專利名稱：：化學(xué)還原凈化銅電解液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及銅電解液凈化的方法，它是將在銅電解液中加入適宜的還原劑，主要使銅電解液中的As(V)被還原后與電解液中雜質(zhì)元素Sb、Bi產(chǎn)生共沉淀使銅電解液得到凈化。
背景技術(shù)：
：銅的電解精煉，陽(yáng)極效率高于陰極效率，電解過(guò)程中Cu"濃度不斷升高，雜質(zhì)濃度也隨之升高。為了保證陰極銅質(zhì)量，維持正常生產(chǎn)，必須對(duì)銅電解液進(jìn)行凈化。銅電解液凈化目的(1)脫銅，一般以0^04*51120或標(biāo)準(zhǔn)陰極銅脫去；(2)除As、Sb、Bi，采用方法較多，廣泛采用電積法；(3)回收Ni，通常采用濃縮蒸發(fā)脫Cu除As后液，回收硫酸鎳，同時(shí)Fe也以硫酸鹽結(jié)晶被除去。銅電解液凈化工業(yè)廣泛采用電積法，電積法又分間斷脫銅法、周期反向電流電解法、極限電流密度法、誘導(dǎo)脫銅脫砷法。除電積法外，還有離子交換法、萃取法、化學(xué)沉淀法。銅電解液凈化工業(yè)廣泛采用電積法，電積法又分間斷脫銅法、(2)周期反向電流電解法、極限電流密度法、誘導(dǎo)脫銅脫砷法。電積法凈化銅電解液技術(shù)成熟，脫Cu除As、Sb、Bi效果好，但明顯缺點(diǎn)有①采用不溶性陽(yáng)極，槽電壓高，能耗大；②有劇毒砷化氫析出；③含砷、銻、鉍的黑銅需返回熔煉，造成砷、銻、鉍雜質(zhì)循環(huán)與累積。離子交換法優(yōu)點(diǎn)是處理后銅電解液成分不改變，樹(shù)脂可循環(huán)使用，工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。其缺點(diǎn)是樹(shù)脂交換容量有限，解析產(chǎn)生的Cl—污染電解液等問(wèn)題。萃取法缺點(diǎn)有對(duì)As萃取強(qiáng)，對(duì)銻、鉍萃取弱，萃取劑損失大，成本高等。沉淀法沉淀效果不理想，沉淀劑用量大，操作復(fù)雜。亞砷酸銅凈化銅電解液專利技術(shù)仍存在(1)亞砷酸銅制備一般以劇毒化學(xué)品砒霜為原料，需要嚴(yán)格管理；(2)隨著電解的進(jìn)行，電解液中As隨之積累，仍需要進(jìn)行脫砷處理。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是在銅電解液中加入水合肼或二氧化硫還原劑及含cr、Br—、r離子的化合物等添加劑，還原劑的加入量使5價(jià)砷充分還原為3價(jià)砷，添加劑的濃度為Omol/L-10mo1/L。在0t:-12(TC還原反應(yīng)后，經(jīng)過(guò)過(guò)濾，或蒸發(fā)結(jié)晶硫酸銅后過(guò)濾得到凈化后電解液。凈化后電解液直接加入電解槽返回電解系統(tǒng)，或凈化后電解液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶硫酸銅和電積脫銅后加入電解槽返回電解系統(tǒng)，或凈化后電解液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶脫除硫酸鎳后加入電解槽返回電解系統(tǒng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)明顯克服了電積法的缺點(diǎn)如①采用不溶性陽(yáng)極，槽電壓高，能耗大；②有劇毒砷化氫析出；③含砷、銻、鉍的黑銅需返回熔煉，造成砷、銻、鉍雜質(zhì)循環(huán)與累積。銅電解液凈化工業(yè)廣泛采用電積法，電積法又分間斷脫銅法、(2)周期反向電流電解法、極限電流密度法、誘導(dǎo)脫銅脫砷法。與亞砷酸銅凈化銅電解液專利技術(shù)相比，既在電解液中補(bǔ)充了As(111)，而無(wú)需制備亞砷酸銅加入電解液中。采用化學(xué)還原凈化銅電解液，工藝簡(jiǎn)單、成本低、除雜效果好，而且環(huán)境好。具體實(shí)施方式實(shí)施例1在lOOOmL脫銅電解液中，脫銅電解液成分如表1所示，在攪拌下加入50mL水合肼，反應(yīng)溫度為42°C時(shí)，反應(yīng)60min后過(guò)濾，銅、砷、銻、鉍脫除率分別為97.04%、5.28%、37.92%、94.40%，過(guò)濾后電解液返回電解槽。表1脫銅電解液成分g/L—1<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>實(shí)施例2在lOOOmL脫銅電解液中，脫銅電解液成分如表1所示，在攪拌下加入50mL水合肼和50mL濃鹽酸(AR)，反應(yīng)溫度為42°C時(shí)，反應(yīng)60min后過(guò)濾，銅、砷、銻、鉍脫除率分別為98.77%、19.04%、21.76%、47%，過(guò)濾后電解液返回電解槽。實(shí)施例3在2000mL銅電解液中，銅電解液成分表2所示，通入二氧化硫，其流量為600mL/min，在反應(yīng)溫度為65t:下還原為4h后，加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶過(guò)濾后銅電解液成分如表3所示，過(guò)濾后電解液返回電解槽。表2銅電解液成分/gL—1CuH2S04AsSbBiNiFe凈化后44..9618510.960.850.358.230.91表3二氧化硫還原蒸發(fā)結(jié)晶凈化后銅電解液成分/gL—:CuH2SQ4AsSbBiNiFe凈化后21.53823.160.580.0517.231.21實(shí)施例4在2000mL銅電解液中，銅電解液成分表4所示，通入二氧化硫，其流量為600mL/min，在反應(yīng)溫度為65t:下還原為4h后，還原后銅電解液成分表5所示。將還原后銅電解液加熱蒸發(fā)，當(dāng)銅電解還原液體積從2000mL濃縮至800mL時(shí)，經(jīng)過(guò)冷卻結(jié)晶、過(guò)濾后，銅脫除率達(dá)到80%，總砷脫除率達(dá)到73%，銻脫除率達(dá)到22%，鉍脫除率達(dá)到89%。冷卻結(jié)晶后濾液返回電解槽。4表4脫銅電解液成分/gL—<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表5銅電解還原液成分/gL一<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求化學(xué)還原凈化銅電解液的方法，其特征在于在銅電解液中加入還原劑水合肼或二氧化硫及添加劑，還原劑的加入量使5價(jià)砷充分還原為3價(jià)砷，在0℃-120℃還原反應(yīng)后，經(jīng)過(guò)過(guò)濾，或蒸發(fā)結(jié)晶硫酸銅后過(guò)濾得到凈化后電解液，凈化后電解液加入電解槽返回電解系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)還原凈化銅電解液的方法，其特征在于所述銅電解液為銅電解原液和經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶脫銅后電解液以及電積脫銅后電解液。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)還原凈化銅電解液的方法，其特征在于所述添加劑為含Cl—、Br—、I—離子的化合物，還原反應(yīng)前在銅電解液中加入添加劑，添加劑的濃度為0mo1/L-10mol/L。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)還原凈化銅電解液的方法，其特征在于凈化后電解液直接加入電解槽返回電解系統(tǒng)，或凈化后電解液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶硫酸銅和電積脫銅后加入電解槽返回電解系統(tǒng)，或凈化后電解液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶脫除硫酸鎳后加入電解槽返回電解系統(tǒng)。全文摘要化學(xué)還原凈化銅電解液的方法，本發(fā)明是在銅電解液中加入水合肼、二氧化硫等還原劑及含Cl-、Br-、I-離子的化合物作為添加劑，經(jīng)過(guò)還原反應(yīng)后過(guò)濾，或蒸發(fā)結(jié)晶硫酸銅后過(guò)濾得到凈化后電解液。凈化后電解液加入電解槽返回電解系統(tǒng)。本發(fā)明采用化學(xué)還原凈化銅電解液，消除了電積法產(chǎn)生的黑銅粉和砷化氫，大大減低了銅電解液凈化的能耗。文檔編號(hào)C25C1/12GK101717960SQ200910227119公開(kāi)日2010年6月2日申請(qǐng)日期2009年12月7日優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日發(fā)明者鄭雅杰申請(qǐng)人:鄭雅杰