一種凈化廢硫酸銅電解液的方法技術

本發明專利技術公開了凈化廢硫酸銅電解液的方法,通過廢電解液蒸發濃縮、冷卻結晶及重溶工序，一次電積脫銅工序和結晶母液二次電積脫銅工序三個工序來進行凈化廢硫酸銅電解液。采用此種凈化廢硫酸銅電解液的方法廢硫酸銅電解液通過濃縮結晶，將雜質富集到二次電積液中，硫酸銅經過重溶與補充液配制成一次電積液，可以達到一段電積全部產出標準陰極銅，占廢電解液脫銅總量的65%以上,并且通過蒸發濃縮，使得二次電積脫銅的溶液體積減少，減少了硫酸鎳工序的處理量，降低了運行成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種凈化電解液的方法，特別涉及。
技術介紹
脫除銅電解液中超量銅和其他雜質的過程，為現代銅電解精煉流程的重要組成部分。在銅電解過程中，陽極板中的銅和雜質砷、銻、鉍不斷溶解并在電解液中積累，雜質砷、銻、鉍進入銅電解液后，As3+和Sb 3+可逐漸被溶解在電解液中的O 2氧化成As 5+和Sb 5+，但As3+的氧化速度較Sb 3+的氧化速度快得多，因此在正常情況下，銅電解液中的砷90-95%是以As5+的形式存在，而銻則90%以上是以Sb3+的形式存在。鉍在銅電解液中無價態變化，均以Bi3+的形式存在。由于這些雜質的析出電位與銅的析出電位接近，當電解液中雜質砷、銻、鉍積累到一定程度，就會與銅一起在陰極上析出，影響陰極銅的質量。為使電解液中各成分含量比例保持在規定的范圍內，以確保電解銅產品質量，必須定期定量抽取部分電解液進行凈化處理，然后返回電解生產系統。目前銅電解液凈化的主要采用脫銅電解的方式。脫銅電解的原理是在直流電作用下，除去循環電解液中的過量銅和其他雜質的過程。所用陽極材料為鉛基銀(銻)合金，陰極為銅。主要電化學反應為:CuS04+H20==Cu+H2S04+1/202 鉛基合金陽極板在硫酸酸性電解液中電解時，在陽極放電生成的Pb2+極易氧化成Pb4+，后者的硫酸鹽水解時生成PbO2，此氧化物沉積在陽極表面上形成一層致密保護膜，使鉛基合金陽極成為不溶性陽極。溶液中的Cu2+濃度隨著Cu2+在陰極上的不斷析出，而逐漸下降。當降到一定濃度時，溶液中的砷、銻、鉍等雜質也會在陰極上析出而從銅電解液中除去。目前傳統廢電解液凈化主要采取兩段電積脫銅法，第一段廢電解液(Cu:約50g/L)進入并聯電解槽進行電解，電解液Cu濃度小于18g/L進入第二段工序；第二段采用串聯階梯式電解槽進行誘導法脫銅脫雜，當Cu濃度小于5g/L，脫銅脫雜電積終液經過脫鎳工序凈化后返回銅電解精煉系統。在傳統的脫銅電解方法中，第一段并聯電解槽產出陰極板往往越往后雜質含量越高，廢電解液中約64%的銅轉化為黑銅板，不能達到陰極銅標準，附加值低；第二段串聯階梯式電解槽則主要產生黑銅粉，廢電解液中約26%的銅轉化為黑銅粉。傳統的脫銅電解方法砷、銻、鉍脫除率約為55%、73%、79%，產出黑銅板(或黑銅粉)銅砷比約為 6.6。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服傳統廢電解液凈化脫銅效率不高，提供一種方法簡單、脫銅脫雜效率高、運行成本低的凈化廢硫酸銅電解液的方法。本專利技術，采用下述步驟予以實現: 步驟1，廢電解液蒸發濃縮、冷卻結晶及重溶工序:廢硫酸銅電解液暫儲槽中廢硫酸銅電解液經3#高位槽至蒸發釜，將蒸發釜內的廢硫酸銅電解液于真空的條件下蒸發濃縮，經濃縮的廢硫酸銅電解液去結晶釜冷卻結晶，所得結晶漿料經過濾機進行液固分離，其中所得粗硫酸銅經重溶槽重溶后送至1#高位槽，所得硫酸銅結晶母液經泵送至2#高位槽；一次電積補液槽中硫酸濃度多180g/L的補充液直接去1#高位槽； 步驟2，一次電積脫銅工序:上述經重溶槽重溶后送至1#高位槽中的粗硫酸銅與來自一次電積補液槽中的補充液在1#高位槽混合后進入一次電積脫銅系統進行一次電積脫銅，所得電積銅入銅收集庫，脫銅液經低位槽一部分經泵入重溶槽，另一部分返回精煉系統； 步驟3，結晶母液二次電積脫銅工序:于步驟一中所得暫儲在2#高位槽(5 )中的硫酸銅結晶母液，進入二次電積脫銅系統(6)進行二次電積脫銅，所得的黑銅板去熔煉系統，所得的二次脫銅終液經低位槽(7)進入脫鎳工序(8)回收鎳； 采用上述凈化廢硫酸銅電解液的方法，步驟I中所述蒸發釜的工作壓力為_70KPa，工作溫度為80 -900C ;所得濃縮后的廢硫酸銅電解液的密度為:1.204 ~ 1.208kg/m3;步驟I中的過濾機為帶式真空過濾機；步驟I中的過濾機為帶式真空過濾機，其中帶式真空過濾機的工作壓力為真空度0.053MPa。作為本專利技術的進一步改進，一次電積補液槽中的補充液為與廢硫酸銅電解液暫儲槽成分相同的硫酸銅溶液或稀硫酸溶液中的一種或其組合。優選與廢硫酸銅電解液暫儲槽成分相同的硫酸銅溶液。作為本專利技術的優選技術方案，采用上述技術方案的步驟2中的一次電積脫銅系統包括加熱器、高位槽和一次脫銅電解槽，其中:經重溶槽重溶后送至1#高位槽中的粗硫酸銅與來自一次電積補液槽中的補充液在1#高位槽混合后進入加熱器加熱后進入高位槽，自流入一次脫銅電解槽，進行一次電積脫銅。作為本專利技術的進一步改進，采用上述技術方案的步驟3中的二次電積系統包括加熱器，主、輔給液器和二次脫銅電解槽，其中來自2#高位槽中的硫酸銅結晶母液進入加熱器加熱后依次先后進入主、輔給液器，二次脫銅電解槽，其中二次脫銅電解槽依據主、輔給液器的給液量進行誘導法脫銅脫雜。作為本專利技術的進一步改進，采用上述技術方案的步驟3中的二次電積脫銅系統包括加熱器，主、輔給液器和二次脫銅電解槽，其中來自2#高位槽中的硫酸銅結晶母液進入加熱器加熱后依次先后進入主、輔給液器，二次脫銅電解槽，所述二次脫銅電解槽依據主、輔給液器的給液量進行誘導法脫銅脫雜。采用上述技術方案的步驟3中的脫鎳工序包括冷凍結晶槽和壓濾機，其中:進入脫鎳工序的二次脫銅終液經泵送至冷凍結晶槽進行冷凍結晶，所得的結晶漿料被泵送至壓濾機壓濾，所得的母液經加熱后返回電解系統，所得的粗品硫酸鎳打包入庫。綜上所述，采用本專利技術所述的廢硫酸銅的凈化方法，廢硫酸銅電解液通過濃縮結晶，將雜質富集到二次電積液中，硫酸銅經過重溶與硫酸濃度多180g/L的補充液配制成一次電積液，可以達到一段電積全部產出標準陰極銅，占廢電解液脫銅總量的65%以上，并且通過蒸發濃縮，使得二次電積脫銅的溶液體積減少，減少了硫酸鎳工序的處理量，降低了運行成本。【附圖說明】圖1是本專利技術的工藝流程示意圖； 圖中，I廢硫酸銅電解液暫儲槽；2 3#高位槽；3蒸發釜；4 過濾機；5 2#高位槽；6 二次電積脫銅系統；7 2#低位槽；8 脫鎳工序；9重溶槽；10 —次電積脫銅系統；11 1#低位槽；12精煉系統；13 結晶釜；14 1#高位槽；15銅收集庫；16一次電積補液槽。【具體實施方式】下面結合【具體實施方式】對本專利技術做進一步說明: 本實例蒸發濃縮采用的廢硫酸銅電解液量為154m3，其中溶液中主要成分的質量體積濃度分別為:Cu:49g/L，H2SO4:180 g/L，As:8 g/L，Sb:0.5 g/L，B1:0.5 g/L，N1:15 g/L。實施實例一: 將154 m3廢硫酸銅電解液泵送至廢硫酸銅電解液暫儲槽I中，并控制于2h內將一部分廢硫酸銅電解液暫儲槽I中的廢硫酸銅電解液經3#高位槽2自流入搪瓷蒸發釜3，通過水力噴射器使得蒸發釜3內的真空維持在-70KPa，控制蒸發釜3內的溫度為87°C進行真空蒸發濃縮16h，其中蒸發水量70m3，濃縮后的廢硫酸銅電解液的密度為:1.206kg/m3。濃縮結束后放料至4臺1m3不銹鋼結晶釜13，放料時間2h，經當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種凈化廢硫酸銅電解液的方法,其特征在于采用如下步驟：?????步驟1,廢電解液蒸發濃縮、冷卻結晶及重溶工序：廢硫酸銅電解液暫儲槽（1）中廢硫酸銅電解液經3#高位槽（2）至蒸發釜（3），將蒸發釜（3）內的廢硫酸銅電解液于真空的條件下蒸發濃縮，經濃縮的廢硫酸銅電解液去結晶釜（13）冷卻結晶，所得結晶漿料經過濾機（4）進行液固分離，其中所得粗硫酸銅經重溶槽（9）重溶后送至1#高位槽（14），所得硫酸銅結晶母液經泵送至2#高位槽（5）；一次電積補液槽（16）中硫酸濃度≥180g/L的補充液直接去1#高位槽（14）；步驟2，一次電積脫銅工序：上述經重溶槽（9）重溶后送至1#高位槽（14）中的粗硫酸銅與來自一次電積補液槽（16）中的補充液在1#高位槽（14）混合后進入一次電積脫銅系統（10）進行一次電積脫銅，所得電積銅入銅收集庫（15），脫銅液經低位槽（11）一部分經泵入重溶槽（9），另一部分返回精煉系統（12）；??????步驟3，結晶母液二次電積脫銅工序：于步驟一中所得暫儲在2#高位槽（5）中的硫酸銅結晶母液，進入二次電積脫銅系統（6）進行二次電積脫銅，所得的黑銅板去熔煉系統，所得的二次脫銅終液經低位槽（7）進入脫鎳工序（8）回收鎳。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：阮勝壽，賈榮，占壽罡，王功強，徐磊，羅雄波，何桂榮，吳曉春，楊易，
申請(專利權)人：銅陵有色設計研究院，
類型：發明
國別省市：安徽;34