[发明专利]一种铜电解液吸附脱杂净化方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，具体涉及一种铜电解液吸附脱杂净化方法，适用于铜电解液中杂质砷、锑、铋的分离与回收。

背景技术

铜电解精练过程，杂质砷、锑、铋随阳极铜一起电化学溶解进入铜电解液。杂质砷、锑、铋进入铜电解液后，As(III)和Sb(III)可逐渐被溶解在电解液中的空气(O₂)氧化成As(V)和Sb(V)，但As(III)的氧化速度较Sb(III)的氧化速度快得多，因此在正常情况下，铜电解液中的砷90-95％是以As(V)的形式存在，而锑则90％以上是以Sb(III)的形式存在。铋在铜电解液中无价态变化，均以Bi(III)的形式存在。由于这些杂质的析出电位与铜的析出电位接近，当电解液中杂质砷、锑、铋积累到一定程度，就会与铜一起在阴极上析出，影响阴极铜的质量。因此，铜电解精练过程，要不断地对电解液进行净化。铜电解液净化的传统工艺是：从电解液循环系统中抽取部分电解液先进行蒸发浓缩、结晶硫酸铜，结晶母液再电积脱铜脱杂，形成含杂质As、Sb、Bi的黑铜板和黑铜泥，脱铜液返回铜电解液循环系统；若电解液中含镍较高，脱铜液则需再蒸发浓缩、结晶回收粗硫酸镍后，才能返回铜电解液循环系统。

传统的铜电解液净化工艺存在诸多缺陷：能耗高，净化1m³电解液耗电100-120kwh、蒸汽0.8-1吨；净液作业环境差，产生大量黑铜泥和黑铜板，并释放有害气体AsH₃；铜电解直收率低，黑铜泥和黑铜板返回火法系统回收其中的铜，造成其中的铜和杂质砷、锑、铋在冶炼系统内死循环。随着炼铜工业的飞速发展，优质铜精矿越来越少，矿产阳极铜中As、Sb、Bi的含量呈上升趋势，铜电解精炼的吨铜净液量不得不随之增大。吨铜净液量的增大，不仅要增加铜电解精炼的成本，而且会造成电解液中铜酸难以平衡。因此，人们一直在寻求新的铜电解液净化方法，脱除杂质As、Sb、Bi，其中包括锡酸及活性炭净化铜电解液，碳酸钡、碳酸缌共沉淀除Bi，有机溶剂萃取Sb、Bi，含锑吸附剂吸附As、Sb、Bi，以及树脂吸附Sb、Bi，及提高铜电解液自净化能力等。然而，这些方法都只是传统净液工艺的补充，无法完全取代传统的铜电解液净化工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种效率高，成本低，操作简便，环境友好的铜电解液吸附脱杂净化方法。

本发明一种铜电解液吸附脱杂净化方法，是以锑和/或铋的氧化物及其水合物作吸附剂，按吸附剂中的Sb(III)和Bi(III)与铜电解液中的As(V)形成砷酸盐理论量的0.5～5倍加入吸附剂，选择性从铜电解液中吸附杂质As、Sb、Bi，过滤得负载吸附剂和净化后液；净化后液直接返回铜电解液循环系统或净化后液先蒸发浓缩、结晶，分离回收硫酸镍，再返回铜电解液循环系统。

本发明一种铜电解液吸附脱杂净化方法，吸附剂选择性从铜电解液中吸附杂质As、Sb、Bi的工艺条件是：温度25-105℃，在搅拌状态下反应0.5-5h。

本发明一种铜电解液吸附脱杂净化方法，所述铜电解液是指铜电解精练过程中，杂质砷、锑、铋含量分别达到：As≥2.5g/L、Sb≥0.25g/L、Bi≥0.10g/L的电解液。

本发明一种铜电解液吸附脱杂净化方法，所述铜电解液是指杂质砷、锑、铋含量分别达到：As≥2.5g/L、Sb≥0.25g/L、Bi≥0.10g/L的电解液经电积生产阴极铜之后的溶液，或经蒸发浓缩结晶硫酸铜后得到的结晶母液。

本发明一种铜电解液吸附脱杂净化方法，所述的吸附剂选自Sb₂O₃、Bi₂O₃、Sb₂O₄、Sb₂O₅中的至少一种和/或Sb₂O₃、Bi₂O₃、Sb₂O₄、Sb₂O₅的水合物中的至少一种，且吸附剂中[Sb(III)+Bi(III)]/[Sb(III)+Bi(III)+Sb(IV)+Sb(V)]摩尔数之比为0.5-1。