[发明专利]用盐酸含铜废液制备氯化铁、电积铜和铜粉的方法及系统

权利要求书

1.一种用盐酸含铜废液制备氯化铁、电积铜和铜粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将盐酸含铜废液贮存在储液罐中；

步骤二，从储液罐中将一部分盐酸含铜废液泵入搅拌反应釜内，按铜离子摩尔含量的1.1～2.0倍加入铁粉，铁粉的加入量原则上要保证能全部置换出溶液中的铜离子，并将游离盐酸大部分中和掉；开启搅拌；铜离子和铁发生置换反应后，过滤，得到含少量铁粉的铜粉和氯化亚铁溶液；含铁粉的铜粉磁选后分离得到铁粉和高纯铜粉；

步骤三，将上述步骤生产的部分氯化亚铁溶液泵入氯气吸收槽，分析该氯化亚铁溶液的含铁量，补加铁粉或水，调整后溶液或料浆总含铁量在13.1～14.1％，以保证步骤六生产出的三氯化铁含量在38～41％；

步骤四，从储液罐中将另一部分盐酸含铜废液泵入溶液调整槽，根据铜含量补充水，控制溶液铜离子含量为10～70g/l；

步骤五，将上述调整好的部分溶液泵入电积槽，开启电积循环泵，使电积液在电积槽内循环流动；将电积槽的整流电源通电，开始电积；在阳极表面生成氯气，在阴极表面析出高纯金属铜，金属铜片长到一定重量后定期清理出售；

步骤六，将上述电积槽阳极析出的氯气用抽风机引入氯气吸收槽，开启循环泵用氯化亚铁溶液吸收氯气生产三氯化铁溶液，吸收完氯气的尾气用液碱吸收塔处理后排放；

步骤七，定期检测氯气吸收塔的三氯化铁溶液生产情况，达到中国国家标准GB4482-2006后泵出到三氯化铁成品储液罐，然后按步骤三补充部分氯化亚铁溶液到氯气吸收槽；

步骤八，随着电积的进行，铜在阴极析出成高纯电积铜，同时电积液中铜离子含量降低；当电积槽的电积液铜含量降低到5g/l以下时，将大部分电积液排出到电积废液储罐；再将步骤四调整好的溶液泵入到电积槽；继续通电电积；

步骤九，将步骤八排出的部分电积废液从电积废液储罐泵入搅拌反应釜，加入过量铁粉进行置换反应，过滤得到含少量铁粉的铜粉和氯化亚铁溶液；铜粉进磁选机提纯为高纯铜粉；氯化亚铁溶液转至步骤三；排出的另一部分电积液泵入溶液调整槽，从储液罐补充盐酸含铜废液，调整溶液铜离子含量为10～70g/l，储存备用，等待转至步骤五。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤一的盐酸含铜废液中，铜离子含量为20～250g/l，游离盐酸浓度为0.5～6mol/l。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤四补充水之后，调整该电积液的起始含铜量为10～70g/l。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤五中，电积时，控制电流密度200～2000A/m²。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤九中，电积废液返回到溶液调整槽后，补充适当的高浓度盐酸含铜废液后，调整电积槽液的含铜量在10～70g/l。

6.一种用盐酸含铜废液制备氯化铁、电积铜和铜粉的系统，其特征在于，包括：

第一储液罐，用于储存盐酸含铜废液；

搅拌反应釜，与所述第一储液罐和一电积废液储罐连接，以接收盐酸含铜废液，用于铁和氯化铜之间的置换反应；

过滤机，与所述搅拌反应釜连接，用于过滤置换反应之后的溶液；

氯气吸收槽，与所述过滤机连接，用于使所述过滤机过滤之后的溶液吸收氯气使氯化亚铁生成三氯化铁；

第二储液罐，与所述氯气吸收槽连接，用于接收所述氯气吸收槽排出的三氯化铁溶液；

液碱吸收塔，与所述氯气吸收槽连接，用于处理所述氯气吸收槽排出的尾气；

溶液调整槽，与所述第一储液罐和所述电积废液储罐连接，用于调整溶液浓度；

电积槽，与所述电积废液储罐、所述溶液调整槽连接，用于发生电积反应，并将电积结束后的溶液输送至所述电积废液储罐；

抽风机，与所述电积槽、氯气吸收槽连接，用于将所述电积槽产生的氯气输送至所述氯气吸收槽。