CN210262034U - 一种用于湿法炼锌铜渣的湍流电积系统 - Google Patents

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王邓军
赵本杰
任波峰
宋曦梅
王艳增
唐金月
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Abstract

本实用新型属于冶金技术领域，具体涉及一种用于湿法炼锌铜渣的湍流电积系统，包括3个并联连接的湍流电积单元，每个湍流电积单元均包括电积循环槽，以及与电积循环槽连接的整流单元，所述电积循环槽与电贫液槽连接，所述电贫液槽与烫洗液槽连接，所述电贫液槽还与脱铜电积液槽连接，所述脱铜电积液槽与第二整流单元和铜粉沉降槽连接，所述第二整流单元还通过管道与铜粉沉降槽连接，所述铜粉沉降槽与铜粉离心机连接，所述铜粉离心机与铜粉脱氯槽连接，所述铜粉脱氯槽与板框压滤机连接，所述板框压滤机与含锌溶液槽进液口连接，有效回收了净化铜渣中有价金属铜及其他有价金属，实现了净化铜渣资源化与无害化。

Description

一种用于湿法炼锌铜渣的湍流电积系统
技术领域
本实用新型属于冶金技术领域，具体而言，本实用新型涉及一种用于湿法炼锌铜渣的湍流电积系统。
背景技术
采用湿法冶炼技术处理净化铜渣既能将其中的有价金属Cu转化为阴极铜，也能在现有的锌冶炼系统中回收净化铜渣中其他有价金属Zn、Cd、In等，但是简单的浸出-净化/萃取-板槽式电沉积工艺难以直接处理净化铜渣。净化铜渣中Cu的品位在40％以上，浸出液中Cu离子浓度可达到50g/L以上，因此从高含铜溶液中除去影响板槽电积阴极铜的其它杂质元素难度较大，此外浸出液中含有Cl离子也极大的影响阴极铜的产品质量。针对净化铜渣中有价金属的综合回收，急需探索一种高效率、短流程、低成本的新工艺，克服现有工艺存在的不足。
湍流电积技术是根据各金属离子从电解液中析出的理论电位的差异，只要目标金属与溶液中其他金属离子存在一定的析出电位差，电位较正的金属就能优先在阴极上析出，并且可以通过电解液的快速流动来消除浓差极化、离子浓度、pH值、超电位、析出电位等多种不利因素对电积的影响，利用简单的生产操作技术条件就能得到高纯度的金属产品。
不同于传统的板槽式电沉积设备，湍流电积过程阴极电流密度达1000A/m2，阳极剧烈发生OHˉ放电，产出大量O2并形成气泡，电解质溶液始终处于酸雾过饱和状态，酸雾经分离、吸收后达标排放，能够改善现场操作工人的工作环境，降低酸雾无序排放对冶炼厂周边环境的影响。
在现有的技术中，如专利号为：“CN201720790819.1”公开了一种用自循环湍流电积装置回收金属的装置，所述湍流电积槽边侧包含管道形成闭合回路，所述闭合回路中的液体能够循环运动，所述湍流电积槽边侧还各自伸出有管道，上方的管道端部为排液口，其上包含排液阀，下方的管道端部为进液口，其上有进液阀。
上述的装置比较简单，无法完成在湿法炼锌铜渣中获取有价金属。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种用于湿法炼锌铜渣的湍流电积系统。
本实用新型的技术方案是：
一种用于湿法炼锌铜渣的湍流电积系统，
包括3个并联连接的第一湍流电积单元，每个湍流电积单元均包括电积循环槽，以及与电积循环槽连接的整流单元，该第一整流单元是由6个并排安装的整流子单元形成，所述电积循环槽上设置的进液口通过管道连接着精密过滤器，其上设置的出气口通过管道连接着尾气吸收塔，其侧壁上设置的电积液出口通过管道与电贫液槽进液口连接，在电积循环槽与电贫液槽之间设有电积液循环泵，
所述电贫液槽进液口通过管道还与烫洗液槽出液口连接，在其连接之间设有烫洗液泵，所述电贫液槽出液口通过管道的一支路连接至脱铜电积液槽进液口，并通过管道的另一路分别连接至浆化槽和浸出槽进液口，在电贫液槽出液口处设有电贫液泵，所述脱铜电积液槽出液口通过一支路管道与第二整流单元连接，其管道上设有阀门，并通过管道的另一支路与铜粉沉降槽连接，其管道上设有阀门，在脱铜电积液槽出液口处设有电积循环泵，所述第二整流单元还通过管道与铜粉沉降槽连接，所述铜粉沉降槽底部上的出料口通过管道与铜粉离心机进料口连接，所述铜粉离心机上的铜粉出料口通过管道与铜粉脱氯槽进料口连接，所述铜粉脱氯槽出料口通过管道与板框压滤机进料口连接，在铜粉脱氯槽与板框压滤机之间设有铜粉脱氯泵，所述板框压滤机底部上的出料口通过管道与含锌溶液槽进液口连接，其底部上设有脱氯渣出口。
优选的，所述脱铜电积液槽上还并联有冷却塔风机，并在脱铜电积液槽与冷却塔风机之间还设有冷却塔离心泵。
优选的，所述电积循环槽内等距设置有多个依次相互间隔的阴极板和阳极板，阳极板比阴极板多一个，所述阴极板、与之相邻的阳极板、电积液、以及整流单元形成回路，同时，3个第一湍流电积单元之间并联。
优选的，所述第二整流单元是由2个并排安装的整流子单元形成，并在第二整流单元与铜粉沉降槽之间的管道上设有阀门。
本实用新型的有益效果：本实用新型分三段电积除杂，一段电积电流密度500A/m2(或650A/m2以上)，初始铜离子浓度50g/l，终点浓度15g/l，生产优质铜；二段电积电流密度400A/m2，初始铜离子浓度15g/l，终点浓度小于8g/l；三段电积电流密度800A/m2，初始铜离子浓度8g/l，终点浓度小于1g/l，生产黑铜粉，去除砷、锑、锗等杂质金属，有效回收了净化铜渣中有价金属铜及其他有价金属，解决了净化铜渣传统火法或湿法难以处理的问题，实现了净化铜渣资源化与无害化，并产出了满足国标的标准阴极铜，系统过程中“三废”排放较少，具有良好的经济效益和环境效益；其次，脱铜电积液槽并联有冷却塔风机，加快了电积液的散热，将电积系统内温度控制在45℃左右。
附图说明
图1为本实用新型实施例的示意图；
图2为本实用新型实施例的脱铜电积示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例进行说明，实施例不构成对本实用新型的限制。
参照图1和2所示，本实用新型具体公开了一种用于湿法炼锌铜渣的湍流电积系统，包括3个并联连接的湍流电积单元，每个湍流电积单元均包括电积循环槽1，以及与电积循环槽1连接的第一整流单元3，该第一整流单元3是由6个并排安装的整流子单元形成，所述电积循环槽1上设置的进液口通过管道连接着精密过滤器，其上设置的出气口通过管道连接着尾气吸收塔，其侧壁上设置的电积液出口通过管道与电贫液槽6进液口连接，在电积循环槽1与电贫液槽6之间设有电积液循环泵2，所述电贫液槽6进液口通过管道还与烫洗液槽4出液口连接，在其连接之间设有烫洗液泵5，所述电贫液槽6出液口通过管道的一支路连接至脱铜电积液槽8进液口，并通过管道的另一路分别连接至浆化槽和浸出槽进液口，在电贫液槽6出液口处设有电贫液泵7，所述脱铜电积液槽8出液口通过一支路管道与第二整流单元10连接，其管道上设有阀门，并通过管道的另一支路与铜粉沉降槽11连接，其管道上设有阀门，在脱铜电积液槽8出液口处设有电积循环泵9，所述第二整流单元10还通过管道与铜粉沉降槽11连接，所述铜粉沉降槽11底部上的出料口通过管道与铜粉离心机12进料口连接，所述铜粉离心机12上的铜粉出料口通过管道与铜粉脱氯槽13进料口连接，所述铜粉脱氯槽13出料口通过管道与板框压滤机15进料口连接，在铜粉脱氯槽13与板框压滤机15之间设有铜粉脱氯泵14，所述板框压滤机15底部上的出料口通过管道与含锌溶液槽16进液口连接，其底部上设有脱氯渣出口。
其中，所述脱铜电积液槽6上还并联有冷却塔风机17，并在脱铜电积液槽6与冷却塔风机17之间还设有冷却塔离心泵18；所述电积循环槽1内等距设置有多个依次相互间隔的阴极板和阳极板，阳极板比阴极板多一个，所述阴极板、与之相邻的阳极板、电积液、以及第一整流单元3形成回路，同时，3个湍流电积单元之间并联；所述第二整流单元10是由2个并排安装的整流子单元形成，并在第二整流单元10与铜粉沉降槽11之间的管道上设有阀门。
其工作原理：铜渣在浆化浸出槽中用硫酸浆化、浸出，浸出过程不断电积尾气氧化，浸出固液比1:3，一段浸出中，往浸出浆化槽内通入蒸汽升温到70℃，通入压缩空气氧化浸出4小时；二段浸出中，往浸出浆化槽内通入蒸汽升温到60℃，按1吨/小时的速度缓慢添加H2O2，共投加H2O24.6吨(4.2立方米)，添加完双氧水后，开压缩空气，氧化浸出2小时；浸出后浆料经固液分离，浸出渣可返回火法冶炼系统处理，浸出液经过滤除去溶液中的固体悬浮物后，进入湍流电积系统中循环并电积。
首先，将电积循环槽内贫液排到电贫液储罐，电积循环槽内残余贫液(Cu2+≈15g/l，H2SO4≈130g/l)6立方米，补充电富液22立方米(Cu2+≈56g/l，H2SO4≈100g/l)，混合后电积液Cu2+≈47g/l，H2SO4≈106g/l；然后，按电流250A(电密500A/m2)开展湍流电积，将铜离子浓度从46.4g/l降至15g/l，累计产出阴极铜896kg，共6组120根阴极铜，则单根重量7.47kg，耗时22小时。如此循环换液3次，电积耗时66小时，出铜耗时6小时，单个系列产出120根重约22.4kg的阴极铜，即平均日产出阴极铜2.69吨，年产阴极铜888吨，铜粉约40吨。
当电积液中Zn2+＞50g/l或As＞3g/l时，分批将电贫液排至脱铜循环槽，将铜离子浓度从15g/l降至1g/l以下，产出黑铜粉，去除砷、锑、锗等杂质金属。
电积除渣后，将脱铜电积液由电积循环泵送至铜粉沉降槽，其沉淀后自流至铜粉离心机，进行固液分离，分离出铜粉，利用自身铜粉除氯，因此，将铜粉送至铜粉脱氯槽，再经过板框压滤机过滤分离后，脱氯渣从底部排出，抽取上液至含锌溶液槽，含锌溶液返还给业主。
在本实用新型中，电积过程产生的酸性气体进入尾气吸收塔处理后达标排放；由于电积过程放热，因此增加冷却环节，维持温度35-40℃。
以上结合附图对本实用新型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，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种用于湿法炼锌铜渣的湍流电积系统，其特征在于，
包括3个并联连接的湍流电积单元，每个湍流电积单元均包括电积循环槽，以及与电积循环槽连接的第一整流单元，该第一整流单元是由6个并排安装的整流子单元形成，所述电积循环槽上设置的进液口通过管道连接着精密过滤器，其上设置的出气口通过管道连接着尾气吸收塔，其侧壁上设置的电积液出口通过管道与电贫液槽进液口连接，在电积循环槽与电贫液槽之间设有电积液循环泵，
所述电贫液槽进液口通过管道还与烫洗液槽出液口连接，在其连接之间设有烫洗液泵，所述电贫液槽出液口通过管道的一支路连接至脱铜电积液槽进液口，并通过管道的另一路分别连接至浆化槽和浸出槽进液口，在电贫液槽出液口处设有电贫液泵，所述脱铜电积液槽出液口通过一支路管道与第二整流单元连接，其管道上设有阀门，并通过管道的另一支路与铜粉沉降槽连接，在脱铜电积液槽出液口处设有电积循环泵，所述第二整流单元还通过管道与铜粉沉降槽连接，所述铜粉沉降槽底部上的出料口通过管道与铜粉离心机进料口连接，所述铜粉离心机上的铜粉出口通过管道与铜粉脱氯槽进料口连接，所述铜粉脱氯槽出料口通过管道与板框压滤机进料口连接，在铜粉脱氯槽与板框压滤机之间设有铜粉脱氯泵，所述板框压滤机底部上的出料口通过管道与含锌溶液槽进液口连接，其底部上设有脱氯渣出口。
2.根据权利要求1所述的用于湿法炼锌铜渣的湍流电积系统，其特征在于，所述脱铜电积液槽上还并联有冷却塔风机，并在脱铜电积液槽与冷却塔风机之间还设有冷却塔离心泵。
3.根据权利要求1所述的用于湿法炼锌铜渣的湍流电积系统，其特征在于，所述电积循环槽内等距设置有多个依次相互间隔的阴极板和阳极板，阳极板比阴极板多一个，所述阴极板、与之相邻的阳极板、电积液、以及整流单元形成回路，同时，3个第一湍流电积单元之间并联。
4.根据权利要求1所述的用于湿法炼锌铜渣的湍流电积系统，其特征在于，所述第二整流单元是由2个并排安装的整流子单元形成，并在第二整流单元与铜粉沉降槽之间的管道上设有阀门。
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