旋流電積技術(shù)進(jìn)行銅電解液凈化脫銅除雜的研究.pdf

1、銅是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要原料。電解精煉是金屬銅生產(chǎn)的主要工序。銅電解精煉過程中，As、Sb、Bi等雜質(zhì)在電解液中不斷富集，造成陰極銅產(chǎn)品中雜質(zhì)含量超標(biāo)，故需要對(duì)電解液進(jìn)行定期定量的凈化。目前，電積法是電解液凈化主要方法，但常規(guī)電積法要求銅電解液中銅離子濃度高、雜質(zhì)濃度低，且脫銅除雜過程中濃差極化現(xiàn)象嚴(yán)重，造成大量銅損失，降低銅的回收率，增加電能消耗，并且產(chǎn)生大量酸霧和AsH3等有毒氣體，嚴(yán)重危害環(huán)境及人體健康。
　　 本論文針對(duì)大

2、冶有色金屬公司銅電解凈化采用二段脫除法存在的銅損失大，砷銻鉍雜質(zhì)脫除率低，電耗高、生產(chǎn)環(huán)境差等問題，開發(fā)了旋流電積技術(shù)脫銅除雜的新工藝。為確保陰極銅產(chǎn)品質(zhì)量及雜質(zhì)高脫除率，依據(jù)Cu2+濃度設(shè)計(jì)了三段脫銅、一段脫砷銻鉍的技術(shù)路線。開展了實(shí)驗(yàn)室小試及現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)研究，考察了電流密度、循環(huán)流量及溫度對(duì)每段電積過程電流效率、槽電壓、陰極銅質(zhì)量及雜質(zhì)脫除率的影響，確定了最優(yōu)工藝條件和技術(shù)參數(shù)。
　　 實(shí)驗(yàn)室小試研究結(jié)果表明:第一階段Cu2

3、+濃度在20g/L以上，電流密度300A/m2，循環(huán)流量600L/h，電積銅產(chǎn)品達(dá)到GBT467-1997高純陰極銅(Cu-CATH-1)的標(biāo)準(zhǔn)，電流效率達(dá)到96.5％;第二階段Cu2+濃度在8g/L以上，電流密度400A/m2，循環(huán)流量700L/h，電積銅產(chǎn)品達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)陰極銅(Cu-CATH-2)的規(guī)格，電流效率達(dá)到92.8％;第三階段Cu2+濃度在3g/L以上，電流密度300A/m2，循環(huán)流量900L/h，得到含Cu99.67％的粗銅

4、，電流效率達(dá)到90.1％。第四階段Cu2+濃度在3g/L以下，電流密度500A/m2，循環(huán)流量250L/h，終點(diǎn)溶液中Cu2+濃度0.009g/L，As、Sb、Bi脫除率分別達(dá)90.6％、98.9％和99.9％。
　　 現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)研究，驗(yàn)證了最佳工藝條件和技術(shù)參數(shù)，評(píng)價(jià)了工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。結(jié)果表明:第一階段Cu2+濃度在20g/L以上，電流密度500A/m2，循環(huán)流量9m3/h，得到高純陰極銅，電流效率達(dá)99.08％;第二階

5、段Cu2+濃度在8g/L以上，電流密度400A/m2，循環(huán)流量8.5m3/h，得到標(biāo)準(zhǔn)陰極銅，電流效率達(dá)93.65％;第三階段Cu2+濃度在3g/L以上，電流密度300A/m2，循環(huán)流量9m3/h，得到含Cu99.93％的粗銅，電流效率達(dá)89.66％;第四階段Cu2+濃度在3g/L以下，電流密度800A/m2，循環(huán)流量6m3/h，終點(diǎn)溶液中Cu2+濃度0.004g/L，As、Sb、Bi脫除率分別達(dá)89.3％、80.0％和99.9％。在整

6、個(gè)脫銅階段，銅回收率達(dá)93％，平均電流效率達(dá)94.4％。脫砷銻鉍階段砷的相對(duì)電流效率達(dá)41.4％，相對(duì)于誘導(dǎo)脫砷法的電流效率高出3倍以上。脫雜產(chǎn)物黑銅渣中銅砷比為0.3039∶1，可以直接用于砷銻鉍的提取。旋流電積技術(shù)相對(duì)比大冶公司二段脫雜技術(shù)，脫銅電耗降低25％左右，脫砷電耗降低50％左右。
　　 本論文開發(fā)并設(shè)計(jì)了旋流電積技術(shù)進(jìn)行銅電解液凈化脫銅除雜的新工藝，為工業(yè)化生產(chǎn)提供了可行性方案，開辟了一條銅電解凈化脫銅除雜高效、高