[发明专利]一种铜电解液净化与污酸协同资源化处理的方法

说明书

本发明公开了一种铜电解液净化与污酸协同资源化处理的方法，具体为：污酸通过冷冻结晶、石灰中和后液与废电解液经扩散渗析后的残液混合，加碱中和、还原、冷冻结晶等步骤，利用废电解液中残留的铜协同除掉污酸中的砷，砷以As₂O₃的形式回收，滤液进一步加碱中和沉氢氧化镍。解决了硫化除砷中硫化氢存在的安全隐患问题，克服现有技术的不足，提供良好工作环境；解决了硫化除砷法中对于危废的硫化砷渣堆存问题；以废治废，把废电解液中的铜合理利用。

【技术领域】

本发明涉及重有色冶金技术领域，具体涉及一种铜电解液净化与污酸协同资源化处理的方法。

【背景技术】

目前，冶炼企业均采用火法熔炼-电解精炼的工艺制取铜产品。由于铜精矿中普遍伴生了其它元素，导致电解液中成分复杂，含有大量的不利于电解的杂质离子如砷、锑、铋等，这些杂质离子不但会在阴极上沉积，而且会形成漂浮阳极泥，严重影响电极板的使用寿命和阴极铜的质量，因此，电解液需定期抽出部分净化处理；同时，在铜冶炼过程中，烟气洗涤会产生大量的污酸，含硫酸5-15％，含砷高达10-25g/L。由于污酸中含有一定量的硫酸以及大量的砷，无法外排或者回收利用。因此，需要对污酸进行净化处理。

传统的铜电解液净化方法是电积脱铜脱砷法，被绝大部分冶炼企业所采用。近年来，研发人员在此基础上作了一些改进，如连续脱铜脱砷电积法、周期反向电流电积法和极限电流密度电积法等。虽具有较好的脱铜脱砷效果，但有如下不足：1)采用不溶阳极电解，电流效率低，能耗高；2)当电解液中铜离子浓度减低至一定值时，阴极会析出剧毒砷化氢气体；3)电积的过程中产生大量的黑铜泥，黑铜泥返回火法熔炼回收铜，砷锑铋富集在其中无法形成有效开路。目前已有针对铜电解液净化方法的研究，例如中国专利CN201510999788一种铜电解液净化回收有价金属的方法，包括如下步骤：(1)铜电解液蒸发结晶过滤回收硫酸铜；(2)硫化砷渣加入至铜电解滤液中，反应完成后过滤回收硫化铜和硫化锑；(3)将铜电解滤液蒸发结晶过滤分离氧化砷和氧化铋；(4)选择性浸出并回收(3)中铋；(5)铜电解滤液高效硫化深度除砷；(6)铜电解滤液扩散渗析分离回收硫酸；(7)扩散渗析原液采用中和沉淀法回收镍。

目前，国内铜冶炼过程中，污酸的净化工艺普遍采用的是硫化法除砷+石灰中和+两段中和加铁盐除砷技术，工艺过程为：①硫化氢制备：用浓硫酸稀释成30％的稀硫酸，稀硫酸与硫化钠溶液反应制备硫化氢气体；②硫化除砷：含砷10g/L左右的污酸与硫化氢气体混合反应，经过沉降分离后，沉淀经过压滤分离得到硫化砷渣，滤液含砷则可以脱除到75mg/L以下；③石灰中和所含硫酸：污酸滤液加石灰进行一、二段中和，得到石膏；④两段中和加铁盐：石膏滤液中加入石灰和铁盐，经过中和、氧化、絮凝，浓密机沉降分离后压滤出中和渣，滤液则二次加石灰铁盐，最终完成除砷，达标水回用。经过电积脱铜的电解液约含有10g/L的砷、200mg/L的铋、150mg/L的锑，需要用硫化氢对其进行硫化脱砷除杂，脱除砷、锑、铋，合格滤液返回电解。

目前使用的污酸和电解液硫化脱砷除杂的方法，技术成熟，脱除砷、锑、铋的效果好，但也存在明显缺点，主要表现在：①使用硫化氢危害大，现场作业环境差，存在较大安全隐患；②硫化砷渣综合回收利用难度大；③消耗电能和昂贵的硫化剂，成本高。

因此，针对目前铜冶炼过程中污酸和电解液净化的技术现状，需要在实践过程中总结摸索，找到一种铜电解液净化和污酸协同资源化处理的改进工艺。

【发明内容】

针对现有技术中对铜电解液净化与污酸处理的不足，本发明提出了一种铜电解液净化与污酸协同资源化处理的方法，具体为：污酸通过冷冻结晶、石灰中和后液与废电解液经扩散渗析后的残液混合，加碱中和、还原、冷冻结晶等步骤，利用残液中的铜协同除掉污酸中的砷，砷以As₂O₃的形式回收，滤液进一步加碱中和沉氢氧化镍。本发明解决了硫化除砷中硫化氢存在的安全隐患问题，克服现有技术的不足，提供良好工作环境；解决了硫化除砷法中对于危废的硫化砷渣堆存问题；以废治废，将废电解液中的铜合理利用。