專利名稱：一種銅電解陽極板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銅電解陽極板的制備方法，特別是涉及一種保護(hù)廢銅料中結(jié)晶石墨、金剛石細(xì)粒、金、銀等有價(jià)成分的銅電解陽極板的制備方法。
背景技術(shù)：
銅的精煉是把粗銅中的雜質(zhì)除去產(chǎn)出精煉銅的煉銅過程，粗銅精煉分為火法精煉和電解精煉?；鸱ň珶掋~是礦產(chǎn)粗銅或紫雜銅在精煉爐中氧化除雜和還原熔煉產(chǎn)出精煉銅，然后鑄成銅電解陽極板供電解精煉用；礦產(chǎn)粗銅常含有S、Fe, Pb, Zn、Ni、As、Sb、Sn、Bi等雜質(zhì)，其總量約占粗銅總量的1% 洲，有些含雜質(zhì)低、不含貴重金屬的粗銅，經(jīng)過火法精煉后，即可直接供應(yīng)市場；而銅原料中富含有價(jià)成分的比如結(jié)晶石墨、金剛石細(xì)粒、金、銀等就不能再采用火法精煉銅的方法精煉銅，否則就會(huì)破壞銅原料中的有價(jià)成分，不利于對(duì)稀有金屬的回收和利用。電解精煉銅法是保護(hù)富含結(jié)晶石墨、金剛石細(xì)粒、金、銀等有價(jià)成分的銅原料精煉銅的重要方法。它是以硫酸性硫酸銅溶液為電解質(zhì)，以精銅板為陽極，純銅片或不銹鋼板作陰極，在電解槽中進(jìn)行電解。電解時(shí)在直流電壓作用下，陽極銅發(fā)生電化學(xué)溶解溶入電解液，電解液中銅離子Cu2+趨向陰極，并在陰極上沉積為金屬銅。電極反應(yīng)是陽極Cu-2e=Cu2+，陰極Cu2++2e=Cu，電解過程中，電解產(chǎn)出含銅99. 95%以上的電銅，電位比銅正的有價(jià)成分結(jié)晶石墨、金剛石細(xì)粒、Au、Ag等不被溶解而沉落富集于陽極泥內(nèi)；與銅電位接近的As、Sb可與銅一起溶入電解液。除了火法精銅之外，廢銅亦為精煉銅的主要原料之一，廢銅中用于回收的銅資源主要有幾大類第一大類稱為新資源，主要是指工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的“廢料”；第二類銅回收資源稱之為舊資源，是各類工業(yè)產(chǎn)品、設(shè)備、備件中的銅制品；還有一類特殊的銅廢料，尤其是一些高科技產(chǎn)業(yè)用后的廢銅料，比如廢棄的地質(zhì)用勘探金剛石鉆頭；為回收其中的金剛石，將金剛石鉆頭經(jīng)在厚壁鐵管內(nèi)高溫高壓爆炸后形成長20cm左右的半圓柱型銅柱，該銅柱銅純度高，含銅大于99%以上，其中雜質(zhì)成分含0. 05% 1%左右，雜質(zhì)主要含結(jié)晶石墨、金剛石細(xì)粒等有價(jià)成分，基本不含其它雜質(zhì)，且原料形狀統(tǒng)一；經(jīng)處理后的廢銅料中銅成分、微量有價(jià)成分都是回收和再利用的寶貴資源。回收和利用這部分銅柱中的銅和有價(jià)成分，不能再采用火法精煉銅的方法，只能采用電解精煉銅的方法精煉銅，否則就會(huì)破壞其中的有價(jià)成分，因?yàn)榻鸬娜埸c(diǎn)僅為1063°C，而火法精煉法溫度最高能達(dá)到1600°C以上，該銅柱中結(jié)晶石墨和結(jié)晶金剛石顆粒在100目以下，若經(jīng)過高溫熔煉就會(huì)破壞其中的有價(jià)成分，無法完成對(duì)該部分有價(jià)成分的回收和再利用，造成了很大的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。由于該銅柱形狀、大小均達(dá)不到電解精煉銅銅電解陽極板的要求，無法用該部分銅廢料作為銅陽極直接參與電解精煉銅；行業(yè)中曾經(jīng)將上述銅柱放入鈦金屬網(wǎng)兜中并作為陽極回收該廢銅料，但鈦金屬的導(dǎo)電性不好，僅為銅的二十五分之一，銅熔化需要滿足150安培左右的高電流，極易燒毀鈦金屬網(wǎng)，無法滿足回收有價(jià)金屬的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種為保護(hù)廢銅塊中含有的結(jié)晶石墨、金剛石細(xì)粒、金、銀等有價(jià)成分而采用的銅電解陽極板的制備方法。本發(fā)明的目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種銅電解陽極板的制備方法，其特征在于生產(chǎn)所述銅電解陽極板的原料為銅塊和鉛塊，所述銅塊的質(zhì)量純度為99% 99. 95%，其雜質(zhì)含量0. 05% 1%、雜質(zhì)中主要成分為結(jié)晶石墨、金剛石細(xì)粒、金、銀等有價(jià)成分，所述鉛塊的質(zhì)量純度為95% 99% ；將所述銅塊放在與銅陽極形狀相同的鑄鐵凹模內(nèi)，再將所述鉛塊熔化成鉛液澆注到該鑄鐵凹模內(nèi)，自然狀態(tài)下靜置冷卻24h凝固脫模，以上百分含量均以質(zhì)量百分比計(jì)。為了進(jìn)一步確保所述銅塊在所述鑄鐵凹模內(nèi)穩(wěn)固，且脫模后不易脫落，所述銅塊均勻擺放在距離凹模四周邊緣20mm 30mm內(nèi)。為了均布所述銅塊，保證電解銅的質(zhì)量，在所述鑄鐵凹模內(nèi)所述銅塊呈矩陣式等距排列。為了保證所述銅電解陽極板的表面質(zhì)量，所述銅塊厚度與所述鑄鐵凹模高度相差不超過5mmO為了充分將所述鉛塊熔化完全，所述鉛塊熔化到350°C 360°C。為了達(dá)到固定所述銅塊在所述鑄鐵凹模的位置，澆注的鉛液高度滿足所述鑄鐵凹模高度的三分之二。在本發(fā)明中，所述銅塊為主料，熔點(diǎn)1083. 4士0.2°C，主要來源以含結(jié)晶石墨、金剛石細(xì)粒、金、銀等有價(jià)成分含量高的高科技產(chǎn)業(yè)用后的廢銅料為主，特別是某種廢物地質(zhì)用勘探鉆頭經(jīng)處理后的銅柱，它純度高，形狀規(guī)整，塊狀一致，厚度接近全銅陽極厚度，含有價(jià)值昂貴的結(jié)晶石墨、金剛石細(xì)粒等有價(jià)成分，是回收和再利用銅及有價(jià)成分極好的銅原料。由于所述鉛塊熔點(diǎn)327°C 士0.5°C，熔點(diǎn)相對(duì)銅的熔點(diǎn)和含結(jié)晶石墨、金剛石細(xì)粒、金、銀等有價(jià)成分的熔點(diǎn)低很多，耐腐蝕性和導(dǎo)電性好，化學(xué)穩(wěn)定性高，將所述鉛塊在鉛鍋中350°C 360°C熔化后，澆注到所述銅塊上，不會(huì)損壞所述銅塊上的有價(jià)成分，鉛液在本發(fā)明中作為粘接劑，起到粘接銅塊的作用，鉛液凝固后起到了骨架的作用。將制成的銅鉛混合銅電解陽極板進(jìn)入正常電解工藝，將銅鉛混合銅電解陽極板作為陽極，永久性不銹鋼或純銅板作為陰極片，相間放入電解槽中，用硫酸銅和硫酸的水溶液作為電解液，在直流電的作用下，陽極上的銅會(huì)失去兩個(gè)電子生成-2價(jià)銅離子，而結(jié)晶石墨、金剛石細(xì)粒、金、銀等有價(jià)成分及某些不溶金屬等成為陽極泥沉淀于電解槽底，通過脫水過濾等方法回收有價(jià)成分。溶液中的-2價(jià)銅離子會(huì)在陰極上優(yōu)先析出，形成陰極銅；而其他電位較負(fù)的賤金屬不能在陰極上析出，留在電解液中，待電解液定期凈化時(shí)除去。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明所述制備方法，其工藝和操作都十分簡便，采用鉛塊熔化鉛液澆注銅塊，根據(jù)鉛的熔點(diǎn)低、耐腐蝕能力強(qiáng)、導(dǎo)電性好、化學(xué)穩(wěn)定性高、易鑄成型的特點(diǎn)，在凹模內(nèi)鑄錠成型；在本發(fā)明中鉛液不僅起到粘接劑的作用，而且鉛液凝固后支撐散在鑄鐵凹槽內(nèi)的銅塊，起到了骨架的作用，銅鉛混合銅電解陽極板經(jīng)電解后，銅轉(zhuǎn)化為純度為99. 95% 99. 97%的陰極銅，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)陰級(jí)銅的要求；結(jié)晶石墨、金剛石細(xì)粒經(jīng)脫水過濾后，在陽極泥中的回
4收率可達(dá)99. 5%以上，金、銀等有價(jià)成分和其它不溶金屬富集到陽極泥中，經(jīng)酸處理或強(qiáng)化洗滌等方法分別回收，回收率可達(dá)99. 5%以上；在銅電解過程中鉛幾乎不溶出，沒有鉛害問題，鉛骨架經(jīng)熔融后可重新鑄錠循環(huán)利用。本發(fā)明方法簡便，投資少，見效快，成本低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。尤其適合于保護(hù)含結(jié)晶石墨、金剛石細(xì)粒、金、銀等有價(jià)成分的廢銅料的回收和利用。
具體實(shí)施例方式以下各實(shí)施例僅用作對(duì)本發(fā)明的解釋說明，其中的百分比無特殊說明，均以質(zhì)量百分比計(jì)，也均可換成質(zhì)量g、Kg或其它質(zhì)量單位。實(shí)施例1 一種銅電解陽極板的制備方法，包括生產(chǎn)所述銅電解陽極板的原料銅塊和鉛塊，所述銅塊是一種用某種地質(zhì)用勘探鉆頭處理后的長20cm、厚IOmm的半圓柱型銅塊，質(zhì)量純度為99% 99. 95%，雜質(zhì)含量0. 05% 1%、雜質(zhì)中主要成分為結(jié)晶石墨、金剛石細(xì)粒等有價(jià)成分，所述鉛塊的質(zhì)量純度為95% 99% ；將所述銅塊放在與銅陽極形狀相同的鑄鐵凹模內(nèi)，距離凹模四周邊緣20mm內(nèi)呈矩陣式等距排列，所述銅塊厚度與所述鑄鐵凹模高度相差2mm，再將所述鉛塊熔化到355°C成鉛液澆注到該鑄鐵凹模內(nèi)，澆注的鉛液高度到所述鑄鐵凹模高度的三分之二即可，自然狀態(tài)下靜置冷卻24h凝固脫模，以上百分含量均以質(zhì)量百分比計(jì)。將制成的銅鉛混合的所述銅電解陽極板進(jìn)入正常電解工藝，將銅鉛混合的銅電解陽極板作為陽極，純銅板作為陰極片，相間的放入電解槽中，用硫酸銅和硫酸的水溶液作為電解液，在直流電的作用下，陽極上的銅失去兩個(gè)電子生成-2價(jià)銅離子，而結(jié)晶石墨、金剛石細(xì)粒等有價(jià)成分成為陽極泥沉淀于電解槽底；溶液中的-2價(jià)銅離子在陰極上析出，形成純度很高的陰極銅；而其它電位較負(fù)的賤金屬留在電解液中。
權(quán)利要求
1.一種銅電解陽極板的制備方法，其特征在于包括生產(chǎn)所述銅電解陽極板的原料銅塊和鉛塊，所述銅塊的質(zhì)量純度為99% 99. 95%，其雜質(zhì)含量0. 05% 1%、雜質(zhì)中主要成分為結(jié)晶石墨、金剛石細(xì)粒、金、銀等有價(jià)成分，所述鉛塊的質(zhì)量純度為95% 99% ；將所述銅塊放在與銅陽極形狀相同的鑄鐵凹模內(nèi)，再將所述鉛塊熔化成鉛液澆注到該鑄鐵凹模內(nèi)， 自然狀態(tài)下靜置冷卻24h凝固脫模，以上百分含量均以質(zhì)量百分比計(jì)。
2.如權(quán)利要求1所述的銅電解陽極板的制備方法，其特征在于所述銅塊在距離凹模四周內(nèi)邊緣20mm 30mm內(nèi)均勻擺放。
3.如權(quán)利要求1所述的銅電解陽極板的制備方法，其特征在于所述鑄鐵凹模內(nèi)所述銅塊呈矩陣式等距排列。
4.如權(quán)利要求1所述的銅電解陽極板的制備方法，其特征在于所述銅塊厚度與所述鑄鐵凹模高度相差不超過5mm。
5.如權(quán)利要求1所述的銅電解陽極板的制備方法，其特征在于所述鉛塊熔化到 350 360O。
6.如權(quán)利要求1所述的銅電解陽極板的制備方法，其特征在于所述澆注后的鉛液高度為所述鑄鐵凹模高度的三分之二。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種銅電解陽極板的制備方法，包括原料銅塊和鉛塊，所述銅塊的質(zhì)量純度為99%～99.95%，其雜質(zhì)含量0.05%～1%、雜質(zhì)中主要成分為結(jié)晶石墨、金剛石細(xì)粒、金、銀等有價(jià)成分，所述鉛塊的質(zhì)量純度為95%～99%；將所述銅塊放在與銅陽極形狀相同的鑄鐵凹模內(nèi)，再將所述鉛塊熔化成鉛液澆注到該鑄鐵凹模內(nèi)，自然狀態(tài)下靜置冷卻24h凝固脫模。將制成的銅電解陽極板進(jìn)入正常電解工藝，有價(jià)成分沉入陽極泥中回收，游離銅形成標(biāo)準(zhǔn)陰極銅。本發(fā)明采用鉛液澆注銅塊鑄成銅電解陽極板的方法，鉛的熔點(diǎn)低，導(dǎo)電性好,耐腐蝕能力強(qiáng)，鉛液不僅起到粘接劑的作用，而且鉛液凝固后支撐散在鑄鐵凹槽內(nèi)的銅塊，起到了骨架的作用；本發(fā)明工藝和操作都十分簡便，成本低，便于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C25C1/12GK102554186SQ20121003590
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者文志平 申請(qǐng)人:重慶重冶銅業(yè)有限公司