电镀污泥生产黑铜直接电解：铜、镍、锡及贵金属阳极泥分离回收方法

电镀污泥生产黑铜直接电解：铜、镍、锡及贵金属阳极泥分离回收方法

申请日期：2011.10.17

公佈（公告）日期：2013.04.17

IPC 分类编号 C25C1/12

概括

本发明提供了一种电镀污泥产生的黑铜直接电解分离回收铜、镍、锡及贵金属阳极泥的方法，其方法如下：1、将黑铜[铜]铸成阳极板；2、在室温下；3、置于每升含10～80克铜离子、pH=1～4的硫酸体系电解液中进行电解；4、以不锈钢或铜制起始板为阴极；5、在电流密度为50安培～300安培/平方米的直流电下，以黑铜[铜]为阳极进行电解；6、回收品位在99%以上的阴极铜，以阳极泥形式回收贵金属、锡等贵金属，镍溶解于电解液中； 7、定期更换部分电解液，用硫化钠分步调节电解液中有价金属的沉淀，达到分离的目的。本方法一步到位，可有效分离回收黑铜[铜]中的有价金属铜、锡、镍及贵金属阳极泥。投资少，工艺简单，成本低，污染少，有价金属回收率高，易于实现工业化生产。

索赔

1、该方法的特点是将黑铜（粗铜）铸成阳极板，进行电解。

2、此方法的特点是在室温下电解黑铜（粗铜）。

3、其特征在于：电解液的酸度为PH=1~4。

4、该方法的特点是将铜（粗铜）直接电解，以阴极铜形式回收铜，以阳极泥形式回收锡及贵金属，从电解液中分离出镍，回收镍。

手动的

一种电解电镀污泥中黑铜分离铜、镍、锡及贵金属阳极泥的方法

1.技术领域

本发明涉及有色金属冶炼行业，涉及黑铜（粗铜）中有价金属的分离与回收。

二、背景技术

黑铜（粗铜）是从含铜矿物中提炼铜的中间产物，最终生产目的是生产高纯度阴极铜。随着我国工业生产的发展，工业废弃物日益增多，工业废弃物如电镀污泥通常经高炉冶炼，以黑铜（粗铜）的形式回收铜。这类黑铜（粗铜）不仅含有铜，还含有丰富的有价金属，对黑铜（粗铜）中的有价金属进行有效分离已形成迫切的需求。本发明主要针对该类废弃物产生的黑铜（粗铜），采用直接电解法对铜、镍、锡及阳极泥进行分离回收。目前处理黑铜（粗铜）的方法主要有以下几种方法：

1.火法冶金：

火法主要将黑铜（粗铜）加热至熔融状态以回收铜，吹入氧气除去杂质，将比铜活泼的杂质氧化，杂质氧化物以炉渣或烟灰形式从金属铜中分离出来，比铜稳定的元素通常是贵金属，熔入铜液中。经过一道或几道氧化还原过程，铜含量达到98%以上，再进行电解，使铜提高到较高的品位，而贵金属则以不溶性阳极泥形式分离出来。此法成本高，许多有价金属以炉渣或烟灰形式废弃。同时，铜的损失大，污染也大，效果不佳。

2、湿法处理法：

该方法是对生产黑铜（粗铜）的电镀污泥原料中的有价金属部分进行溶解浸出，经过固液分离后再将有价金属分离于液体部分，固体废渣体积大，污染严重，同时废渣中大部分贵金属无法回收，该方法仅对有针对性的有价金属回收可行，对大规模金属污泥的综合回收难度较大。

工业生产中产生的有价金属污泥废弃物越来越受到人们的重视，被称为城市矿山。国家也逐步完善了对这类污泥的管理，进行了无害化处理。这为从这类污泥中回收有价金属提供了良好的原料基础。电镀污泥中的主要有价金属有铜、镍、锡及贵金属等。

3.具体实现方法

将电镀污泥产生的黑铜（粗铜）直接电解分离回收有价金属的方法如下：

1、附图为本发明工艺流程示意图，实线箭头为电解液流路；虚线箭头为物料流路。

2、将电镀污泥产生的黑铜（铜）铸成阳极板，放入100g/L～200g/L稀硫酸中浸泡2～3小时，使阳极板表面的氧化铜溶解，氧化亚铜除去。

3、配制pH=1~pH=4的硫酸体系电解液。铜离子以硫酸铜的形式加入，使铜离子浓度为10g/L~80g/L。加入明胶，使其含量为0.2g/L~0.5g/L，加入氯化钠，使氯离子含量为0.05g/L~0.5g/L，加入硝酸钠，使硝酸根离子为0.05g/L~0.5g/L，加入硫酸钠10g/L~20g/L。明胶有助于使阴极铜表面平整致密，氯离子和硝酸根离子有助于避免阳极表面钝化，硫酸钠有助于在低酸环境下降低电解液电阻。

4、采用不锈钢或铜制起始板作为阴极，放入槽内前应清洁表面。

5、电解液需循环，循环液经过a电解槽-f溶解槽-h除铁槽-i静态沉降槽-a电解槽的路线。循环有利于铜离子的均匀分布，消除阴阳极过度极化，也便于生产过程中添加剂的添加及电解液的处理。

6、将配制好的电解液注入电解液循环槽内，将阳极板与阴极板交替放入电解槽内，同极间距10cm。电解液循环后，常温下通直流电至电解槽内，以黑铜为阳极进行电解，避免阴、阴极间短路，接点间接触不良。

7、每一批黑铜的品质都会有很大的差异，槽电压会有差异，一般在0.3V~3V之间，属于正常现象。

8、阳极钝化时会有气体从阳极析出，若轻微钝化的阳极能继续溶解则不需处理，否则将阳极板与含铜污泥一起放入高炉重铸。

9、根据铜离子浓度及杂质浓度，控制阴极电流密度在50A～300A/m2之间，在阴极即可析出国标1号电解铜。本发明主要针对黑铜中有价金属的分离回收，只要在阴极大量析出即可达到分离目的。对纯度无要求。

10、电解过程是阳极不断电解的过程。标准电位比铜更负的元素都会溶解在电解液中，除了铅和锡（铅以硫酸铅形式进入阳极泥，锡以水解形式进入阳极泥）。标准电位比铜更正的元素不会溶解，形成阳极泥沉淀在电解槽底部。这些一般是金、银、钯等贵金属。这样就把阳极泥和黑铜（粗铜）中的其他金属如贵金属锡、铅等分离开来。

11、在阴极不断有铜析出，在阳极不断有黑铜（粗铜）溶解，但阳极溶解的不只是铜，还有其他元素，使电解液中的铜离子不断减少。电解循环的路线上必须有一个增加铜离子的环节。本发明专门设置了溶解池环节，采用硫酸铜、氧化铜或碳酸铜作为添加铜离子的原料，保证电解液铜离子浓度在10g/L～80g/L之间，也方便其他添加剂的补充。

12、黑铜（铜）中含有铁，在阴极和阳极之间有二价铁离子和三价铁离子的转化，不仅消耗电能，而且破坏了阴极铜的正常沉淀。电解液中两种铁离子同时存在，会大大降低阴极铜沉淀的电流效率。电解液中只有二价铁离子存在时，不会破坏阴极铜的正常沉淀。本发明电解液采用PH=1-4，并加入钠离子，解决了铁离子的破坏，铁离子一旦变成三价，就失去了活性。特设除铁槽h，当PH=2.3时，三价铁可完全水解，向除铁槽h内吹入空气，利用空气中的氧气将二价铁氧化成三价铁，使其水解沉淀。在钠离子存在下，三价铁离子更易以黄色的钠铁钒形式沉淀。本发明特设静沉淀池i，其主要作用为沉淀铁，静沉淀池i的上清液进入电解池a，j底部的渣经过滤，固液分离，液体返回电解液体系，固体主要为三价铁渣，送往K高炉回收有价金属。

13、电镀污泥产生的黑铜（粗铜）中含有溶解于电解液中的铜、镍等有价金属，当镍积累到一定程度时，需部分或全部更换电解液，这部分液体称为废液，放入废液池B。废液中的有价金属主要为铜、镍，逐级加入硫化钠可有效将铜、镍从C中分离出来，达到回收镍的目的。

发明概述

目前，通过鼓风炉回收电镀污泥中有价金属所生成的黑铜（粗铜）仍停留在传统的处理方式，采用火法冶炼工艺吹炼有价金属来回收铜及贵金属，造成大量的有价金属废弃物或回收其他有价金属的成本较高。

本发明是通过对电镀污泥产生的黑铜（粗铜）进行直接电解，分离出铜、镍、锡及贵金属阳极泥，有效回收黑铜中的主要有价金属，成本低、回收率高、污染少，具有广泛的社会效益和经济效益。