一种铜电解废液的电积净化系统及其净化方法

一种铜电解废液的电积净化系统及其净化方法

一种铜电解废液的电解净化系统及净化方法

[专利摘要]本发明公开了一种铜电解废液电解净化系统，包括高位槽和依次排列的N个电解槽，高位槽的出液口通过管道与各电解槽相连，第1、第2、…、i、…、N?1个电解槽的出液口分别与第2、第3、…、i+1、…、N个电解槽相连，第N个电解槽的出液口与第1个电解槽和电解液回收系统相连，其中i为2至N?1之间的自然数，且N≥6。本发明还公开了一种上述铜电解废液电解净化系统的净化方法。与现有技术相比，本发明所述净化系统中的电解槽采用串并联相结合的混合进料结构。 该净化系统不仅使用方便，而且有效解决了现有技术中块状电解黑铜不能直接应用于火法精炼回收工艺的问题。

【专利说明】

一种铜电解废液的电解净化系统及净化方法

技术领域

[0001] 本发明涉及铜冶炼技术领域，具体涉及一种铜电解废液电解净化系统及其净化方法。

【背景技术】

[0002] 现有技术中，铜矿企业一般采用电解法从制备好的粗铜中提炼出纯铜。然而实际生产中，粗铜中的砷、锑、铋等杂质会与铜电解生成砷离子、锑离子、铋离子。这些离子性杂质在铜电解液中会形成溶解度极低的絮状物质，粘附在阴极和电解铜表面，大大降低生成的电解铜的品质。为解决上述问题，企业常采用电解法对铜电解废液(即含有一定杂质浓度的铜电解液)进行净化。具体为将结晶硫酸铜后的铜电解废液倒入电解池中。电解池以铅板为阳极，以起始电极或残电极为阴极。 在直流电作用下，铜电解废液中的铜离子会逐渐在阴极析出，形成黑铜板，而砷、锑、铋等杂质则会沉积在电解槽底部，形成贫铜泥。这样就达到了净化铜电解液的目的。产生的黑铜、贫铜泥可送往回收工序，回收有价金属。

目前，铜电解废液的净化方法分为间歇电解和连续电解：间歇电解处理铜电解废液的工艺流程如图1所示，经结晶析出硫酸铜后的铜电解废液通过集管1流入并联设置的电解槽2，电解沉积输出阴极金属黑铜，再从电解槽2流出的电解液并联流入低位槽3，然后用耐酸泵4将低位槽3中的电解液抽至集管1进行循环电解，以提高电解废液的净化效果； 连续电解处理铜电解废液的工艺流程如图2所示，电解废液经集管1流入串联设置的电解槽2，产生电解沉积，生成阴极金属黑铜，然后从最后一个电解槽2流出的电解液流入低位槽3排出使用，这样的连续电解方式也可以实现电解液的净化处理。一般来说，流入电解槽2的铜电解废液的铜浓度为45-50g/l，经过多次循环电解沉积后最终从电解槽流出可以进入下道工序的电解液的铜浓度为6-10g/l。

[0004] 间歇电积法和连续电积法电积铜电解废液得到的黑铜产品均为块状，这些块状黑铜只适合采用传统的湿法冶炼回收铜金属，而对于“双闪”铜冶炼工艺，由于闪速吹炼炉只能处理粉状物料，这些块状黑铜很难回收利用，因此如何保证铜电解废液电积产品的有效利用一直是企业一直在研究的问题。

【发明概要】

[0005] 本发明的主要目的在于提供一种结构简单、使用效果良好的铜电解废液电解净化系统。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种铜电解废液电解净化系统，其特征在于：包括N个依次排列的电解槽，结晶析出硫酸铜后的铜电解废液通过管道连接至各个电解槽，第1、2、…、i、…、N-1个电解槽的料液出口分别连接至第2、3、…、i+1、…^个电解槽，第N个电解槽的料液出口连接至第1个电解槽及电解液回收系统，其中，i为2至N-1、6之间的自然数。

[0007] 采用上述技术方案的有益效果是：与现有技术相比，本发明净化系统中的电解沉积槽采用串并联相结合的混合进料结构，具体使用时，从第N电解沉积槽出液口排出的铜浓度较低的电解液一部分排入液体回收系统，另一部分引入第一电解沉积槽，这样可以增加各电解沉积槽的总进液量，减少局部铜浓度偏差，并且可以降低各电解沉积槽内液体的初始铜浓度，从而减缓铜离子在阴极上的沉淀速度，从而可以有效避免块状黑铜的生成。本发明公开的净化系统不仅使用方便，而且有效解决了现有技术中块状电解黑铜不能直接应用于双闪铜冶炼工艺中的火法精炼回收工艺的问题。

本发明的另一目的在于提供如上所述的铜电解废液的净化方法，其步骤为：将结晶析出硫酸铜后的铜电解废液通入N个电解槽，将第1、2、…、i、…、N-1个电解槽中的电解液分别通入第2、3、…、i+1、…、4个电解槽，将第N个电解槽的电解液通入终液槽，将终液槽的电解液通入第1个电解槽及液体回收系统，控制第N个电解槽排出的电解液铜离子浓度在0.1～2g/L范围内。

【附图的简要说明】

图1、2为现有技术的两种纯化工艺流程图；

[0010]图3为本发明的净化系统结构示意图。

【详细方式】

一种铜电解废液电解净化系统，如图3所示，包括N个依次排列的电解槽20，结晶析出硫酸铜后的铜电解废液通过管道连接接入各个电解槽20，第1、2、…、i、…、N-1个电解槽20的料液出口分别通向第2、3、…、i+1、…、4个电解槽20，第N个电解槽20b的料液出口通向第1个电解槽20a及电解液回收系统，其中i为2-N-1、6之间的自然数。根据实验总结可知，在正常情况下，布置6个及6个以上电解槽20即可保证电解沉积得到的铜电解液满足后续订单的回用要求，最终电解沉积产生的黑铜从阴极板上刮落且呈粉末状；优选地，电解槽20的总数N的值为7-11之间的自然数。与现有技术相比，本发明净化系统中的电解槽20采用串并联结合的混合进料结构，具体使用时，将第N电解槽20出液口排出的铜浓度较低的电解液，一部分引入第一电解槽20a，其余部分直接排至电解液回收系统处理回用，这样可以增加每个电解槽20的总进液量，降低每个电解槽20内的初始铜浓度，从而减缓铜离子在阴极上的沉淀速度，从而可以有效避免块状黑铜的产生。 此外，进入第2、......、N-1个电解槽20的电解液可以经过2个或多个电解槽20的电解除污处理，避免了因单个电解槽20的除污效率低而影响电解液的除污效果。本发明公开的净化系统不仅使用方便，而且有效解决了现有技术中的块状电解黑铜不能直接应用于双闪铜冶炼工艺中的火法精炼回收工序的问题。

作为进一步的优选实施例，如图3所示，所述净化系统包括高位槽10，结晶出硫酸铜后的铜电解废液通过高位槽10通向各个电解池20。

[0013] 具体地，如图3所示，该净化系统包括终液罐30，终液罐30的进液口31与第N电解槽20b的出液口相连，终液罐30的出液口32通向第I电解槽20a及电解液回收系统。这样，可以将第N电解槽20b排出的电解液先通入终液罐30进行储存，再根据实际情况合理分配其中电解液的去向。

[0014]进一步的，如图3所示，在最终液罐30的出口32至第一电解液罐20a的管路上设置有用于输送电解液的输送泵40，以保证最终液罐30中的部分电解液能够可靠的通入第一电解液罐20a中。

此外，本发明还公开了一种上述铜电解废液电解净化系统的净化方法，其步骤为：将结晶硫酸铜后的铜电解废液通入N个电解槽2010，将第1、2、…、i、…、N-1个电解槽20中的电解液分别通入第2、3、…、i+1、…、4个电解槽20，将第N个电解槽20b的电解液通入第1个电解槽20a及液体回收系统，控制第N个电解槽20b排出的电解液铜离子浓度在0.1-2g/L范围内。 在实际使用过程中，可以通过控制电解反应电流大小等参数来调节电解池20的电解反应强度，进而调控电解液中的铜离子浓度，

[申请人]经实验验证发现，采用本发明公开的电解净化系统对结晶析出硫酸铜后的铜电解废液进行电解时，第N电解槽20b排出的电解液中铜离子浓度控制在0.1～2g/L范围内，保证电解产生的黑铜以粉末状从阴极板上刮落，满足火法冶金的材料要求。

进一步地，结合图3所示，高位槽10通入各电解槽20的结晶析出硫酸铜后的铜电解废液的液体体积相等，通过向第1电解槽20a额外通入低铜浓度的电解液，可以调节各电解槽20内的铜浓度降低，从而减缓铜离子在阴极上的析出速度，同时各电解槽20的进液流量可控，具体采用上述进液流量，可以将各电解槽20内的铜浓度控制在1-10g/L，而现有技术中的净化方法处理结晶母液（即结晶析出硫酸铜后的铜电解废液）的铜浓度在适用范围内仅有20-40g/L，相比较而言，采用本发明公开的电解净化系统及方法可以适用。对铜浓度为20-70g/L的结晶母液，适用范围较广。

主权

1.一种铜电解废液电解净化系统，其特征在于包括依次排列的N个电解废液，结晶析出硫酸铜后的铜电解废液通过管线与各电解废液连通，第1、2、…、i、…、N-1个电解废液槽（20）的出液口分别与第2、3、…、i+1、…、Nf个电解废液槽（20）连通，第N个电解废液槽（20b）的出液口与第1个电解废液槽（20a）及液体回收系统连通，其中i为2至N-1之间的自然数，N大于6。2.根据权利要求1所述的铜电解废液电解净化系统，其特征在于净化系统包括高位罐（10），结晶析出硫酸铜后的铜电解废液通过管线与各电解废液连通，第1、2、…、i、…、N-1个电解废液槽（20）的出液口分别与第2、3、…、i+1、…、Nf个电解废液槽（20）连通，第N个电解废液槽（20b）的出液口与第1个电解废液槽（20a）及液体回收系统连通，其中i为2至N-1之间的自然数，N大于6。废液经高位槽(10)流向废液池(20)。3.根据权利要求1所述的铜电解废液电解净化系统，其特征在于：所述净化系统包括终液罐(30)，所述终液罐(30)的进液口(31)与第N电解槽(20b)的出液口相连，所述终液罐(30)的出液口(32)通向第一电解槽(20a)和电解液回收系统。4.根据权利要求2所述的铜电解废液电解净化系统，其特征在于：电解槽(20)的总数N为7～11之间的自然数。5.根据权利要求3所述的铜电解废液电解净化系统，其特征在于：在终液罐(30)的出液口(32)至第一电解槽(20a)的管路上设有用于输送电解液的输送泵(40)。 6.如权利要求3至5任一项所述的铜电解废液电解净化系统的净化方法，其步骤为：将结晶析出硫酸铜后的铜电解废液通入N个电解槽（1），将第1、2、…、i、…、N-1个电解槽（20）中的电解液分别通入第2、3、…、i+1、…、N个电解槽（20），将第N个电解槽（20b）中的电解液通入终液槽（30），终液槽（30）的出液口与第1个电解槽（20a）及液体回收系统相连，终液槽（30）中电解液通入第1个电解槽（20a）的流量为0.1-5m3/h，第N个电解槽排出的电解液中铜离子浓度电解槽(20b)的浓度控制在0.1～2g/L范围内。7.根据权利要求6所述的铜电解废液电解净化系统，其特征在于：高位槽(10)进入每个电解槽(1)的进液量为0.1～1m3/h。

【文献编号】C25C7/

【发表日期】2016年9月28日

【申请日期】2016年7月11日

【发明人】何夏雨、徐武

【申请人】