铜的工艺，其特征在于，所述明胶采用的是12度明胶。
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