[发明专利]一种低品位黑杂铜电解工艺

说明书

技术领域

本发明提供了一种低品位黑杂铜电解工艺，属于二次资源循环再利用领域，特别涉及低品位废杂铜无害化资源化综合再利用和电解液循环再利用的方法。

 

背景技术

面临着资源短缺、生态环境恶化的非持续发展局面迫切要求发展循环经济和废弃资源再生、利用以及降低资源依赖进口的程度。自2002年开始，我国十余种常用有色金属产量及消费量都位居世界第一。我国可采铜储量人均为13.2kg，仅为世界平均水平的18%，只能维持6-8年，铜矿产原料的对外依存度约为60%。因此，必须大力发展再生资源产业。截止到2010年，我国在消费领域积累的废旧有色金属资源超过2亿吨，其中废旧铜达到1800万吨左右，大部分为品味较高的紫铜、青铜和铜合金，少部分品味较低的炉渣、含铜球料、残极等。现有的二次铜资源主要集中在高品位杂铜回收，对于低品位的废料回收研究不多，主要原因回收成本高、二次污染严重，经济效益差。

为提高紫杂铜的生产水平，人们进行了很多研究。2003年1月5日中国专利（公开号CN1390983）公开了将紫杂铜表面清洗干净后压制成铜阳极板进行电解。该工艺酸洗杂铜表面会带来铜的损失和酸液污染，并且使用的原料铜品位95%以上的原料。2011年3月23日公开了一实用新型（CN201770752U），阐述了以紫杂铜为原料进行氧化还原制备纯铜然后进行连铸连轧制备铜线材。该实用新型所使用的原料均为高品位紫杂铜，并且在氧化还原是产生大量的含铜废渣，造成资源浪费。2012年4月18日公开的以铜阳极板为阳极板，表面镀有1.2mm～1.5mm厚的铜的不锈钢为阴极板进行电解，然后在铜电解液中加入还原剂零价铁和二氧化硫，还原剂的加入量使5价砷充分还原为3价砷，在40～48℃还原反应后，经过过滤，发结晶硫酸铜和硫酸镍后，过滤得到净化后电解液，净化后电解液加入电解槽返回电解系统。该专利所用的原料铜品位大于95%。

与现有技术相比，本发明的优点在于：（1）阳极为铜品位68%-92%的黑杂铜；（2）电解液循环再利用；（3）综合回收硫酸镍。

发明内容

阳极黑铜是由含铜废料（阳极炉渣、含铜球料、废杂铜、残极）60%-78%、熔剂（石灰石、石英）10%-18%和还原剂（炭精或焦炭）8%-12%在还原炉中冶炼，通过空气的助燃进行熔炼，熔剂和物料中的氧化物造渣，熔体通过焦炭或炭精层被还原，在炉缸内沉降分离，从渣口排出炉渣，炉渣含铜确保在1%以下。铜液从出铜口放出，经浇铸得到品位68%-92%黑铜阳极。还原炉含尘烟气经沉降除尘、布袋收尘然后由脱硫除尘后达标排放。

品位68%-92%黑铜阳极经排板后装入电解槽作阳极，始极片经剪边、压纹、订耳加工成阴极，向硫酸铜电解液中加入一定量的硫脲和明胶添加剂。在一定的电压和电流条件下进行电解，黑铜阳极不断溶解，铜在始极片阴极沉积得到达到GB/T467-2010的阴极铜。经过一段时间电解生产，富集的阳极泥从电解槽中排出用于提取贵金属；残极返回还原炉冶炼制备黑铜阳极返回电解。当电解液中的杂质含量达到一定量时，抽取部分电解液进行脱铜得到黑铜板，返回还原炉冶炼制备黑铜阳极返回电解。脱铜液经蒸发浓缩，冷却后生产粗硫酸镍产品，废酸返回电解系统。

本发明将低品位的含铜废料进行回收综合再利用，突破了低品位黑铜阳极电解的难题，实现了有价元素的综合绿色回收，以及电解液循环再利用，具有显著的经济、环境和社会效益。

 

说明书附图

    图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明不仅仅局限于以下实施例。

实施例1

含铜废料68%（其中阳极炉渣48%、含铜球料15%、废杂铜和残极5%）、熔剂20%（其中石灰石13%、石英7%）和还原剂12%（焦炭或炭精）的物料80吨加入还原炉冶炼，通过空气的助燃进行熔炼，熔剂和物料中的氧化物造渣，熔体通过焦炭或炭精层被还原，在炉缸内沉降分离，从渣口排出炉渣，炉渣含铜确保在1%以下。铜液从出铜口放出，经浇铸得到品位68%黑铜阳极。还原炉含尘烟气经沉降除尘、布袋收尘然后由脱硫除尘后达标排放。