專利名稱：旋流電解技術(shù)處理廢雜銅料電積回收銅工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于含銅廢料回收銅技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種高效、可靠、エ藝流程簡單、 操作簡便、成本低廉的旋流電解技術(shù)處理廢雜銅料電積回收銅エ藝。
背景技術(shù)：
廢雜銅可分為新廢雜銅和舊廢雜銅，約各占一半。新廢雜銅是エ業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料，舊廢銅是使用后被廢棄的銅或被廢棄的物品或廢料中的銅。目前國內(nèi)外回收利用廢銅的方法很多，主要分為兩類，第一類是直接利用，占廢銅總量的2/3，即將高質(zhì)量的廢雜銅直接熔煉成精銅或銅合金；第二類是間接利用，占廢雜銅總量的1/3，即通過冶煉除去廢雜銅中的賤金屬雜質(zhì)，并將其鑄成陽極板，電解精煉成電解銅。一般廢雜銅的冶煉エ藝，即間接利用エ藝，分為一段法、ニ段法、三段法。一段法處理銅品位> 90%的紫雜銅、黃雜銅等，直接將其加入精煉爐內(nèi)精煉成陽扱，再電解生產(chǎn)陰極銅。ニ段法處理含銅> 70%的廢雜銅，其在熔煉爐或吹煉爐內(nèi)先熔化，還原或吹煉成粗銅， 再經(jīng)過精煉爐-電解精煉，產(chǎn)出陰極銅。三段法是將含銅低于70%的廢雜銅及含銅廢料經(jīng)鼓風(fēng)爐(或ISA爐、TBRC爐、卡爾多爐等)熔煉-轉(zhuǎn)爐吹煉-陽極精煉-電解，產(chǎn)出陰極銅。目前我國的廢雜銅冶煉企業(yè)的冶煉エ藝技術(shù)存在明顯的缺點①對原料的適應(yīng)性差，現(xiàn)有エ藝智能處理高品位廢雜銅；②由于科研投入不足，現(xiàn)有冶煉廠原料的綜合回收程度低，増加了回收處理的難度和成本，難以獲得好的收益；③能耗高、環(huán)境差是國內(nèi)廢雜銅冶煉廠較普遍的問題；④在エ藝、生產(chǎn)規(guī)模的選擇上突出“新”和“犬”，而忽略了效益這個核心；⑤生產(chǎn)流程長、較少較難處理低品位廢雜銅。因此，在環(huán)保需求越來越嚴(yán)格的今天，節(jié)能減排和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟成為了必然選擇，同時為了處理廢雜銅吋，降低能耗、縮短エ藝流程、 降低運行成本、改善工作環(huán)境、提高綜合效益等問題，需要研究新的廢雜銅的處理和回收銅 エ藝，具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種高效、可靠、エ藝流程簡單、操作簡便、成本低廉的旋流電解技術(shù)處理廢雜銅料電積回收銅エ藝。它通過采用分檢、破碎、浸出、旋流電解全套濕法エ藝，有效處理各種品位的廢雜銅以及縮短エ藝流程，達到節(jié)能減排、高效環(huán)保的目的。所述的旋流電解技術(shù)處理廢雜銅料電積回收銅エ藝，其特征在于包括如下步驟
1)分揀將原料廢雜銅料經(jīng)人工粗步篩檢和分類，去除膠皮、塑料、漆類等有機雜質(zhì)；
2)破碎將步驟1)經(jīng)過分揀的廢雜銅用金屬粉碎機粉碎成5-10mm均勻顆粒物料，以便投料、加快反應(yīng)效率、提高銅的浸出率；
3)曝氣氣浮溶銅將步驟2)得到的廢雜銅顆料物料加入溶銅反應(yīng)器，將空氣通過溶銅反應(yīng)器的微孔膜管和微孔中空板曝氣鼓入溶銅反應(yīng)器，與100-180g/L的硫酸充分乳化，得到廢雜銅浸出液，所述的微孔膜管和微孔中空板孔徑為5-10μπι;4)精密過濾將步驟3)得到的廢雜銅浸出液進行精密過濾處理；
5)旋流電解生產(chǎn)陰極銅精密后的浸出液在循環(huán)泵的作用下，以極快的流速打入電積循環(huán)槽，再進入與電積循環(huán)槽連接的旋流電解裝置內(nèi)進行旋流電解脫銅，生成的陰極銅管由采集器采集得到，旋流電解脫銅后得到的電積貧液返回曝氣氣浮溶銅裝置作為反應(yīng)酸浸出廢雜銅料，所述的電流密度220-800A/m2，電解液流速為12000_18000L/h ；
6)將步驟5)得到的陰極銅管放入燙洗板槽用含稀硫酸的燙洗液進行洗滌、干燥處理， 得到干凈的陰極銅管，將該陰極銅管進入產(chǎn)品加工機組，加工成標(biāo)準(zhǔn)銅板。所述的旋流電解技術(shù)處理廢雜銅料電積回收銅エ藝，其特征在于步驟3)中所述的溶出溫度控制在80°C _85°C，溶銅速度為300-500Kg/m3. d。所述的旋流電解技術(shù)處理廢雜銅料電積回收銅エ藝，其特征在于步驟3)中所述的廢雜銅浸出液中的銅離子濃度20-70g/l，硫酸濃度為60-100g/l的硫酸銅溶液。所述的旋流電解技術(shù)處理廢雜銅料電積回收銅エ藝，其特征在于步驟4)中所述的過濾速度為4. 5-5. 5 m3/ h。所述的旋流電解技術(shù)處理廢雜銅料電積回收銅エ藝，其特征在于步驟4)中所述的濾液的PH值為-1-5，溫度為20-60°C。所述的旋流電解技術(shù)處理廢雜銅料電積回收銅エ藝，其特征在于步驟5)中所述的循環(huán)泵的流量為120-200m3/h，所述的電積貧液中銅離子濃度為5-15g/l，硫酸濃度為 160-180g/lo所述的旋流電解技術(shù)處理各種廢雜銅回收銅エ藝，其特征在于步驟5)所述的電流密度 300-800A/m2，電解液流速為 13000_17000L/h。所述的旋流電解技術(shù)處理各種廢雜銅回收銅エ藝，其特征在于步驟6)所述的燙洗液為PH在2. 5-3. 5的稀硫酸溶液，燙洗時間為20-30分鐘，燙洗板槽的溫度是> 90°C。通過采用上述技木，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下
1)本發(fā)明為了廢雜銅料更好溶出，將原料進行粗檢及金屬粉碎機破碎，進入微泡溶銅裝置進行濕法浸出，達到了高效環(huán)保的目的，不產(chǎn)生任何污染，同時實現(xiàn)浸出效率高、反應(yīng)充分、無污染的特點；
2)本發(fā)明采用旋流電解エ藝處理廢雜銅浸出液則具有較高的電流密度與電流效率；
3)本發(fā)明電積采用旋流電解技木，并且采用PLC循環(huán)泵系統(tǒng)自動控制電流和進液流量，有效提高工作量，在旋流電解中，采用電積金屬智能回收采集設(shè)備采集銅管，該設(shè)備具有操作簡便、安全、可靠等特點，可廣泛應(yīng)用于冶金行業(yè)，具有較強的技術(shù)和成本優(yōu)勢；
4)本發(fā)明通過便攜式或模塊組裝，旋流電解裝置及配套設(shè)備方便安裝拆卸移址；溶液閉路循環(huán)，沒有有害氣體的排放；選擇性的對金屬進行電解沉積，應(yīng)用旋流電解技術(shù)可以更好的提純銅；較高的電流密度及電流效率，試劑消耗少，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)效益；
5)本發(fā)明通過上述技木，可以有效替代傳統(tǒng)的火法處理廢雜銅エ藝，直接用濕法進行精煉，流程簡化，廢雜銅浸出溶液可直接電積，大大降低運營成本，降低技術(shù)風(fēng)險縮短了エ 藝流程、降低了運行成本、提高了經(jīng)濟收益；回收的銅板純度為99. 95%，總回收率為96%以上；
6)本發(fā)明由于旋流電解ェ藝采用密閉循環(huán)作業(yè)，可以有效的將析出的氣體經(jīng)過負壓吸收至吸收凈化塔處理，減少了有害氣體的排放，有效改善了工作環(huán)境、環(huán)境污染小、ェ藝流程短、處理成本低，在廢雜銅的處理方面具有推廣運用價值，項目投資小、建設(shè)周期短、風(fēng)險小，社會和經(jīng)濟效益顯著。
具體實施例方式
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進ー步的描述
本發(fā)明的旋流電解技術(shù)處理廢雜銅料電積回收銅エ藝，包括如下步驟
1)分揀將原料廢雜銅料經(jīng)人工粗步篩檢和分類，去除膠皮、塑料、漆類等有機雜質(zhì)；
2)破碎將步驟1)經(jīng)過分揀的廢雜銅用金屬粉碎機粉碎成5-10mm均勻顆粒物料，以便投料、加快反應(yīng)效率、提高銅的浸出率；所述的金屬粉碎機日處理塊、條、線等各類不規(guī)則含銅廢料4. 2噸，含銅物料的粉碎具有一定的難度，難度系數(shù)取1. 8，設(shè)計選用1臺600型金屬粉碎機組功率18. 5 — 22KW，主機尺寸2. 65X 1. 5X 1. 85m,處理能力:200 — 400kg/h ；
3)曝氣氣浮溶銅將步驟2)得到的廢雜銅顆料物料加入溶銅反應(yīng)器，將空氣通過溶銅反應(yīng)器的微孔膜管和微孔中空板曝氣鼓入溶銅反應(yīng)器，溶出溫度控制在80°C _85°C，具體可以為80で、82で或85で，溶銅速度為300-500Kg/m3. d，具體為300Kg/m3. d、350Kg/m3. d、 400Kg/m3. d、450Kg/m3· d、500Kg/m3· d，與 100_180g/L 的硫酸充分乳化，硫酸濃度為 100 g/ L、120 g/L、150 g/L或180g/L，得到廢雜銅浸出液，其中銅離子濃度60-65g/l，硫酸濃度為 60-80 g/Ι的硫酸銅溶液，所述的微孔膜管和微孔中空板孔徑為5 μ m、7 μ m或10 μ m ；所述溶銅反應(yīng)器的日處理含銅物料4. 2噸，每天作業(yè)15個小時，單位溶銅量為J80Kg/h，考慮到部分含銅廢料溶出效果不佳，難度系數(shù)取1. 4，微泡溶銅裝置単位溶銅效率取12 Kg/ m3. h,則需設(shè)備溶銅有效體積為280+12X 1.4=32. 7 m3，則需2. 8 X 2. 4X 5. 8m的微泡中和溶銅裝置2套(單套有效容積23 m3);設(shè)計選用微泡溶銅后液玻璃鋼儲槽Φ 4000X 3000 1
I=I ；
4)精密過濾將步驟3)得到的廢雜銅浸出液進行精密過濾處理，過濾速度為4.5-5. 5 m3/ h，具體為4. 5 m3/ h、5 m3/ h或5. 5 m3/ h過濾后得到的濾液的PH值為-1、1、2、3、 4或5，溫度為20°C、40°C或60°C ；精密過濾日處理溶銅后含銅溶液為32m3，由于溶出液部分含有有機質(zhì)或膠狀物，過濾有時存在過濾慢或過濾不動等現(xiàn)象，為此，選用該設(shè)備需增加風(fēng)險值1.8，設(shè)計選用5 m3/ h的精濾設(shè)備1套；選用精濾后液儲槽(電解新液槽) Φ 3000 X 3000mm玻璃鋼儲槽1臺；
5)旋流電解生產(chǎn)陰極銅精密后的浸出液在循環(huán)泵的作用下，以極快的流速打入電積循環(huán)槽，再進入與電積循環(huán)槽連接的旋流電解裝置內(nèi)進行旋流電解脫銅，生成的陰極銅管由采集器采集得到，旋流電解脫銅后得到的電積貧液返回曝氣氣浮溶銅裝置作為反應(yīng)酸浸出廢雜銅料，實施例中也可將其中的小部分電積貧液經(jīng)過處理后，進行無害化開路，所述的電流密度220-800A/m2，優(yōu)選電流密度為300_800A/m2，電解液流速為12000_18000L/h，優(yōu)選電解液流速為13000-17000L/h ；所述的循環(huán)泵的流量為120_200m3/h，所述的電積貧液中銅離子濃度為5-15g/l，硫酸濃度為160-180g/l ；
6)將步驟5)得到的陰極銅管放入燙洗板槽用含稀硫酸的燙洗液進行洗滌、干燥處理， 得到干凈的陰極銅管，將該陰極銅管進入產(chǎn)品加工機組，加工成標(biāo)準(zhǔn)銅板，所述的燙洗液為 PH在2. 5、3. 0或3. 5的稀硫酸溶液，燙洗時間為20分鐘、25分鐘或30分鐘，燙洗板槽的溫度是85で、120で、150で或180°C。
實施例1
(1)將原料廢雜銅料經(jīng)人工粗步篩檢和分類，去除膠皮、塑料、漆類等有機雜質(zhì)，大塊 (大于250mm)、不規(guī)則銅塊料要進行切割，通過皮帶輸送至金屬粉碎機粉碎成5 10mm均勻顆粒物料，由料斗送至微泡溶銅裝置的加料ロ待用，然后將原料廢雜銅料加入到裝有硫酸微泡溶銅裝置中，溶出溫度控制在82°C，溶出得到銅離子濃度65g/l，硫酸濃度為70g/l的硫酸銅溶液，備用，溶銅速度最高可達500Kg/m3. d (主要是粉狀物料)，塊狀物料也可達到 300Kg/m3. d ；
(2)將步驟1)得到的硫酸銅溶液經(jīng)過精密過濾設(shè)備過濾，過濾速度為5m3/ h，除去懸浮物、有機質(zhì)及顆粒狀雜質(zhì)，濾渣返回步驟1)中與原料混合，濾液進行下一歩操作；
(3)將步驟2)中得到的濾液轉(zhuǎn)入儲液槽中，濾液的PH值為2，溫度為40°C，通過循環(huán)泵將濾液打入電積循環(huán)槽中，循環(huán)泵的流量為160m3/h，所述的電積循環(huán)槽與旋流電解裝置連接，在旋流電解裝置中進行旋流電解脫銅，析出銅管，銅管長至25kg吋，通過電積金屬智能回收采集設(shè)備采集進入低濃度硫酸洗水燙洗槽中洗滌，取出晾干，回收的銅板純度為 99. 95%，總回收率為96%以上，脫銅后的電解液備用(該電解液銅離子濃度為12g/l，硫酸濃度為 170g/l)；
(4)步驟3)中得到的銅管進入產(chǎn)品加工機組，加工成標(biāo)準(zhǔn)電積陰極銅板，脫銅后的電解液返回至步驟(1)中的溶銅浸出槽裝置；
(5)步驟3)將硫酸銅溶液中的銅離子濃度由60g/l降低到12g/l，電流密度500A/m2， 電解液的流速為15000 1/hr。
權(quán)利要求
1.旋流電解技術(shù)處理廢雜銅料電積回收銅エ藝，其特征在于包括如下步驟1)分揀將原料廢雜銅料經(jīng)人工粗步篩檢和分類，去除膠皮、塑料、漆類等有機雜質(zhì)；2)破碎將步驟1)經(jīng)過分揀的廢雜銅用金屬粉碎機粉碎成5-10mm均勻顆粒物料，以便投料、加快反應(yīng)效率、提高銅的浸出率；3)曝氣氣浮溶銅將步驟2)得到的廢雜銅顆料物料加入溶銅反應(yīng)器，將空氣通過溶銅反應(yīng)器的微孔膜管和微孔中空板曝氣鼓入溶銅反應(yīng)器，與100-180g/L的硫酸充分乳化，得到廢雜銅浸出液，所述的微孔膜管和微孔中空板孔徑為5-10μπι ；4)精密過濾將步驟3)得到的廢雜銅浸出液進行精密過濾處理；5)旋流電解生產(chǎn)陰極銅精密后的浸出液在循環(huán)泵的作用下，以極快的流速打入電積循環(huán)槽，再進入與電積循環(huán)槽連接的旋流電解裝置內(nèi)進行旋流電解脫銅，生成的陰極銅管由采集器采集得到，旋流電解脫銅后得到的電積貧液返回曝氣氣浮溶銅裝置作為反應(yīng)酸浸出廢雜銅料，所述的電流密度220-800A/m2，電解液流速為12000_18000L/h ；6)將步驟5)得到的陰極銅管放入燙洗板槽用含稀硫酸的燙洗液進行洗滌、干燥處理， 得到干凈的陰極銅管，將該陰極銅管進入產(chǎn)品加工機組，加工成標(biāo)準(zhǔn)銅板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流電解技術(shù)處理廢雜銅料電積回收銅エ藝，其特征在于步驟3)中所述的溶出溫度控制在80°C _85°C，溶銅速度為300-500Kg/m3. d。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流電解技術(shù)處理廢雜銅料電積回收銅エ藝，其特征在于步驟3)中所述的廢雜銅浸出液中的銅離子濃度20-70g/l，硫酸濃度為60-100g/l的硫酸銅溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流電解技術(shù)處理廢雜銅料電積回收銅エ藝，其特征在于步驟4)中所述的過濾速度為4. 5-5. 5 m3/ h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流電解技術(shù)處理廢雜銅料電積回收銅エ藝，其特征在于步驟4)中所述的濾液的PH值為-1-5，溫度為20-60°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流電解技術(shù)處理廢雜銅料電積回收銅エ藝，其特征在于步驟5)中所述的循環(huán)泵的流量為120-200m3/h，所述的電積貧液中銅離子濃度為5_15g/l，硫酸濃度為160-180g/l。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流電解技術(shù)處理各種廢雜銅回收銅エ藝，其特征在于步驟5)所述的電流密度300-800A/m2，電解液流速為13000_17000L/h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流電解技術(shù)處理各種廢雜銅回收銅エ藝，其特征在于步驟6)所述的燙洗液為pH在2.5-3. 5的稀硫酸溶液，燙洗時間為20-30分鐘，燙洗板槽的溫度是彡90°C。
全文摘要
旋流電解技術(shù)處理廢雜銅料電積回收銅工藝，屬于含銅廢料回收銅技術(shù)領(lǐng)域。它以收購的各種含銅廢料為原料，經(jīng)粗檢及破碎，進入溶銅浸出槽裝置連續(xù)銅溶出，溶出得到的硫酸銅溶液，再由精密過濾設(shè)備過濾，得到的濾液經(jīng)過旋流電解脫銅，所得到的銅管經(jīng)過微酸燙洗，然后進入產(chǎn)品加工機組成標(biāo)準(zhǔn)銅板。本發(fā)明通過便攜式或模塊組裝，旋流電解槽及配套設(shè)備方便安裝拆卸移址；溶液閉路循環(huán)，沒有有害氣體的排放；選擇性的對金屬進行電解沉積，應(yīng)用旋流電解技術(shù)可以更好的提純銅；較高的電流密度及電流效率，試劑消耗少，降低了生產(chǎn)成本，提高企業(yè)效益；對溶液進行高效、高純度的電解提取，回收的銅為標(biāo)準(zhǔn)陰極銅,總回收率為96%以上。
文檔編號C25C1/12GK102534656SQ201210029659
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
發(fā)明者侯新常, 彭強林, 沈李奇, 甘海平, 鄧濤, 陳東達 申請人:嘉興科菲冶金科技股份有限公司