專利名稱：一種銅電解液凈化除雜質(zhì)的方法
(一)所屬技術(shù)領(lǐng)域一種銅電解液凈化除雜質(zhì)的方法，涉及有色金屬濕法冶金過程中電解液凈化除雜的方法，特別是銅電解液凈化除銻、鉍的方法。
背景技術(shù)：
在粗銅可溶性陽極電解精煉時，由于Sb、Bi的氧化還原電位與Cu接近，當(dāng)這些雜質(zhì)在電解液中積累到一定的濃度時，就可能和銅一起在陰極上還原析出，降低陰極銅的質(zhì)量。另外，Sb、Bi還易與As形成漂浮陽極泥，電解液中的Sb、Bi的濃度越高，形成漂浮陽極泥的可能性越大，從而污染電解液，也降低陰極銅的質(zhì)量。它們是電解銅過程中最有害的雜質(zhì)。因此，凈化除去銻、鉍這些有害雜質(zhì)，使之在控制范圍內(nèi)，是保證陰極銅質(zhì)量的重要措施之一。
在電解精煉時存在于陽極銅中的雜質(zhì)銻、鉍一部分溶解進(jìn)入電解液中，另一部分則進(jìn)入陽極泥中。目前凈化除去電解液中Sb、Bi的方法有常規(guī)電積法、離子交換法、溶劑萃取法、碳酸鋇沉淀法等。采用這些方法會對電解液產(chǎn)生一定的副作用。而且需要很大的固定資產(chǎn)投資，除雜成本高。采取離子交換法和溶劑萃取法時，會引入不少Na、Cl等新雜質(zhì)和有機物進(jìn)入電解液中，而污染電解液；而常規(guī)電積法又會大量損失大量的Cu，使系統(tǒng)的銅、酸難以保持平衡。在大型銅電解生產(chǎn)企業(yè)，由于處理的銅精礦量大，精礦來源復(fù)雜，由于原料的復(fù)雜性，常常使得精礦中的Sb、Bi的含量同時都高，其結(jié)果也導(dǎo)致陽極銅中Sb、Bi的含量同時都高。這種陽極進(jìn)入銅電解后，在以往控制的電解工藝條件下，陽極銅中Sb、Bi在電解液中的溶出率非常高，需要一套龐大的電解液凈化系統(tǒng)和較大的凈液量才能滿足除雜的要求。為了保證陰極銅質(zhì)量，一些生產(chǎn)工藝采用了以常規(guī)電積法脫As、Sb、Bi為主的凈化工藝，同時還采取了碳酸鋇共沉淀法來彌補脫Bi量的不足。此工藝存在以下三大缺陷一是為了滿足除Sb、Bi的要求，常規(guī)電積法需要的凈液量較大，導(dǎo)致電解液中的銅、酸不平衡，為了維持電解液中的銅酸平衡，又需要建一套硫酸銅生產(chǎn)系統(tǒng)，把生產(chǎn)出來的粗硫酸銅全部重溶后返回電解系統(tǒng)。二是由于常規(guī)電積需要的凈液量較大，導(dǎo)致電解液過度脫砷，使電解液中的砷濃度嚴(yán)重偏低，再加上陽極銅中As與Sb+Bi的比值偏低，使得陽極銅中Sb、Bi在電解液中的溶出率非常高。三是此工藝雜質(zhì)的綜合脫除率較低。由于存在以上三大缺陷，為了使電解液中的銻、鉍和銅、酸同時都保持平衡，需要不斷地擴大凈液能力和增大凈液量，造成電解液凈化工藝過長。系統(tǒng)龐大，雖然能抑制電解液中銻、鉍的增長，但勢必要不斷地增加基建投資，脫除雜質(zhì)所需的費用也需大幅度地增加，而使陰極銅生產(chǎn)成本不斷地上升。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)中存在的缺點和不足，提供一種具有工藝簡單，操作方便，效果顯著等優(yōu)點的一種銅電解液凈化除雜質(zhì)的方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
一種銅電解液凈化除雜質(zhì)的方法，其特征在于在銅電解液中加入高砷溶液，將電解液含As濃度維持為10g/L-15g/L，使電解液中絕大部分雜質(zhì)Sb、Bi與As形成過飽和砷酸銻和砷酸鉍結(jié)晶物質(zhì)進(jìn)入陽極泥中而除去。
一種電解液凈化除銻、鉍的方法，其特征在于加入高砷溶液中的As與電解液中的Sb+Bi的重量比為As∶Sb+Bi＝1.3-2.2∶1。
一種電解液凈化除銻、鉍的方法，其特征在于所加入的高砷溶液是砷酸銅溶液、砷酸溶液、亞砷酸溶液。
本發(fā)明的方法根據(jù)實施前的電解液的初始含As濃度、高砷溶液含As濃度等因素，確定高砷溶液的加入量。當(dāng)電解液含砷濃度達(dá)到11g/L左右時，電解液中的Sb、Bi濃度便會開始下降，并一直降低到250mg/L以下，此時便可停止加高砷溶液。對含砷量適宜的銅陽極電解過程以后靠陽極本身的As就能維持電解液中砷的平衡，不需再加入高砷溶液。電解液含砷濃度為11g/L-15g/L，脫除1kgSb+Bi用As量為1.3-2.1kg.
本發(fā)明的方法，是采用在電解液中加入高砷溶液，提高電解液含As濃度，當(dāng)維持電解液含As深度達(dá)到一定濃度范圍時，陽極和電解液中絕大部分雜質(zhì)Sb、Bi便會進(jìn)入陽極泥中，而幾乎不會進(jìn)入電解液中，達(dá)到超前自凈化脫除雜質(zhì)的目的，其銅電解工藝維持不變，方法簡單易行，具有很好的經(jīng)濟性。
采用本發(fā)明的方法，對于有一定砷含量的陽極在首次將電解液中的As濃度調(diào)到位以后，可以靠陽極中的As來維持平衡，如不夠，再用高砷溶液來補充。本發(fā)明利用As、Sb、Bi在電解這個特定的氧化-還原環(huán)境下，通過價位的轉(zhuǎn)換及溶度積的關(guān)系，形成過飽和砷酸銻和砷酸鉍結(jié)晶物質(zhì)進(jìn)入陽極泥中。它取代了傳統(tǒng)的溶液凈化除Sb、Bi的方法，具有工藝簡單，操作方便，效果顯著等優(yōu)點。
(四)具體實施方案一種銅電解液凈化除雜質(zhì)的方法，其特征在于在銅電解液中加入高砷溶液，將電解液含As濃度維持為10g/L-15g/L，使電解液中絕大部分雜質(zhì)Sb、Bi與As形成過飽和砷酸銻和砷酸鉍結(jié)晶物質(zhì)進(jìn)入陽極泥中而除去。加入高砷溶液中的As與電解液中的Sb+Bi的重量比為As∶Sb+Bi＝1.3-2.2∶1。加入的高砷溶液是砷酸銅溶液、砷酸溶液、亞砷酸溶液。
由于采取了上述技術(shù)方案，使本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有超前凈化除Sb、Bi的特點。除Sb、Bi效果顯蓍，脫除率幾乎達(dá)到100％。不需要再另建脫除Sb、Bi系統(tǒng)及發(fā)生脫除Sb、Bi的運行費用，生產(chǎn)成本低。加入高砷溶液及維持電解液高As濃度，對產(chǎn)品質(zhì)量無副作用。電解液含Sb、Bi濃度可大幅度降低到250mg/L以下，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和提高電流密度強化生產(chǎn)。高砷溶液經(jīng)濟易得。實踐證明，只要首次將電解液中的As濃度調(diào)到位，以后靠陽極中的As就能基本維持平衡，如不夠，可利用高砷溶液來補充。工藝簡單，操作方便，除加入高砷溶液外，不需再增加其它任何消耗，也不需改變其任何電解條件。應(yīng)用范圍廣，有廣泛的推廣價值。
實施例1電解液中含Sb、Bi濃度為690mg/l和550mg/l，銅陽極中含砷的重量百分比為0.18％。
加入砷酸溶液，使電解液中含As濃度維持為10.1g/L，電解液中絕大部分雜質(zhì)Sb、Bi與As形成過飽和砷酸銻和砷酸鉍結(jié)晶物質(zhì)進(jìn)入陽極泥中而除去，測得電解液中含Sb+Bi量分別為240mg/l和260mg/l，電解過程不需補充加入高砷溶液。
實施例2電解液中含Sb、Bi濃度分別為450mg/l和630mg/l，銅陽極中含砷為0.17％。
加入含砷硫酸銅溶液，使電解液中含As濃度維持為12.1g/L，電解液中絕大部分雜質(zhì)Sb、Bi與As形成過飽和砷酸銻和砷酸鉍結(jié)晶物質(zhì)進(jìn)入陽極泥中而除去，測得電解液中含Sb、Bi量分別為150mg/l和170mg/l，電解過程不需再加入高砷溶液。
實施例3電解液中含Sb、Bi濃度分別為530mg/l和600mg/l，銅陽極中含砷為0.16％。
加入硫酸銅和砷酸銅的混合溶液，使電解液中含As濃度維持為11.5g/L，電解液中絕大部分雜質(zhì)Sb、Bi與As形成過飽和砷酸銻和砷酸鉍結(jié)晶物質(zhì)進(jìn)入陽極泥中而除去，測得電解液中含Sb、Bi量分別為130mg/l和180mg/l，電解過程不需再加入高砷溶液。
實施例4電解液中含Sb、Bi濃度分別為480mg/l和660mg/l，銅陽極中含砷的重量比為0.15％。
加入含砷硫酸銅和砷酸銅的混合溶液，使電解液中含As濃度維持為14.3g/L，電解液中絕大部分雜質(zhì)Sb、Bi與As形成過飽和砷酸銻和砷酸鉍結(jié)晶物質(zhì)進(jìn)入陽極泥中而除去，測得電解液中含Sb、Bi量分別為180mg/l和160mg/l，電解過程不需再加入高砷溶液。
實施例5下面為電解過程持續(xù)一段時間的數(shù)據(jù)(單位mg)。
滿足了銅電解過除Sb、Bi。
權(quán)利要求
1.一種銅電解液凈化除雜質(zhì)的方法，其特征在于在銅電解液中加入高砷溶液，將電解液含As濃度維持為10g/L-15g/L，使電解液中絕大部分雜質(zhì)Sb、Bi與As形成過飽和砷酸銻和砷酸鉍結(jié)晶物質(zhì)進(jìn)入陽極泥中而除去。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅電解液凈化除雜質(zhì)的方法，其特征在于加入高砷溶液中的As與電解液中的Sb+Bi的重量比為As∶Sb+Bi＝1.3-2.2∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅電解液凈化除雜質(zhì)的方法，其特征在于所加入的高砷溶液是選自砷酸銅溶液、砷酸溶液、亞砷酸溶液的一種或其混合溶液。
全文摘要
一種銅電解液凈化除雜質(zhì)的方法，涉及有色金屬濕法冶金過程中電解液凈化除雜的方法，特別是銅電解液凈化除銻、鉍的方法。其特征在于在銅電解液中加入高砷溶液，將電解液含As濃度維持為10g/L－15g/L，使電解液中絕大部分雜質(zhì)Sb、Bi與As形成過飽和砷酸銻和砷酸鉍結(jié)晶物質(zhì)進(jìn)入陽極泥中而除去。本發(fā)明除Sb、Bi效果顯著，脫除率幾乎達(dá)到100％，生產(chǎn)成本低。應(yīng)用范圍廣，有廣泛的推廣價值。
文檔編號C25C1/00GK1400333SQ0212969
公開日2003年3月5日 申請日期2002年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月16日
發(fā)明者肖炳瑞, 蘇中府, 李貽煌, 龍子平, 黃明金, 陳漢春, 趙向明 申請人:江西銅業(yè)股份有限公司貴溪冶煉廠