[发明专利]一种超声外场辅助铜电解液中含砷晶体沉淀的方法

说明书

本发明公开了一种超声外场辅助铜电解液中含砷晶体沉淀的方法，控制铜电解液电势不低于500mV，在铜电解液中的砷、锑、铋杂质之间发生沉淀反应过程中，通过外加超声波物理场进行辅助反应。本发明通过外加超声场可以有效降低含砷晶体形核所需的能量要求，且能有效提高含砷晶体的结晶度，从而辅助和促进铜电解液中的砷与锑、铋反应生成含砷晶态沉淀颗粒，使得电解液净化过程中固‑固(晶态含砷沉淀颗粒‑其他晶相阳极泥)分离易于进行。

技术领域

本发明属于有色金属湿法冶金过程中铜电解液的除砷净化领域，具体涉及一种超声外场辅助铜电解液中含砷晶体沉淀的方法。

背景技术

随着电解精炼的进行，砷、锑、铋等可溶解杂质会以离子的形式进入电解液，由于循环使用铜电解液，它们的浓度将被不断累积。然而，当电解液中砷锑铋杂质浓度过高时，会给电解精炼带来许多严重的问题。比如，当三者的浓度在电解液中增加到满足一定的浓度要求时，这些杂质会相互结合形成悬浮阳极泥。悬浮阳极泥为细小无定型絮状物，不仅难以通过其自身重力沉降下来进行分离，且容易粘附在阴极表面降低阴极铜的质量。此外，由于砷、锑、铋的标准电位与铜的标准电位极为接近，当砷、锑、铋杂质的浓度增大或铜离子的浓度降低到一定范围时，砷、锑、铋杂质可以在阴极表面与铜离子一起沉积在阴极表面上，从而影响阴极铜的纯度。因此，循环使用的电解液需要定期被净化。然而，现有关于铜电解液中的砷、锑、铋等杂质去除净化的方法的侧重点在于如何提高电解液中砷的去除效率以保证阴极铜的质量，这忽略了砷排放对环境和人类的危害。目前使用比较广泛简单且效率高的净化方法是化学沉淀法，但化学沉淀法净化后所产生的是As-Sb-Bi-O结构的无定型相，该含砷无定型沉淀非常容易包裹在沉淀在电解槽底的阳极泥表面且两者难以分离，从而会导致阳极泥含砷量过高。在随后对阳极泥进行贵金属提取的过程中砷会释放出来，危害厂房设备、工人健康和生态环境。因此，有必要开发一种环境友好，工艺简单，操作灵活且能解决电解液净化过程中因生成无定型含砷沉淀带来的固-固分离问题的电解液净化方法。

发明内容

针对As、Sb、Bi杂质形成的无定型含砷沉淀造成电解液净化过程中固-固(无定型含砷沉淀-其他晶相阳极泥)分离难的技术问题，本发明的目的在于提供一种超声外场辅助铜电解液中含砷晶体沉淀的方法，通过外加超声物理场来促进电解液中的砷与锑、铋反应生成晶态的含砷沉淀颗粒，从而使得电解液净化过程中固-固(晶态含砷沉淀颗粒-其他晶相阳极泥)分离易于进行。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种超声外场辅助铜电解液中含砷晶体沉淀的方法，控制铜电解液电势不低于500mV，在铜电解液中的砷、锑、铋杂质之间发生沉淀反应过程中，通过外加超声波物理场进行辅助反应。

作为优选，当沉淀反应时间小于等于1.5d时，沉淀反应过程中外加超声波物理场进行辅助反应；当沉淀反应时间大于1.5d时，先外加超声波物理场进行辅助反应1.5d，然后取消超声波物理场直至沉淀反应结束。

作为优选，所述铜电解液为铜电解精炼过程中产生的电解液。

作为优选，所述电解液的pH不低于-0.56。

作为优选，所述外加超声波物理场的功率为800～1500W。

作为优选，所述沉淀反应的条件为：搅拌速度为400～600r/min，温度为65～70℃。