[发明专利]一种电解精炼制备金属铜的方法

说明书

本发明提供了一种电解精炼制备金属铜的方法，所述方法包括以下步骤：将多元醇或酰胺与季铵盐按照摩尔比1～6:1均匀混合，加入亚铜盐，混合后得到电解液，其中，所述亚铜盐的摩尔浓度为0.02mol/L～0.05mol/L，所述季铵盐为含有氯离子的季铵盐；以粗铜、废杂铜为阳极，纯铜片为阴极，在所述电解液中并控制温度为40℃～80℃，电流密度为50A/m²～200A/m²的条件下进行电解，得到金属铜。本发明的方法能够显著降低电解精炼过程中的能耗，操作流程短、环境友好，能够制备得到纯度较高的金属铜。

技术领域

本发明属于有色金属制备技术领域，更具体地讲，涉及一种电解精炼制备金属铜的方法。

背景技术

铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，尤其在电气工业、电子工业中应用更为广泛，在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。铜的纯度对其性质影响很大，微量杂质也会对铜的性能产生极大的影响。

现有技术中，一方面，为了得到优质阴极铜产品，常采用硫酸铜作为电解液对铜阳极进行电解，并且电解工艺对阳极板有较严格的要求，一般行业规定主品位Cu98.5％～99.5％，杂质Ni≤0.30％、As≤0.20％、Sb≤0.10％、Bi≤0.03％、Pb≤0.20％，对阳极中铜含量要求高，杂质含量要求低，需要对原料进行进一步的处理才能作为阳极，存在产品合格率低，杂质含量高，环境污染严重等问题。另一方面，传统的电解工业阳极中的铜在电解液中以二价铜离子形式进入电解液，造成电解工艺电流效率低，

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种操作流程短、环境友好、电解效率高的电解精炼制备金属铜的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电解精炼制备金属铜的方法，所述方法可以包括：将多元醇或酰胺与季铵盐按照摩尔比1～6:1均匀混合，加入亚铜盐，混合后得到电解液，其中，所述亚铜盐的摩尔浓度为0.02mol/L～0.05mol/L；以粗铜、废杂铜为阳极，纯铜片为阴极，在所述电解液中并控制温度为40℃～80℃，电流密度为50A/m²～200A/m²的条件下进行电解，得到金属铜。

在本发明电解精炼制备金属铜的方法一个示例性实施例中，所述粗铜和废杂铜中的元素含量按质量分数计可以包括59％～99.5％的铜、0％～41.6％的锌、0％～10％的铅、0％～5％的镍、0％～3％的铁以及0％～3％的锡。

在本发明电解精炼制备金属铜的方法一个示例性实施例中，所述阳极为纯铜，得到的金属铜为高纯铜，所述高纯铜的铜含量的质量分数可以在99.99％以上。

在本发明电解精炼制备金属铜的方法一个示例性实施例中，所述金属铜中铜含量质量分数可以在99.9％以上。

在本发明电解精炼制备金属铜的方法一个示例性实施例中，所述亚铜盐可以为氯化亚铜或者硫酸亚铜。

在本发明电解精炼制备金属铜的方法一个示例性实施例中，所述粗铜和废杂铜中的元素含量按质量分数计可以包括57％～85％的铜、0％～41.6％的锌、0％～10％的铅、0％～5％的镍、0％～3％的铁以及0％～3％的锡。

在本发明电解精炼制备金属铜的方法一个示例性实施例中，所述季铵盐可以为氯化胆碱、氯化苄基三乙基铵或甜菜碱盐酸，所述多元醇可以为乙二醇、丙三醇或木糖醇，所述酰胺可以为尿素或乙酰胺。

在本发明电解精炼制备金属铜的方法一个示例性实施例中，所述温度可以为45℃～80℃，电流密度可以为78A/m²～200A/m²。