CN117604575A - 一种高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法 - Google Patents
一种高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117604575A CN117604575A CN202311627748.XA CN202311627748A CN117604575A CN 117604575 A CN117604575 A CN 117604575A CN 202311627748 A CN202311627748 A CN 202311627748A CN 117604575 A CN117604575 A CN 117604575A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- copper
- gold
- silver
- microwave
- electrolyte
- 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.)
- Pending
Links
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 167
- 239000010931 gold Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 238000007670 refining Methods 0.000 title claims abstract description 55
- NEIHULKJZQTQKJ-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Ag] Chemical compound [Cu].[Ag] NEIHULKJZQTQKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 39
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 90
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 67
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 67
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 53
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 44
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 31
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 32
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 31
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 24
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims description 17
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 14
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 11
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 11
- -1 alcohol compound Chemical class 0.000 claims description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 7
- 239000010413 mother solution Substances 0.000 claims description 5
- YZPNFYQRPJKWFJ-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1h-imidazol-1-ium;chloride Chemical compound Cl.CC1=NC=CN1 YZPNFYQRPJKWFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZDEPXVXEADUOAV-UHFFFAOYSA-N 1-decyl-3-methyl-1,2-dihydroimidazol-1-ium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCC[NH+]1CN(C)C=C1 ZDEPXVXEADUOAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GPUZITRZAZLGKZ-UHFFFAOYSA-N 1-hexyl-3-methyl-1,2-dihydroimidazol-1-ium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCC[NH+]1CN(C)C=C1 GPUZITRZAZLGKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QEKLKJFSTUZMKC-UHFFFAOYSA-N [Cl-].NC(CC)C1=[N+](C=CN1)C Chemical compound [Cl-].NC(CC)C1=[N+](C=CN1)C QEKLKJFSTUZMKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- IAZSXUOKBPGUMV-UHFFFAOYSA-N 1-butyl-3-methyl-1,2-dihydroimidazol-1-ium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCC[NH+]1CN(C)C=C1 IAZSXUOKBPGUMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WXJHMNWFWIJJMN-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-3-octyl-1,2-dihydroimidazol-1-ium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCN1C[NH+](C)C=C1 WXJHMNWFWIJJMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 13
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 27
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 16
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 9
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 9
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 8
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 6
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 5
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- JEMGLEPMXOIVNS-UHFFFAOYSA-N arsenic copper Chemical compound [Cu].[As] JEMGLEPMXOIVNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009867 copper metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001036 glow-discharge mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
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
- C25C1/12—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
- C25C7/06—Operating or servicing
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
本发明提供了一种高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，涉及铜电解精炼技术领域。本发明提供的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，包括以下步骤：将高金银铜板作为阳极板在电解液中进行电解精炼铜，并在电解过程中对电解液施加微波作用；所述电解液在电解过程中进行循环净化，所述循环净化包括连续进行电解液的流出、净化和回流；所述高金银铜板中的银含量304.57～998.91g/t，金含量为50.72～69.36g/t。通过在电解过程中施加微波使电解液净化后循环，微波振动作用使大量阳极泥在电解液中悬浮，经实时分离搜集净化，可提高阴极铜纯度和金银回收率；此外，还可细化铜表面晶粒，提高阴极铜表面质量。
Description
技术领域
本发明属于铜电解精炼技术领域，具体涉及一种高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法。
背景技术
目前，中国电解铜产量约占全球产量的42％。据统计，2022年电解精炼铜产量达到1028万吨，并在未来几年产量呈现稳步上升趋势。随着铜资源过度开发，铜精矿品位不断下降，越来越多低品位复杂铜精矿应用于铜生产，铜冶炼企业面临适应复杂原料的技术问题。同时，传统的氰化法提取金银污染严重且成本增加，现在趋向于将金银矿石与铜冶金工艺结合，使金银在铜熔炼过程富集到铜阳极板中，然后在铜电解精炼过程富集到阳极泥进而提取金银，降低成本并实现贵金属绿色提取。
目前，高金银阳极板电解精炼制备阴极铜工艺已经工业化生产，但存在着阴极铜品质不高、金银回收率较低、生产效率低等技术缺点。一方面，由于高金银阳极板中的高Au、Ag含量在电解精炼过程中极易导致阳极钝化，使电解效率降低；另一方面，电解过程中产生的部分悬浮阳极泥易粘附在阴极表面形成粒子，影响高纯阴极铜品质而且造成大量Au、Ag贵金属严重流失。此外，在现有的铜电解精炼工艺中阳极泥清理需要停止电解、抽干电解液进行人工清理，阳极泥量增大会导致阳极泥清理周期缩短，降低生产效率、增大人工劳动强度。因此，开发一种高金银阳极板电解精炼制备高品质阴极铜新工艺对于提高阴极铜品质和企业经济效益具有重要意义。
中国专利CN101029406A公开了一种铜的电解精炼方法,将高贵金属阳极板采用低电流密度方式进行电解精炼来防止阳极钝化，获得合格的电解铜，但低电流导致生产效率降低。
中国专利CN 114150349 A公开了一种降低阴极铜中银含量的方法，通过对电解液进行循环和压滤，分离电解液内的悬浮物，从而减少银以放电析出和机械黏附形式进入到阴极铜，提高了银的回收率，但难以阻止银以放电形式析出进入阴极铜，回收率提高有限。
中国专利CN 115896869 A公开了一种沉降铜电解精炼过程中漂浮阳极泥的方法，通过加入含带电离子沉降剂使产生的带电漂浮阳极泥与沉降剂发生相互作用生成沉淀，进而减少漂浮阳极泥在阴极黏附，提高阴极铜的品质，但难以阻止银以放电形式析出进入阴极铜，贵金属仍有流失。
针对高金银阳极板，上述方法电解精炼难以实现高品质阴极铜制备和金银高效回收，工业生产中制备得到的阴极铜中银含量仍然较高(6～18ppm)，造成贵金属的流失与浪费，影响生产效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，解决现有技术中高金银铜板电解精炼制备阴极铜中金银含量过高、纯度低的问题。
为实现上述目的，本发明的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法的技术方案是：
一种高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，包括以下步骤：将高金银铜板作为阳极板在电解液中进行电解精炼铜，并在电解过程中对电解液施加微波作用；所述电解液在电解过程中进行循环净化，所述循环净化包括连续进行电解液的流出、净化和回流；所述高金银铜板中的银含量为304.57～998.91g/t，金含量为50.72～69.36g/t。
本发明提供的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，通过在电解过程中施加微波并使电解液净化后循环，微波振动作用使高金银铜板产生的较大量的阳极泥在电解液中处于悬浮状态，随电解液循环过程实现实时分离和收集，降低了电解液中漂浮阳极泥浓度，防止阳极泥中金银以机械黏附形式进入到阴极铜，提高了阴极铜品质和金银的回收率，且能够防止铜表面产生铜粒子，提高阴极铜表面质量；微波振动作用同时能打碎阴极铜表面铜树枝晶，阻碍个别晶粒长大进而使铜晶粒细化，提高阴极铜的表观质量；此外微波产生的高频电场可以使溶液中极性分子和离子随高频交变电场方向的交互变化而转动，并产生剧烈的碰撞和摩擦，溶液中极性分子和离子的剧烈运动和微波振动能够抑制阳极泥在阳极板表面附着，防止阳极钝化现象，从而提高阳极板溶解速率，提高电解效率，微波加热的致热效应具有加热均匀、无滞后的特点，使电解液中离子浓度和扩散速度更加均匀，提高了电化学反应的速率和电解效率，同时避免了铜离子因浓度梯度产生浓差极化现象导致铜离子在阴极板上沉积速度不均匀现象，从而改善阴极铜表面质量。另外微波和电解液净化循环实现了阳极泥实时排放，降低阳极泥沉底的可能性，避免了传统铜电解精炼阳极泥周期性清理，进而实现铜电解连续生产，提高生产效率。
本发明提供的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法得到的阴极铜中铜含量均大于99.995％以上，银含量低于3.5ppm，金含量低于0.5ppm，其他杂质元素远低于国标(GB/T 467-2010)中A级铜(Cu-CATH-1)中杂质元素含量要求。
为了提高银的回收率和阴极铜的纯度，优选地，所述电解液包括电解母液和复合添加剂，所述电解母液包括铜离子、硫酸，所述复合添加剂包括离子体液、盐酸和醇类化合物。高金银铜板作为阳极板电解析出银离子进入电解液，电解液中的银离子能够与复合添加剂中的离子液体络合反应进入阳极泥，且盐酸能够与银离子沉淀，进而阻止电解液中的银离子在阴极铜析出，从而降低阴极铜中银含量，提高阴极铜纯度和银回收率；且与传统降银添加剂硫脲比较,离子液体的加入避免了S的引入，可大幅度有效地降低阴极铜中的S含量；通过微波和复合添加剂的协同作用，提高阴极铜纯度和表观质量，获得高品质阴极铜，进而实现金银稀贵金属高效回收和阴极铜品质提高，提高了经济效益。
为了进一步提高阴极极化能力，使阴极表面粒子细化、结晶平整致密，优选地，所述离子液体为甲基咪唑氯盐，所述甲基咪唑氯盐选自1-己基-3-甲基咪唑氯盐、1-氨丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-癸基-3-甲基咪唑氯盐中一种或多种，所述醇类化合物为聚乙二醇。
为了进一步提高阴极铜的平整度，优选地，所述聚乙二醇的平均分子量为1000～1500。更优选地，所述聚乙二醇的平均分子量为1500。
为了进一步降低阴极铜杂质含量，提高阴极铜的纯度和表观质量，优选地，所述电解液中铜浓度为40～50g/L，硫酸浓度为150～200g/L，离子液体浓度为0.01～0.045g/L，盐酸浓度为0.01～0.07g/L，醇类化合物浓度为0.05～0.15g/L。
为了使阳极泥始终处于悬浮状态，并减少银在阴极板的物理吸附，优选地，所述微波功率为300～600W。
为了进一步提高电化学反应速率，优选地，所述电解温度为60～65℃。
为了进一步提高电解液净化质量，提高金银回收率，优选地，所述净化包括包括依次进行精密过滤和离心分离。所述精密过滤和离心分离除去微细阳极泥颗粒，并除去Ni、Co、As等杂质。
为了进一步提高电解液中金银的回收率，提高分离效率，优选地，所述精密过滤为使用过滤膜进行过滤，所述过滤膜的孔隙＜0.5μm，所述离心分离的转速为500～1500r/min。
为了进一步控制高金银铜板的电解速率，优选地，所述电解的电流密度为250～300A/m2。
附图说明
图1为本发明提供的制备阴极铜的方法的实施例3的阴极铜的宏观照片；
图2为对比例1的阴极铜的宏观照片；
图3为对比例2的阴极铜的宏观照片；
图4为对比例3的阴极铜的宏观照片；
图5为本发明提供的制备阴极铜的方法的实施例3的阴极铜的SEM图；
图6为对比例1的阴极铜的SEM图；
图7为对比例2的阴极铜的SEM图；
图8为对比例3的阴极铜的SEM图。
具体实施方式
一种高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，包括以下步骤：将高金银铜板作为阳极板在电解液中进行电解精炼铜，并在电解过程中对电解液施加微波作用；所述电解液在电解过程中进行循环净化，所述循环净化包括连续进行电解液的流出、净化和回流；所述高金银铜板中的银含量为304.57～998.91g/t，金含量为50.72～69.36g/t。
在具体实施方式中，所述阴极板为不锈钢板或钛板，所述阴极板的面积大于阳极板，阴极板的板数比阳极板的板数多一个，阴阳极板呈交替布置，阴阳极板之间的极间距20～50mm，极间距指的是阴阳极板中心之间的距离。
在具体实施方式中，电解母液为分析纯硫酸铜、高纯水和硫酸配制得到，电解液通过将复合添加剂加入电解母液中得到，电解液中的铜浓度为市售分析纯硫酸铜加入一定体积的高纯水中的质量，同样地，硫酸浓度为市售浓硫酸(质量分数98％)加入水中的质量，盐酸浓度为市售盐酸(质量分数36.5％)加入水中的质量。
在具体实施方式中，所述电解液采用上进下出的方式进行循环，循环次数为3～6次/h。
在具体实施方式中，电解液中的阳极泥通过过滤膜过滤实现实时分离回收，再通过离心分离除去微细阳极泥颗粒，85％～95％电解液直接返回电解槽进行循环，其余部分电解液通过硫酸铜浓缩结晶、诱导法脱铜砷和硫酸镍结晶工艺进行再生循环处理。
在具体实施方式中，所述电解精炼得到的阴极铜经过清洗后烘干，所述清洗以20～40g/L的稀硫酸作为清洗介质，在频率为20～40kHz的超声波作用下进行清洗，清洗时间为10～30min，清洗完成后在50～70℃下烘干。
在具体实施方式中，应用高金银铜板微波辅助电解精炼制备阴极铜的设备使用所述的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，所述高金银铜板微波辅助电解精炼制备阴极铜的设备包括电解槽、微波发生装置、电解液循环净化装置，所述电解槽包括进液口、出液口和阴阳极板放置装置，所述电解槽进液口、出液口与电解液循环净化装置相连。所述高金银铜板微波辅助电解精炼制备阴极铜的设备，通过设置微波发生装置和电解液循环净化装置，简单高效地实现电解过程中施加微波，并使电解液净化循环，设备安装简单，能够连续生产，适用于工业化应用。
在具体实施方式中，为了进一步提高净化效率，所述电解液快速循环净化装置包括离心机、精密过滤器和恒流泵，微波发生装置包括加热腔体、调节模块，在常压体系微波反应器的加热腔体上端打孔，在微波反应器加热腔体内进行电解操作的电解槽由加热腔体的打孔处与循环净化装置及恒流泵相连，且调节模块可以调节功率分配，大大拓宽了设备的可用带宽。更优选地，所述精密过滤器为孔隙＜0.5μm的过滤膜过滤器。电解液中大部分阳极泥在精密过滤器中被实时分离回收，随后电解液进入离心机并在离心力的作用下除去微细阳极泥颗粒，而后85％～95％电解液直接返回电解槽，其余部分电解液通过硫酸铜浓缩结晶、诱导法脱铜砷和硫酸镍结晶工艺进行再生循环处理。
为了更加清晰明确的理解本发明的目的、技术方案及优点，下面结合具体实施例对本发明的实施方式作进一步说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。以下实施例中所用的原料均为常规市购产品，且为该技术领域的技术人员熟知的产品。
一、本发明的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法的具体实施例
实施例1
本实施例的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，包括以下步骤：
(1)将高金银铜板作为阳极板，不锈钢板作为阴极板在电解液中进行电解精炼铜，高金银铜板中的Ag含量678.13g/t，Au含量61.59g/t。阴极板的面积大于阳极板，阴极板的板数比阳极板的板数多一个，阴阳极板呈交替布置，阴阳极板之间的极间距为50mm。
(2)采用分析纯无水硫酸铜配置电解母液，并在电解母液中添加复合添加剂形成电解液，电解液中的铜浓度为42g/L、硫酸浓度为175g/L，复合添加剂的含量为1-己基-3-甲基咪唑氯盐离子液体：0.015g/L、盐酸：0.045g/L、聚乙二醇(平均分子量1500)：0.1g/L。
(3)开启直流电源通电进行电解，直流电流密度250A/m2，在电解过程中对电解液施加微波作用，设置微波功率为300W，电解温度为63℃。
(4)在电解过程中电解液采用上进下出的方式进行循环，控制电解液循环次数4次/h，电解液流出后依次进行过滤膜过滤和离心分离，再回流进行循环使用，过滤膜的孔隙＜0.5μm，离心分离的转速为900r/min。
(5)电解精炼得到的阴极铜以20g/L的稀硫酸为介质，在频率为30kHz的超声波作用下进行清洗，清洗时间为20min，清洗完成后在60℃下烘干。
实施例2
本实施例的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，包括以下步骤：
(1)将高金银铜板作为阳极板，不锈钢板作为阴极板在电解液中进行电解精炼铜，高金银铜板中的Ag含量304.57g/t，Au含量50.72g/t。阴极板的面积大于阳极板，阴极板的板数比阳极板的板数多一个，阴阳极板呈交替布置，阴阳极板之间的极间距为20mm。
(2)采用分析纯无水硫酸铜配置电解母液，并在电解母液中添加复合添加剂形成电解液，电解液中的铜浓度为50g/L、硫酸浓度为200g/L，复合添加剂的含量为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体：0.025g/L、盐酸：0.05g/L、聚乙二醇(平均分子量1500)：0.085g/L。
(3)开启直流电源通电进行电解，直流电流密度275A/m2，在电解过程中对电解液施加微波作用，设置微波功率为500W，电解温度为60℃。
(4)在电解过程中电解液采用上进下出的方式进行循环，控制电解液循环次数6次/h，电解液流出后依次进行过滤膜过滤和离心分离，再回流进行循环使用，过滤膜的孔隙＜0.5μm，离心分离的转速为1100r/min。
(5)电解精炼得到的阴极铜以25g/L的稀硫酸为介质，在频率为25kHz的超声波作用下进行清洗，清洗时间为15min，清洗完成后在70℃下烘干。
实施例3
本实施例的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，包括以下步骤：
(1)将高金银铜板作为阳极板，不锈钢板作为阴极板在电解液中进行电解精炼铜，高金银铜板中的Ag含量863.25g/t，Au含量65.36g/t。阴极板的面积大于阳极板，阴极板的板数比阳极板的板数多一个，阴阳极板呈交替布置，阴阳极板之间的极间距为40mm。
(2)采用分析纯无水硫酸铜配置电解母液，并在电解母液中添加复合添加剂形成电解液，电解液中的铜浓度为45g/L、硫酸浓度为150g/L，复合添加剂的含量为1-氨丙基-3-甲基咪唑氯盐离子液体：0.035g/L、盐酸：0.025g/L、聚乙二醇(平均分子量1500)：0.09g/L。
(3)开启直流电源通电进行电解，直流电流密度285A/m2，在电解过程中对电解液施加微波作用，设置微波功率为600W，电解温度为65℃。
(4)在电解过程中电解液采用上进下出的方式进行循环，控制电解液循环次数5次/h，电解液流出后依次进行过滤膜过滤和离心分离，再回流进行循环使用，过滤膜的孔隙＜0.5μm，离心分离的转速为1000r/min。
(5)电解精炼得到的阴极铜以40g/L的稀硫酸为介质，在频率为40kHz的超声波作用下进行清洗，清洗时间为10min，清洗完成后在55℃下烘干。
实施例4
本实施例的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，包括以下步骤：
(1)将高金银铜板作为阳极板，不锈钢板作为阴极板在电解液中进行电解精炼铜，高金银铜板中的Ag含量998.91g/t，Au含量69.36g/t。阴极板的面积大于阳极板，阴极板的板数比阳极板的板数多一个，阴阳极板呈交替布置，阴阳极板之间的极间距为30mm。
(2)采用分析纯无水硫酸铜配置电解母液，并在电解母液中添加复合添加剂形成电解液，电解液中的铜浓度为40g/L、硫酸浓度为190g/L，复合添加剂的含量为1-癸基-3-甲基咪唑氯盐离子液体：0.045g/L、盐酸：0.015g/L、聚乙二醇(平均分子量1500)：0.07g/L。
(3)开启直流电源通电进行电解，直流电流密度300A/m2，在电解过程中对电解液施加微波作用，设置微波功率为300W，电解温度为64℃。
(4)在电解过程中电解液采用上进下出的方式进行循环，控制电解液循环次数3次/h，电解液流出后依次进行过滤膜过滤和离心分离，再回流进行循环使用，过滤膜的孔隙＜0.5μm，离心分离的转速为700r/min。
(5)电解精炼得到的阴极铜以25g/L的稀硫酸为介质，在频率为30kHz的超声波作用下进行清洗，清洗时间为15min，清洗完成后在65℃下烘干。
在其他实施例中，复合添加剂中的聚乙二醇的平均分子量在1000～1500范围内均能达到同等的技术效果，在此不再列举。
二、对比例
对比例1
本对比例与实施例3的不同之处在于：电解过程中不施加微波。
对比例2
本对比例与实施例3的不同之处在于：电解液中不添加复合添加剂：离子液体、盐酸和聚乙二醇。
对比例3
本对比例与实施例3的不同之处在于：将电解液中的复合添加剂中的离子液体替换为2mg/L的硫脲。
三、实验例
实验例1
本实验例对实施例和对比例得到的阴极铜进行表面形貌观察，图1-4分别为实施例3和对比例1～3的阴极铜宏观照片，图5～8分别为实施例3和对比例1～3的阴极铜SEM图。
从宏观图中可以看出，实施例3阴极铜表面光滑致密、无明显的铜粒出现，如图1所示；从SEM图中可以看出，阴极铜表面平整，铜晶粒均匀致密，如图5所示。
对比例1与实施例3对比，未施加微波得到的阴极铜宏观照片如图2所示，阴极铜表面较光滑，但出现一定的铜粒子；从图6中SEM图可以看出，阴极铜表面有明显铜晶粒堆积，平整性较差；以上结果表明施加微波能够使阴极铜表面平整致密、防止铜表面产生粗大的铜粒子。
对比例2与实施例3对比，未加入复合添加剂得到阴极铜宏观照片如图3所示，阴极铜表面较粗糙、有明显的铜粒；从图7中SEM图可以看出，阴极铜表面晶粒粗大，且晶粒之间致密性差；以上结果说明复合添加剂能够起到细化铜晶粒、平整阴极铜表面、提高表观质量的作用。
对比例3与实施例3对比，将离子液体添加剂替换为硫脲得到阴极铜宏观照片如图4所示，阴极铜表面光滑致密、但有明显的凹处出现；从图8的SEM图可以看出，阴极铜表面虽较为平整，但铜沉积均一性较差。说明离子液体添加剂的加入能够起到细化铜晶粒，提高阴极铜沉积均匀性的作用。
实验例2
本实验例对实施例和对比例得到的阴极铜的元素含量进行测试，通过辉光放电质谱法进行检测，主要杂质元素含量如表1所示，其它未列出来的杂质元素含量均符合国标(GB/T467-2010)中A级铜(Cu-CATH-1)杂质元素含量要求。
表1实施例1～4和对比例1～3制备得到的阴极铜各元素含量
从表1可以看出，本发明提供的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法得到的阴极铜中铜含量均大于99.995％以上，Ag、S、Sb、As、Pb、Fe等杂质元素含量，远低于国标(GB/T 467-2010)中A级铜(Cu-CATH-1)中杂质元素含量要求，银含量低于3.5ppm，金含量低于0.3ppm，且银含量远低于现有技术中高金银铜板电解精炼得到的阴极铜中的银含量(6～18ppm)。
对比例1中未添加微波制备得到的阴极铜，其Ag、Au含量分别为7.7ppm、0.9ppm；而实施例3添加微波后获得阴极铜中Ag、Au含量分别为2.0ppm、0.1ppm，相比对比例1，Ag、Au含量分别降低了74.03％和88.89％，且Sb、As、Pb、S等杂质元素含量也有所降低，说明微波振动作用可以有效降低阴极铜中金银含量，同时对其它杂质元素降低也有一定效果，提高电解过程中金银的回收率，提高经济效益。对比例2中未添加复合添加剂制备得到的阴极铜，其Ag、Au含量分别为3.8ppm、0.6ppm；而实施例3加入复合添加剂后获得阴极铜中Ag、Au含量分别为2.0ppm、0.1ppm，相比对比例2，Ag、Au含量分别降低了47.37％和83.33％，且Sb、As、Pb、S等杂质元素含量也有所降低，说明复合添加剂具有明显降低阴极铜中Ag、Au含量和有害杂质元素含量的作用。对比例3中使用硫脲代替离子液体作为添加剂制备得到的阴极铜，其Ag、Au含量分别为4.5ppm、0.8ppm；而实施例3加入复合添加剂后获得阴极铜中Ag、Au含量分别为2.0ppm、0.1ppm，相比对比例3，实施例3中Ag、Au含量分别降低了55.56％和87.5％，且Sb、As、Pb等杂质元素含量也有所降低，说明离子液体作为添加剂比传统铜电解过程使用的硫脲添加剂具有更好的降金银效果。
综合分析，微波和复合添加剂同时添加的降金银效果优于单一施加微波或复合添加剂的效果；由此可见，微波和添加剂具有协同降低阴极铜中金银等其他杂质含量、提高阴极铜纯度作用。
最后应当说明的是，以上实施例以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：将高金银铜板作为阳极板在电解液中进行电解精炼铜，并在电解过程中对电解液施加微波作用；所述电解液在电解过程中进行循环净化，所述循环净化包括连续进行电解液的流出、净化和回流；所述高金银铜板中的银含量为304.57～998.91g/t，金含量为50.72～69.36g/t。
2.如权利要求1所述的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，其特征在于，所述电解液包括电解母液和复合添加剂，所述电解母液包括铜离子、硫酸，所述复合添加剂包括离子液体、盐酸和醇类化合物。
3.如权利要求2所述的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，其特征在于，所述离子液体为甲基咪唑氯盐，所述甲基咪唑氯盐选自1-氨丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-癸基-3-甲基咪唑氯盐、1-辛基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-己基-3-甲基咪唑氯盐中一种或多种，所述醇类化合物为聚乙二醇。
4.如权利要求3所述的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，其特征在于，所述聚乙二醇的平均分子量为1000～1500。
5.如权利要求1-4任一项所述的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，其特征在于，所述电解液中铜浓度为40～50g/L，硫酸浓度为150～200g/L，离子液体浓度为0.010～0.045g/L，盐酸浓度为0.010～0.07g/L，醇类化合物浓度为0.050～0.15g/L。
6.如权利要求1所述的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，其特征在于，所述微波功率为300～600W。
7.如权利要求1所述的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，其特征在于，所述电解温度为60～65℃。
8.如权利要求1所述的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，其特征在于，所述净化包括依次进行精密过滤和离心分离。
9.如权利要求8所述的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，其特征在于，所述精密过滤为使用过滤膜进行过滤，所述过滤膜的孔隙＜0.5μm，所述离心分离的转速为500～1500r/min。
10.如权利要求1所述的高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法，其特征在于，所述电解的电流密度为250～300A/m2。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311627748.XA CN117604575A (zh) | 2023-11-30 | 2023-11-30 | 一种高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311627748.XA CN117604575A (zh) | 2023-11-30 | 2023-11-30 | 一种高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117604575A true CN117604575A (zh) | 2024-02-27 |
Family
ID=89953169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311627748.XA Pending CN117604575A (zh) | 2023-11-30 | 2023-11-30 | 一种高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117604575A (zh) |
-
2023
- 2023-11-30 CN CN202311627748.XA patent/CN117604575A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102191384B (zh) | 一种由粉煤灰提取镓的方法 | |
| KR20200090741A (ko) | 고-불순도 리튬원으로부터 배터리 등급 및 고순도 등급 리튬 하이드록사이드 및 리튬 카보네이트를 제조하기 위한 방법 및 시스템 | |
| CN103073123B (zh) | 电镀废水循环回用及废水资源化技术工艺 | |
| CN102345140B (zh) | 一种从含银废催化剂中电积回收白银的方法 | |
| CN102453931A (zh) | 旋流电解技术处理净化铜电解液工艺 | |
| WO2011134402A1 (zh) | 一种从粉煤灰中提取镓的方法 | |
| CN104386860B (zh) | 一种处理络合金属离子废水的方法 | |
| CN104498992B (zh) | 一种分离回收金属复合废料的方法 | |
| CN102965693A (zh) | 超声旋流电解装置 | |
| JP6990348B1 (ja) | 無電解ニッケルメッキ廃液中のニッケルおよびリン資源を回収し再利用する方法 | |
| KR101199513B1 (ko) | Ｐｂ-ｆｒｅｅ 폐솔더로부터 유가 금속의 회수방법 | |
| CN109439908A (zh) | 一种用含氯化铜废蚀刻液制取高纯铜粉和回收结晶氯化铝的制备方法 | |
| CN104694978A (zh) | 一种废电解液的处理方法及处理装置 | |
| CN117604575A (zh) | 一种高金银铜板微波辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法 | |
| JP2685755B2 (ja) | 金の精製用装置 | |
| CN111304694A (zh) | 一种废杂铜直接电解的方法 | |
| CN1034958C (zh) | 硫化锌矿电解制取锌的方法及其电解槽 | |
| CN209243235U (zh) | 镀液离线保养装置 | |
| CN111621809A (zh) | 一种电化学处理泥料和渣料中有价金属的装置及方法 | |
| CN104032362B (zh) | 铜电解废液的处理方法 | |
| CN207933537U (zh) | 一种旋流矿浆电解脱除重金属的装置 | |
| CN112695346A (zh) | 一种硫酸电解体系一次电解制备6n高纯铜工艺 | |
| CN111286609A (zh) | 一种基于铵络体系的铅锌镉铜分离和纯化的方法 | |
| CN117512699A (zh) | 一种高金银铜板超声辅助连续电解精炼制备阴极铜的方法 | |
| CN117566978B (zh) | 污泥重金属资源化提取方法及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |