铜电解废液的电积净化系统及其净化方法

摘要

本发明公开了一种铜电解废液的电积净化系统，其包括高位槽和N个依次布置的电积槽，高位槽的出液口通过管路连接通向各个电积槽，第1，2，……，i，……，N‑1个电积槽的料液出口分别通向第2，3，……，i+1，……，N个电积槽，第N个电积槽的料液出口通向第1个电积槽和电积液回收系统，其中i为2～N‑1之间的自然数，N≥6。本发明还公开了一种如上所述的铜电解废液的电积净化系统的净化方法，与现有技术相比，本发明所述的净化系统中的电积槽是采用串联、并联相结合的混联进料结构，该净化系统不仅使用方便，而且有效解决了现有技术的块状电积黑铜无法直接应用于火炼回收工艺的问题。

权利要求

1.一种铜电解废液的电积净化系统，其特征在于：包括N个依次布置的电积槽(20)，结晶析出硫酸铜后的铜电解废液通过管路连接通向各个电积槽(20)，第1，2，……，i，……，N-

1个电积槽(20)的料液出口分别通向第2，3，……，i+1，……，N个电积槽(20)，第N个电积槽(20b)的料液出口通向第1个电积槽(20a)和电积液回收系统，其中i为2～N-1之间的自然数，N≥6。

2.根据权利要求1所述的一种铜电解废液的电积净化系统，其特征在于：所述净化系统包括高位槽(10)，结晶析出硫酸铜后的铜电解废液通过高位槽(10)通向各个电积槽(20)。

3.根据权利要求1所述的一种铜电解废液的电积净化系统，其特征在于：所述净化系统包括终液槽(30)，终液槽(30)的进液口(31)连接第N个电积槽(20b)的料液出口，终液槽(30)的出液口(32)通向第1个电积槽(20a)和电积液回收系统。

4.根据权利要求2所述的一种铜电解废液的电积净化系统，其特征在于：电积槽(20)的总个数N的取值为7～11之间的自然数。

5.根据权利要求3所述的一种铜电解废液的电积净化系统，其特征在于：终液槽(30)的出液口(32)通向第1个电积槽(20a)的管路上布置有输送电积液的输送泵(40)。

6.一种如权利要求3-5任一项所述铜电解废液的电积净化系统的净化方法，其步骤如下：将结晶析出硫酸铜后的铜电解废液通入N个电积槽(10)中，第1，2，……，i，……，N-1个电积槽(20)中的电积液分别通入第2，3，……，i+1，……，N个电积槽(20)，第N个电积槽(20b)的电积液通入终液槽(30)，终液槽(30)的料液出口通向第1个电积槽(20a)和料液回收系统，终液槽(30)中的电积液通入第1个电积槽(20a)的流量为0.1～5m3/h，从第N个电积槽(20b)排出的电积液的铜离子浓度控制在0.1～2g/L的范围内。

7.根据权利要求6所述的铜电解废液的电积净化系统，其特征在于：高位槽(10)通入各个电积槽(10)的进液量均为0.1～1m3/h。

说明书

铜电解废液的电积净化系统及其净化方法

技术领域

[0001] 本发明涉及铜的冶炼技术领域，具体涉及一种铜电解废液的电积净化系统及其净化方法。

背景技术

[0002] 现有技术中，铜矿企业一般是将制备得到的粗铜采用电解法精炼纯铜，但是实际生产中，粗铜中的砷、锑、铋等杂质会伴随铜同步发生电解生成砷离子、锑离子和铋离子，这些离子杂质在铜电解液中能够形成溶解度很小的絮状物质并粘附于阴极以及电解铜的表面，大大地降低了生成的电解铜的质量。为解决上述问题，企业多采用电积法对铜电解废液(即含有一定杂质浓度的铜电解液)进行净化处理，具体的，将结晶析出硫酸铜后的铜电解废液倒入电积槽内，电积槽以铅板作为阳极，始极片或者残极作为阴极，这样在直流电的作用下，铜电解废液中的铜离子就会逐渐在阴极析出形成黑铜板，而砷、锑和铋等杂质就会沉积在电积槽的槽底形成脱铜泥，如此即可达到净化铜电解液的目的，其中产生的黑铜和脱铜泥可以送至回收工序以回收有价金属。

[0003] 目前，净化处理铜电解废液的方法分为间断电积法和连续电积法：间断电积法处理铜电解废液的工艺流程如附图1所示，结晶析出硫酸铜后的铜电解废液由高位槽1流入并联布置的电积槽2中电解沉积产出阴极金属黑铜，然后从电积槽2中流出的电积液并联流入低位槽3，再用耐酸泵4从低位槽3中抽取电积液到高位槽1进行循环电积，以提高电解废液的净化效果；连续电积法处理铜电解废液的工艺流程如附图2所示，电解废液经高位槽1流入串联布置的电积槽2中电解沉积，产出阴极金属黑铜，然后从最后一个电积槽2中流出的电积液流入低位槽3以待排出使用，这样通过连续电解的方式也可以实现通电解液的净化处理。一般来说，流入电积槽2内的铜电解废液的铜浓度为45～50g/l，通过多次循环电积最终流出电积槽、可进入下道工序的电解后液的铜浓度为6～10g/l。

[0004] 采用间断电积法和连续电极法电积铜电解废液得到的产物黑铜均是呈块状，这些块状黑铜只适用于传统的湿法冶炼以回收铜金属，但是对于“双闪”铜冶炼工艺来说，由于闪速吹炼炉只能处理粉状物料，从而导致这些块状黑铜的回炉冶炼具有一定的难度，因此如何保证铜电解废液的电积产物的有效利用，这是企业一直在研究的问题。

发明内容

[0005] 本发明的首要目的是提供一种结构简单、使用效果好的铜电解废液的电积净化系统。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种铜电解废液的电积净化系统，其特征在于：包括N个依次布置的电积槽，结晶析出硫酸铜后的铜电解废液通过管路连接通向各个电积槽，第1，2，……，i，……，N-1个电积槽的料液出口分别通向第2，3，……，i+1，……，N个电积槽，第N个电积槽的料液出口通向第1个电积槽和电积液回收系统，其中i为
2～N-1之间的自然数，N≥6。

[0007] 采用上述技术方案产生的有益效果在于：与现有技术相比，本发明所述的净化系统中的电积槽是采用串联、并联相结合的混联进料结构，具体使用时，第N个电积槽的料液出口排出的低铜浓度的电积液一部分排至电积液回收系统中，还有一部分会引入第一个电积槽中，这样既能增大各电积槽的总进液量，减小局部铜浓度偏差，又能降低各电积槽中料液的初始铜浓度，从而减慢铜离子在阴极上的析出速度，如此可以有效避免块状黑铜的产生，本发明公开的净化系统不仅使用方便，而且有效解决了现有技术的块状电积黑铜无法直接应用于双闪铜冶炼工艺中的火炼回收工艺的问题。

[0008] 本发明的另外一个目的是提供一种如上所述的铜电解废液的电积净化系统的净化方法，其步骤如下：将结晶析出硫酸铜后的铜电解废液通入N个电积槽中，第1，2，……，i，……，N-1个电积槽中的电积液分别通入第2，3，……，i+1，……，N个电积槽，第N个电积槽的电积液通入终液槽，终液槽的电积液通入第1个电积槽和料液回收系统，从第N个电积槽排出的电积液的铜离子浓度控制在0.1～2g/L的范围内。

附图说明

[0009] 图1、2是现有技术的两种净化工艺流程图；

[0010] 图3是本发明的净化系统结构图。

具体实施方式

[0011] 一种铜电解废液的电积净化系统，如图3所示，其包括N个依次布置的电积槽20，结晶析出硫酸铜后的铜电解废液通过管路连接通向各个电积槽20，第1，2，……，i，……，N-1个电积槽20的料液出口分别通向第2，3，……，i+1，……，N个电积槽20，第N个电积槽20b的料液出口通向第1个电积槽20a和电积液回收系统，其中i为2～N-1之间的自然数，N≥6。根据实验总结表明，通常情况下布置6个及6个以上的电积槽20即可确保电积得到的铜电解液的脱杂能够满足后序的重复使用要求，且最终电积产生的黑铜从阴极板上刮下来即呈粉末状；优选的，电积槽20的总个数N的取值为7～11之间的自然数。与现有技术相比，本发明所述的净化系统中的电积槽20是采用串联、并联相结合的混联进料结构，具体使用时，将第N个电积槽20的料液出口排出的低铜浓度的电积液一部分引入第一个电积槽20a中，其余的则直接外排至电积液回收系统中进行处理再利用，这样既能增大各电积槽20的总进液量，又能降低各电积槽20中的初始铜浓度，从而减慢铜离子在阴极上的析出速度，如此可以有效避免块状黑铜的产生，另外，进入到第2，……，N-1个电积槽20中的电解液可以经过2个或2个以上的电积槽20的电积脱杂处理，这样也可以避免因单个电积槽20脱杂效率低而影响电解液的脱杂效果。本发明公开的净化系统不仅使用方便，而且有效解决了现有技术的块状电积黑铜无法直接应用于双闪铜冶炼工艺中的火炼回收工艺的问题。

[0012] 作为进一步的优选方案，如图3所示，所述净化系统包括高位槽10，结晶析出硫酸铜后的铜电解废液通过高位槽10通向各个电积槽20。

[0013] 具体的，如图3所示，所述净化系统包括终液槽30，终液槽30的进液口31连接第N个电积槽20b的料液出口，终液槽30的出液口32通向第1个电积槽20a和电积液回收系统。这样从第N个电积槽20b排出的电积液可以先通入终液槽30进行储存，然后再根据实际情况合理分配其中的电积液的去向。

[0014] 进一步的，如图3所示，终液槽30的出液口32通向第1个电积槽20a的管路上布置有输送电积液的输送泵40，以保证终液槽30中的部分电积液能够可靠地通入第1个电积槽20a中。

[0015] 另外，本发明还公开了如上所述铜电解废液的电积净化系统的净化方法，其步骤如下：将结晶析出硫酸铜后的铜电解废液通入N个电积槽2010中，第1，2，……，i，……，N-1个电积槽20中的电积液分别通入第2，3，……，i+1，……，N个电积槽20，第N个电积槽20b的电积液通入第1个电积槽20a和料液回收系统，从第N个电积槽20b排出的电积液的铜离子浓度控制在0.1～2g/L的范围内。实际使用时，通过控制电积反应的电流大小等参数即可调整电积槽20的电积反应强度，进而调节控制电积液中的铜离子浓度，而申请人经过试验验证发现，采用本发明公开的电积净化系统对结晶析出硫酸铜后的铜电解废液进行电积时，将第N个电积槽20b排出的电积液的铜离子浓度控制在0.1～2g/L的范围内，这样可以确保电积产生的黑铜从阴极板上刮下来呈粉末状，从而满足火法冶炼对物料的要求。

[0016] 进一步的，结合图3所示，高位槽10通入各个电积槽20的经结晶析出硫酸铜后的铜电解废液的液量是相等的，而通过向第1个电积槽20a额外通入低铜浓度的电积液，这样可以调节降低各个电积槽20中的铜浓度，从而减慢铜离子在阴极上的析出速度，同时，各个电积槽20的进液流量可控，具体采用上述进液量可将各个电积槽20中的铜浓度控制在1-10g/L，现有技术中的净化方法处理结晶母液(即结晶析出硫酸铜后的铜电解废液)的铜浓度的适用范围只有20-40g/L，而与之相比，采用本发明公开的电积净化系统及方法可适用于处理铜浓度为20-70g/L的结晶母液，适用范围广。