[发明专利]一种铜电解液净化资源综合利用的方法

说明书

本发明公开了一种铜电解液净化资源综合利用的方法，铜电解液经预脱铜后，再经蒸发浓缩进一步结晶分离铜，然后往结晶后液中加入促进剂，促使杂质砷、锑、铋自净化沉淀析出，然后采用扩散渗析将自净化后液中的硫酸和硫酸盐分开，硫酸盐溶液则先用碱性物质调pH氧化除铁，除铁后液再用溶剂萃取法或分段中和净化法去除其中除Ni以外的二价及二价以上的阳离子，使铜、锌、钴等有价金属得到综合回收，最后在除杂后液中加入硫酸铵结晶析出硫酸镍铵，实现铜电解液净化工艺过程的资源化综合利用。本发明具有铜电解液净化效果好，资源综合利用率高，生产成本低，环境友好等优点，适合于铜电解液净化工业生产应用。

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净化资源综合利用的方法，适用于铜电解液净化过程，铜、酸、镍、锌、钴、砷、锑、铋等的综合利用。

背景技术

在铜电解精炼过程，阳极铜所含的杂质表现出不同的行为，按它们电化次序及其在电解液中的可溶性归类如下：

第一类杂质包括锌、铁、镍、钴、铅、锡等。它们比铜更负电性，因而在阳极电化溶解。其中铅和锡形成不溶于电解液的硫酸盐——PbSO₄及Sn(OH)₂SO₄，这两种元素在电解液中的含量非常有限。其余全部或大部分以离子状态进入电解液，一般不在阴极上析出。

第二类杂质主要是金、银及铂族金属。它们比铜更正电性，电解过程几乎不溶解而直接进入阳极泥。但银少量以Ag₂SO₄进入电解液，而在电解液中氯离子的作用下，银即以AgCl沉淀进入阳极泥。

第三类杂质主要是氧、硫、硒、碲等的化合物(Cu₂O、Cu₂S、Cu₂Se、Cu₂Te)，它们在铜电解过程一般不发生溶解而进入阳极泥。

第四类杂质主要是砷、锑、铋。它们的电位与铜接近，电解过程它们既能和阳极上的铜一起(甚至优先)电化溶解，又可与铜离子一道在阴极上析出，还能以其它形式进入阴极，从而大大降低阴极铜的质量。因此，铜电解液净化通常是泛指杂质As、Sb、Bi的脱除。

铜电解精炼过程，除锌、铁、镍、钴、砷、锑、铋外，还有钙、镁、钠、铵等杂质也会在铜电解液中产生，钙、镁、钠主要是阳极铜脱模，及电解槽修补过程带入的，而铵则是铜电解添加剂硫脲的代谢产物。

众所周知，尽管电积脱铜脱杂工艺已在工业生产中使用了100多年，但它存在许多弊端，例如：1)脱杂效率低，电能消耗大；2)析出黑铜粉或者海绵铜，影响铜的直收率；3)产生剧毒砷化氢气体。因此，人们一直在研究铜电解液净化的新方法，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，含锑或铋的吸附剂吸附As、Sb、Bi等。但这些方法只能用于脱除杂质砷、锑、铋，无法脱除镍、铁等杂质。然而，这些方法无法按比例将铜电解液中的砷、锑、铋脱除，因此它们只能作为电积脱铜脱杂工艺的补充，无法完全取代传统的铜电解液净化工艺。为了实现杂质As、Sb、Bi一次性脱除到位，最近有人提出加压硫化的脱杂工艺，所得流化渣返回铜火法熔炼系统回收铜，其弊端是杂质As、Sb、Bi没有出路，在整个铜冶炼系统内(火法冶炼+电解精炼)死循环。

铜电解液净化过程分离回收镍，不仅是因为回收镍有一定的经济价值，更重要的是Ni浓度升高到一定程度，对铜电解精炼过程有害。最近发现，随着优质铜精矿的减少，及原料中二次铜占比的增大，电解液中杂质锌、铁、镍、钴、镁等的浓度呈上升趋势，从而导致电解液黏度增大，电流效率降低，以致于脱镍后液无法返回铜电解循环系统继续使用，只能作为污酸用石灰中和进行处理。总之，随着铜冶炼原料的变化，铜电解液净化传统方法已难以满足现行铜电解精炼的工艺要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无需电积脱铜脱杂，能将铜电解液中的杂质完全分离，净化效率高，生产成本低的铜电解净化资源综合利用的方法。