[发明专利]铜电解液添加剂、铜电解精炼方法及阴极铜

说明书

本发明提供了一种铜电解液添加剂、铜电解精炼方法及阴极铜。上述铜电解液添加剂包括明胶、氯离子和平滑剂，平滑剂选自明胶‑聚丙烯酰胺聚合物、全氟烷基甜菜碱、复配聚丙烯酰胺阴离子絮凝剂中的一种或多种。通过使用该添加剂，本发明有效解决了铜电解精炼制备的阴极铜S杂质过多或表面不够平滑的问题。

技术领域

本发明涉及铜电解精炼技术领域，具体而言，涉及一种铜电解液添加剂、铜电解精炼方法及阴极铜。

背景技术

随着国民经济的发展，国内对金属铜的消耗量越来越大，火法精炼得到的阳极铜含有大量杂质，必须经过电解精炼才能得到表明平整，杂质含量低的高纯阴极铜。电解精炼过程中，影响阴极铜纯度的因素有很多，包括电解条件、电解液成分、电解液净化以及使用的添加剂等。电解过程中加入少量的添加剂就能对阴极铜表面状况以及化学成分产生巨大影响。生产实践表明电解精炼过程中，使用合适的添加剂是确保阴极铜质量的有效措施之一。

目前，铜电解精炼过程中主要使用的添加剂有硫脲、胶、氯离子等。其中硫脲是目前铜冶炼行业中使用最广泛、最重要的添加剂之一。然而随着时间的延长，电解铜产出，硫脲随之积累。硫脲在纯水中比较稳定，但在电解液中分解速度较快，发生如下分解反应：(NH₂)₂CS+H₂O＝CO(NH₂)₂+H₂S。且电解液中硫脲浓度越高，其分解速度越快，导致阴极铜中S元素含量升高，进而导致阴极变粗糙，生成大量柱状或者针状疙瘩，使得阴极表面颜色发暗，没有金属光泽，不利于铜电解精炼的进行。且仅上述添加剂成分的组合，得到的阴极铜表面粗糙，不光亮。

中国专利CN103510106A中公开了一种铜电解添加剂及其使用方法，添加剂是由骨胶、明胶及改性明胶组成，取代了硫脲，降低了阴极铜中的S含量，然而得到的阴极铜表面仍旧不够平滑。

基于以上原因，有必要开发一种可替代硫脲，且能够平滑阴极铜表面的铜电解液添加剂。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种铜电解液添加剂、铜电解精炼方法及阴极铜，以解决现有技术中铜电解精炼制备的阴极铜S杂质过多或表面不够平滑的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种铜电解液添加剂，其包括明胶、氯离子和平滑剂，平滑剂选自明胶-聚丙烯酰胺聚合物、全氟烷基甜菜碱、复配聚丙烯酰胺阴离子絮凝剂中的一种或多种。

进一步地，铜电解液添加剂中，明胶、氯离子和平滑剂之间中重量比为(50～100):10:(1～20)。

进一步地，铜电解液添加剂中，明胶、氯离子和平滑剂之间中重量比为(80～100):10:(15～20)。

进一步地，氯离子由盐酸和/或氯化铜提供。

进一步地，明胶-聚丙烯酰胺聚合物由以下方法制备得到：将明胶、阴离子聚丙烯酰胺APAM、过硫酸钾混合并进行自由基聚合，即得到明胶-聚丙烯酰胺聚合物；其中，过硫酸钾的用量为阴离子聚丙烯酰胺APAM重量的1～4％，明胶与阴离子聚丙烯酰胺APAM的重量比为1:(0.5～2)；优选地，自由基聚合的反应温度为55～95℃，反应时间为0.5～4h；复配聚丙烯酰胺阴离子絮凝剂由聚丙烯酰胺与聚乙烯醇混合并复配得到，且聚丙烯酰胺与聚乙烯醇的重量比为(1～3):1；优选地，复配过程的反应温度为30～45℃，反应时间为2～3h。

根据本发明的另一方面，提供了一种铜电解精炼方法，其包括以下步骤：将上述铜电解液添加剂加入至电解液中，然后在电解槽中以钛板为阴极，粗铜板为阳极，进行电解精炼，得到阴极铜。

进一步地，铜电解液添加剂以水溶液的形式加入，且其浓度为0.1～0.5wt％。