[实用新型]一种多场耦合下深度置换提铜的装置

说明书

本实用新型公开了一种多场耦合下深度置换提铜的装置，包括阳极锌板、阴极铝板、反应槽、过滤槽、直流电源和恒温装置；所述反应槽的一侧设置有出流管，另一侧设置有入流管；所述过滤槽内通过滤网分隔成滤渣室和滤液室，所述滤液室通过循环管与入流管连通，所述循环管上设置有循环泵。本实用新型与传统锌浸液锌粉净化除铜工艺相比，采用锌板与温、流、电场相组合的方式进行目标金属置换，实现了置换后锌铜的高效分离。可使用多种控制系统直接对反应进行控制操作，具有反应彻底，锌粉消耗量降低，处理成本降低，提铜效率高、产出铜渣含量高的优点，便于后续深度处理。整体装置与工艺简单可靠，易于实现工业化生产，具有良好的经济与环保效益。

技术领域

本实用新型涉及湿法清洁冶金技术领域，具体涉及一种多场耦合下深度置换提铜的装置。

背景技术

铜作为主要的有色冶金工业生产中的最为常见的金属，其离子在有色冶金废料尤其是废液中广泛存在。但由于其具有较高的生物毒性，对动植物以及生态环境有着较大的影响，因此通常在湿法有色冶金中通过各类清洁生产方法将其进行分离与提取。目前在冶金废液中提铜的方法主要有锌粉置换，萃取分离，电积等。其中对于金属提取最广泛的工艺当属锌粉置换，即利用锌的活性远大于铜，加入的锌粉作为微电池的阳极溶入液相，在溶液中发生置换作用，继而向溶液深处扩散并参与溶液的对流运动,使活性较差的金属铜置换出来。

传统的直接锌粉置换存在很多问题，如反应速度慢；制得的铜表面较疏松，表面容易吸附锌粉颗粒，杂质难于洗净等；搅拌使铜渣聚集成团时，易把锌粉包夹在铜渣颗粒内，加上硫酸锌溶液一起被包夹，得到的铜渣纯度较低，进一步造成锌粉反应并不完全，使得锌粉消耗量大，难以满足一般精炼铜生产的质量要求；而电积法提铜能够有效地回收Cd，Zn，Cu等有价金属，得到纯度很高的产品铜渣，但工艺流程长、工序多，且必须要有一系列的电解系统，投资成本很高，投资回收期较长，同时电解沉积过程电耗较高，周期长，电流效率不高，一般用于锌粉置换后粗铜的精炼。铜浸出液的萃取分离适用于低浓度铜的提取，且其对有机试剂的要求相对较高。为此寻找一种操作简单，提铜效率高且产品纯度高又对环境影响小的工艺方法十分必要。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于针对传统锌粉置换提铜工艺中存在的锌粉消耗量大、原料要求高、流程长、成本高、产品纯度不高的问题，提供一种操作简单、成本低、提铜效率高、产品铜渣的纯度高、易于工业化的多场耦合下深度置换提铜的装置。

本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：

一种多场耦合下深度置换提铜的装置，包括阳极锌板、阴极铝板、反应槽、过滤槽和直流电源；所述阳极锌板和阴极铝板分别插接在反应槽的两侧且二者通过导线与直流电源电连接；所述反应槽的一侧侧壁底部设置有出流管，另一侧侧壁顶部设置有入流管，反应槽外部设置有恒温装置；所述过滤槽设置在反应槽出流管的一侧，过滤槽内通过滤网分隔成上下布置的滤渣室和滤液室，所述滤渣室与出流管连通，所述滤液室通过循环管与入流管连通，所述循环管上设置有循环泵。

进一步，所述反应槽顶部的一侧并列设置有溢流槽。

进一步，所述恒温装置为外套于反应槽的电加式恒温加热箱或均布于反应槽外壁的电加热式加热片。

进一步，所述阳极锌板和阴极铝板的厚度一致，均控制在0.3-0.8毫米。

进一步，所述阳极锌板与阴极铝板的间距为2-6厘米。

进一步，所述反应槽内设置有用于卡接固定阳极锌板和阴极铝板的极板卡槽。

进一步，阳极锌板的纯度为85—95％，阴极铝板的纯度为80％-99％，阴极铝板与阳极锌板的面积比为0.8-1.2:1。