[发明专利]一种铜电解废液的处理方法

说明书

本发明提出了一种铜电解废液的处理方法，包括以下步骤：S1.铜回收：以硫化氢为硫化剂，通入铜电解废液中，进行沉淀铜离子；固液分离后，得到含铜滤渣和脱铜滤液；S2.砷回收：以硫化氢为硫化剂，通入脱铜滤液中，进行沉淀砷离子；固液分离后，得到含砷滤渣和脱砷滤液；S3.硫酸回收：以氢氧化镍或碳酸镍为中和剂，加入脱砷滤液中，进行回收硫酸；S4.镍回收：硫酸镍溶液经过蒸发浓缩，得到高镍离子浓度的浓缩液；浓缩液冷却后产出晶液混合物，离心分离得到六水硫酸镍晶体和母液，母液继续循环进行蒸发浓缩。采用本发明方法处理铜电解废液，能够高效回收铜、砷、酸、镍，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及铜冶炼技术领域，具体涉及一种铜电解废液的处理方法。

背景技术

2018年，中国的金属铜产品产量超过450万吨，连续十二年排名世界第一，其中有350万吨以上的金属铜产品，采用传统的造锍熔炼――氧化吹炼――火法精炼――电解精炼工艺生产。

在传统的铜冶炼生产工艺中，电解精炼是必不可少的过程。

电解精炼以是火法精炼粗铜为原料，浇铸为可溶解阳极板，在硫酸――硫酸铜混合溶液中电解，阳极中的铜金属失去电子溶解为铜离子进入溶液，并在阴极析出。在电解精炼过程中，阳极板中比铜更活泼的金属，如镍、砷、铁等优先失去电子形成离子进入溶液，而比铜不活泼的金属如银、金、硒等残留在阳极，最后形成电解阳极泥，电解阳极泥是提取稀贵金属金、银、硒的重要原料。进入溶液中的铜离子氧化电位较高，为+0.342V，优先在阴极得到电子，放电析出；镍离子、铁离子的氧化电位较低，分别为-0.257V、-0.441V，无法得到电子，只能在溶液中不断富集；砷离子的氧化电位与铜离子相近，为+0.248V，当溶液中砷离子浓度较低时，无法得到电子，并在溶液中不断富集，而当砷离子浓度富集到较高浓度时，砷有可能也会得到电子，在阴极放电析出，导致最终的铜产品砷含量超标。

为了确保铜产品能够达到产品质量标准要求，当电解精炼进行到一定程度后，必须开路部分电解液，进行脱砷处理，同时回收溶液的镍金属。在工业生产中，铜电解液通常从二段电解液中引出，进行开路处理。

开路引出处理的电解液，含有较高的砷、镍、铁杂质，常称为铜电解废液，目前，铜电解废液主要有以下五种处理工艺：

1、中和置换浓缩工艺：

在中和置换浓缩工艺中，主要有三个工艺过程。第一个工艺过程，用石灰石粉或石灰为中和剂，中和铜电解废液中的残酸，生成硫酸钙渣，同时溶液中的砷也在中和过程中一起沉淀，形成砷酸钙，压滤分离后，一起进入硫酸钙渣；第二个工艺过程，用金属镍粉或镍片，对溶液中的铜离子进行置换，得到金属铜粉，溶液中残留的砷也被置换，并形成铜砷金属化合物；第三个工艺过程，对置换后液进行蒸发浓缩，得到的浓缩液再冷却结晶，得到六水硫酸镍产品。该工艺的主要化学反应方程式如下：

CaCO₃+H₂SO₄+H₂O=CaSO₄·2H₂O↓+CO₂↑　　　　 （1）

3CaCO₃+2HAsO₂ =Ca₃(AsO₃)₂↓+H₂O + 3CO₂↑　　　 （2）

CuSO₄+Ni=NiSO₄+Cu↓ 　　　　　　　　　　　　　（3）

该工艺的优点是工艺原理简单、过程控制宽松、铜和镍得到有效回收、不增加主流程负担。但该工艺的缺点也有很多，主要表现如下：

（1）、采用石灰石粉（包括生石灰）中和了铜电解废液中的硫酸，导致硫酸无法资源化利用；