CN212925127U - 废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置 - Google Patents

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李冲
王晓丹
徐小锋
崔沐
宋珍珍
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Abstract

本实用新型提供了一种废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置。该回收装置包括：依次连通的氧化焙烧单元和酸浸单元，酸浸单元包括含铜酸浸液出口和酸浸渣出口；铜电积单元，铜电积单元包括多个依次连通的电积槽，含铜酸浸液出口与多个依次连通的电积槽中的第一个电积槽的入口连通；碱浸单元，碱浸单元的入口与酸浸渣出口连通，碱浸单元包括铅锡碱浸液出口和贵金属渣出口。该装置构造简单，铜浸出率高，直收率高，在酸浸单元中，电积回收铜的同时，预先脱除了部分砷、镍等杂质元素，有效减轻了后续贵金属分离装置的除杂负担。该装置中的电积槽为密封设备，电积过程无酸雾，工作环境良好，无污染。

Description

废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置
技术领域
本实用新型涉及有价金属回收领域，具体而言，涉及一种废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置。
背景技术
废杂铜是由废杂铜、含铜污泥、电镀污泥、冶炼烟尘、废线路板等复杂原料经火法熔炼而成，其再经过电解精炼得到高纯电解铜，而电解过程中会在电解槽底部沉积大量废杂铜电解阳极泥。近年来随着再生电解精炼铜行业不断快速发展，废杂铜电解阳极泥产量也随之不断提高，废杂铜电解阳极泥成分复杂、波动较大，通常含有铜、铅、锡、砷等各种重金属以及金、银等贵金属，如若不及时处理，将对生态环境及人类健康产生威胁。
目前国内外对矿铜电解阳极泥回收工艺研究广泛，也有从废杂铜阳极泥中回收有价金属的方法的报道，但这些方法主要针对铅、锡及贵金属(金、银等)进行回收，且这些回收方法能耗高。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置，以便从废杂铜电解阳极泥中以低能耗、低成本回收得到更多有价金属。
根据本实用新型的目的，提供了一种废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置，该回收装置包括：依次连通的氧化焙烧单元和酸浸单元，酸浸单元包括含铜酸浸液出口和酸浸渣出口；铜电积单元，铜电积单元包括多个依次连通的电积槽，含铜酸浸液出口与多个依次连通的电积槽中的第一个电积槽的入口连通；碱浸单元，碱浸单元的入口与酸浸渣出口连通，碱浸单元包括铅锡碱浸液出口和贵金属渣出口。
进一步地，废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置还包括：锡电积单元，锡电积单元的入口与铅锡碱浸液出口连通。
进一步地，锡电积单元还包括锡电积后液出口，废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置还包括：铅锡沉淀单元，铅锡沉淀单元的入口与锡电积后液出口连通。
进一步地，电积槽有2～5个，优选为2～3个。
进一步地，铜电积单元还包括：铜砷渣出口，多个依次连通的所述电积槽中的最后一个电积槽通过铜砷渣出口与氧化焙烧单元的入口连通，或与火法冶炼系统连通。
进一步地，铜电积单元还包括：铜电积后液出口，多个依次连通的所述电积槽中的最后一个电积槽通过铜电积后液出口与酸浸单元的入口连通。
进一步地，锡电积后液出口与碱浸单元的入口连通。
进一步地，铅锡沉淀单元还包括铅锡渣出口，铅锡渣出口与氧化焙烧单元的入口连通，或者与火法冶炼系统连通。
进一步地，废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置还包括洗涤过滤单元，洗涤过滤单元设置在酸浸渣出口与碱浸单元的入口之间。
进一步地，贵金属渣出口与贵金属提取装置连通。
应用本实用新型的技术方案，先通过氧化焙烧单元的氧化焙烧得到焙砂，将焙砂送入酸浸单元进行酸浸处理，能够先将铜及砷、镍等杂质元素浸出到含铜酸浸液中，而将金、银、铂、钯等贵金属元素富集在酸浸渣中，相当于对后续贵金属的回收进行了除杂预处理。从酸浸单元的含铜酸浸液出口流出的含铜酸浸液经第一个电积槽的入口流入多个依次连通的电积槽中进行电积处理，从而获得阴极铜。从酸浸单元的酸浸渣出口与碱浸单元的入口连通，使得酸浸渣被碱浸处理之后生成铅锡碱浸液从铅锡碱浸液出口流出，并经锡电积单元的入口流入锡电积单元进行电积处理，从而获得锡焊。而碱浸单元生成的贵金属渣可以从贵金属渣口排出，进行后续的分离。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本实用新型的一种优选的实施例中废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、氧化焙烧单元；20、酸浸单元；30、铜电积单元；40、碱浸单元；
50、锡电积单元；60、铅锡沉淀单元；70、洗涤过滤单元；80、贵金属提取装置。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本实用新型。
电积与电解的区别：电积阳极板不溶解，电解阳极板溶解；电积采用不溶阳极，不断补充需生产的金属离子，在阴极析出金属的过程，电解过程是粗金属通过阳极溶解在阴极析出。
废杂铜阳极泥中含铜5-10％，是良好的铜冶炼资源，如若将其优先分离不仅为铜冶炼提供原料，同时也有利于后续锡、铅等金属元素的分离提取。因此本实用新型采用短流程氧化焙烧-酸浸-旋流电积工艺充分将废杂铜电解阳极泥中金属铜分离提取，酸浸渣。本实用新型阳极泥预处理流程短，铜浸出率高，直收率高，阴极铜品位高；工艺无外排废液，酸耗低，工作环境良好；电积过程为密封操作，无酸雾。
废杂铜阳极泥中含铜5-10％，是良好的铜冶炼资源，若能在低能耗、低成本的情况下，对铅、锡及贵金属(金、银等)进行回收分离的同时，也回收铜，不仅能够提高非杂铜阳极泥中有价金属的综合回收利用率，而且能减少环境危害。为达到上述目的，本申请的实用新型人对现有的回收工艺进行了分析、比较和研究，发现如若将铜优先分离，不仅为铜冶炼提供原料，同时也有利于后续锡、铅等金属元素的分离提取。
在此基础上，申请人提出了本申请的方案。在一种典型的实施方式中，提供了一种废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置，如图1所示，该回收装置包括：依次连通的氧化焙烧单元10和酸浸单元20，铜电积单元30、碱浸单元40、锡电积单元50及铅锡沉淀单元60，其中，依次连通的氧化焙烧单元10和酸浸单元20，酸浸单元20包括含铜酸浸液出口和酸浸渣出口；铜电积单元30，铜电积单元30包括多个依次连通的电积槽，含铜酸浸液出口与多个依次连通的电积槽中的第一个电积槽的入口连通；碱浸单元40，碱浸单元40的入口与酸浸渣出口连通，碱浸单元40包括铅锡碱浸液出口和贵金属渣出口。
本申请的回收装置，先通过氧化焙烧单元的氧化焙烧得到焙砂，将焙砂送入酸浸单元进行酸浸处理，能够先将铜及砷、镍等杂质元素浸出到含铜酸浸液中，而将金、银、铂、钯等贵金属元素富集在酸浸渣中，相当于对后续贵金属的回收进行了除杂预处理。从酸浸单元的含铜酸浸液出口流出的含铜酸浸液经第一个电积槽的入口流入多个依次连通的电积槽中进行电积处理，从而获得阴极铜。从酸浸单元的酸浸渣出口与碱浸单元的入口连通，使得酸浸渣被碱浸处理之后生成铅锡碱浸液从铅锡碱浸液出口流出，并经锡电积单元的入口流入锡电积单元进行电积处理，从而获得锡焊。而碱浸单元生成的贵金属渣可以从贵金属渣口排出，进行后续的分离。
该装置构造简单，铜浸出率高，直收率高，在酸浸单元中，电积回收铜的同时，预先脱除了部分砷、镍等杂质元素，有效减轻了后续贵金属分离装置的除杂负担。该装置中的电积槽为密封设备，电积过程无酸雾，工作环境良好，无污染。
为了进一步对铅锡进行高效回收，在一优选的实施例中，如图1所示，该回收装置还包括锡电积单元50，锡电积单元50的入口与铅锡碱浸液出口连通。
在另一优选的实施例中，锡电积单元50还包括锡电积后液出口；该回收装置还包括铅锡沉淀单元60，铅锡沉淀单元60的入口与锡电积后液出口连通。锡电积单元进行电积后的液体经锡电积后液出口部分开路与铅锡沉淀单元的入口连通，从而实现对铅锡的沉淀处理，便于后续对铅锡沉淀进行后续的再利用。
上述氧化焙烧单元，可以与上游的干燥设备连通以便对废杂铜阳极泥进行预干燥处理，比如也可以烘干设备或者自然晾干场所，使废杂铜阳极泥的含水量低至8wt％-10wt％。然后再送入氧化焙烧单元中进行氧化焙烧。氧化焙烧单元优选为回转窑，回转窑包括干燥段和焙烧段，通入空气，在干燥段烘干、在焙烧段氧化焙烧得到焙砂和烟气。焙砂送入酸浸单元进行酸浸处理，得到含铜酸浸液，烟气通入烟气处理装置进行烟气处理。
上述回收装置中，根据酸浸单元处理后的含铜酸浸液中铜的浓度高低，可以合理设置电积槽有2～5个，优选为2～3个，更优选有3个。铜浓度高，电积槽的个数可以适当多些，浓度低，数量少些。
为了进一步提高铜的回收利用率，在一种优选的实施例中，如图1所示，铜电积单元30 还包括：铜砷渣出口，多个依次连通的所述电积槽中的最后一个电积槽通过铜砷渣出口与氧化焙烧单元10的入口连通，或与火法冶炼系统(未图示)连通。在一种优选的实施例中，铜电积单元30还包括：铜电积后液出口，多个依次连通的所述电积槽中的最后一个电积槽通过铜电积后液出口与酸浸单元20的入口连通。
为了进一步提高锡的回收利用率，在一种优选的实施例中，如图1所示，锡电积后液出口与碱浸单元40的入口连通。
为了进一步提高铅锡的回收利用率，在一种优选的实施例中，如图1所示，铅锡沉淀单元60还包括铅锡渣出口，铅锡渣出口与氧化焙烧单元10的入口连通，或者与火法冶炼系统 (未图示)连通。
为了进一步降低碱浸单元的碱液消耗量，在一种优选的实施例中，如图1所示，该回收装置还包括洗涤过滤单元70，洗涤过滤单元70设置在酸浸渣出口与碱浸单元40的入口之间。通过采用水对酸浸渣出口的酸浸渣上残留的酸液进行冲洗干净后，再进人碱浸单元能减少碱耗。
为了进一步降低污染废气的排放，在一种优选的实施例中，如图1所示，氧化焙烧单元 10还包括烟气出口，烟气出口与烟气处理装置连通。一方面便于对烟气中的热量进行合理利用，另一方面也减少烟气中的有害气体对空气的污染。
根据后续对贵金属的利用情况，可以再分别对贵金属进行分别回收。在一种优选的实施例中，如图1所示，贵金属渣出口与贵金属提取装置80连通，以实现对不同贵金属的合理利用。
为了进一步减少废液排放对环境的污染，在一种优选的实施例中，铅锡沉淀单元60还包括铅锡沉淀后液出口，铅锡沉淀后液出口与废水处理装置(未图示)连通，经无害处理后再排放。
上述各出口排出的不同的金属渣都可以送入火法熔炼系统，分别回收锡、铅、贵金属等元素。
下面将结合更具体的实施例来进一步说明本申请的有益效果。需要说明的是，以下实施例采用图1所示构造的回收装置进行回收。
将晾晒后物料(废杂铜阳极泥)放入氧化焙烧单元10(回转窑)中通空气进行烘干及氧化焙烧，焙烧温度700℃，焙烧时间1h后空冷。所得焙砂通入酸浸单元20中，在浓度为150g/L 的硫酸、液固比3:1、温度70℃的条件下进行搅拌1h，过滤得浸出液和浸出渣，经分析浸出液铜浓度42g/L，浸出率98.9％。将所得浸出液经含铜酸浸液出口流入电积单元30中，在电流密度为450A/m2的第一个电积槽中进行一段旋流电积，得电积后液Ⅰ铜浓度35g/L；将电积后液Ⅰ在电流密度为550A/m2的第二个电积槽中进行二段旋流电积，得电积后液Ⅱ铜浓度15 g/L；将所述电积后液Ⅱ在电流密度700A/m2的第三个电积槽中进行三段旋流电积，得电积后液Ⅲ铜浓度1.0g/L。
将浸出渣从酸浸渣出口排出，送入盛有NaOH浓度150g/L、NaNO3浓度200g/L的碱浸单元40中，在液固比为5:1，80℃的条件下搅拌浸出2h，过滤后得到铅锡浸出液和贵金属物料，铅锡浸出率分别为90％。
将铅锡浸出液从铅锡浸出液出口排出，送入锡电积单元50，在电流密度为400A/m2的电积槽中进行湍流电积，得到焊锡产品，并将锡电积后液经锡电积后液出口排出，部分返回碱浸单元，部分开路送入铅锡沉淀单元60，得到的铅锡渣经铅锡渣出口返回氧化焙烧单元10或送入火法系统，铅锡沉淀后液经铅锡沉淀后液出口送入废水处理装置进行处理。
从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：本实用新型采用依次连通的氧化焙烧单元、酸浸单元，充分将废杂铜电解阳极泥中铜与铅锡、金银等分别以溶液和渣的形式进行有效分离富集，而进入溶液中的铜进一步经铜电积单元进行分离回收，同时除去废杂铜电解阳极泥浸出液中的砷、镍等杂质元素，为渣中金、银、铂、钯等贵金属元素的富集分离进行了预除杂，更有利于通过碱浸单元进一步实现铅锡与金、银、铂、钯等贵金属的有效分离。
本实用新型的回收装置构造简单，铜浸出率高，直收率高，阴极铜品位高，可直接外售。对铅锡进行了回收，得到焊锡产品，可直接外售；电积槽过程为密封设备，无酸雾，工作环境良好。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置，其特征在于，所述回收装置包括：
依次连通的氧化焙烧单元(10)和酸浸单元(20)，所述酸浸单元(20)包括含铜酸浸液出口和酸浸渣出口；
铜电积单元(30)，所述铜电积单元(30)包括多个依次连通的电积槽，所述含铜酸浸液出口与多个依次连通的所述电积槽中的第一个电积槽的入口连通；
碱浸单元(40)，所述碱浸单元(40)的入口与所述酸浸渣出口连通，所述碱浸单元(40)包括铅锡碱浸液出口和贵金属渣出口。
2.根据权利要求1所述的废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置，其特征在于，所述回收装置还包括：锡电积单元(50)，所述锡电积单元(50)的入口与所述铅锡碱浸液出口连通。
3.根据权利要求2所述的废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置，其特征在于，所述锡电积单元(50)还包括锡电积后液出口，所述回收装置还包括：
铅锡沉淀单元(60)，所述铅锡沉淀单元(60)的入口与所述锡电积后液出口连通。
4.根据权利要求1所述的废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置，其特征在于，所述电积槽有2～5个。
5.根据权利要求1所述的废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置，其特征在于，所述铜电积单元(30)还包括：
铜砷渣出口，多个依次连通的所述电积槽中的最后一个电积槽通过所述铜砷渣出口与所述氧化焙烧单元(10)的入口连通，或与火法冶炼系统连通。
6.根据权利要求1所述的废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置，其特征在于，所述铜电积单元(30)还包括：
铜电积后液出口，多个依次连通的所述电积槽中的最后一个电积槽通过所述铜电积后液出口与所述酸浸单元(20)的入口连通。
7.根据权利要求3所述的废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置，其特征在于，所述锡电积后液出口与所述碱浸单元(40)的入口连通。
8.根据权利要求3所述的废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置，其特征在于，所述铅锡沉淀单元(60)还包括铅锡渣出口，所述铅锡渣出口与所述氧化焙烧单元(10)的入口连通，或者与火法冶炼系统连通。
9.根据权利要求1所述的废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置，其特征在于，所述回收装置还包括洗涤过滤单元(70)，所述洗涤过滤单元(70)设置在所述酸浸渣出口与所述碱浸单元(40)的入口之间。
10.根据权利要求1所述的废杂铜电解阳极泥中有价金属的回收装置，其特征在于，所述贵金属渣出口与贵金属提取装置(80)连通。
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