一种铜电解液净化回收有价金属的方法技术

本发明专利技术公布了一种铜电解液净化回收有价金属的方法。它包括如下步骤：(1)铜电解液蒸发结晶过滤回收硫酸铜；(2)硫化砷渣加入至铜电解滤液中，反应完成后过滤回收硫化铜和硫化锑；(3)将铜电解滤液蒸发结晶过滤分离氧化砷和氧化铋；(4)选择性浸出并回收(3)中铋；(5)铜电解滤液高效硫化深度除砷；(6)铜电解滤液扩散渗析分离回收硫酸；(7)扩散渗析原液采用中和沉淀法回收镍。本发明专利技术全过程采用湿法，高效环保节能，具有较好的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金工程和环境工程交叉领域，具体涉及一种铜电解净化回收有价金属的方法。
技术介绍
目前，冶炼企业均采用火法熔炼‐电解精炼的工艺制取铜产品。由于铜精矿中普遍伴生了其它元素，导致电解液中成分复杂，含有大量的不利于电解的杂质离子如砷、锑、铋等。这些杂质离子不但会在阴极上沉积，而且会形成漂流阳极泥，严重影响电极板的使用寿命和阴极铜的质量。因此，电解液的在电解之前均需净化。传统的铜电解液净化方法是电积脱铜脱砷法，其被绝大部分冶炼企业所采用。近年来，世界科研工作者在此基础上作了一些改进，如连续脱铜脱砷电积法、周期反向电流电积法和极限电流密度电积法等。虽具有较好的脱铜脱砷效果，但有如下不足：1)采用不溶阳极电解，电流效率低，能耗高；2)当电解液中铜离子浓度减低至一定值时，阴极会析出剧毒砷化氢气体；3)电积的过程中产生了大量的黑铜泥，砷锑铋富集在其中，黑铜泥返回火法熔炼回收铜的工序导致了砷锑铋在冶炼系统内恶性闭路循环富集，无法形成有效开路。因此，如何对电解液进行净化，使砷锑铋从系统内形成有效开路，以降低对精炼的影响是企业迫切需要解决的问题。另外，电解液中含有高浓度的镍和硫酸，在净化过程中，需要考虑对其的回收，以进一步降低企业的生产成本。
技术实现思路
本专利技术针对目前铜电解液净化方法中能耗高、成本大、有价金属难回收等缺陷，目的在于提供一种节能、环保、高效回收有价金属的净化方法。经本专利技术处<br>理后，电解液中的铜、锑、铋、镍、砷和硫酸均可以实现高效回收，大大降低了企业的生产成本，提高了效率。一种铜电解液净化回收有价金属的方法，包括以下步骤：1)将铜电解液蒸发浓缩过滤回收硫酸铜并得到铜电解滤液；2)将硫化砷或者硫化砷渣加入到铜电解滤液中，加热反应后过滤得到硫化铜、硫化锑沉淀和除铜除锑滤液；3)将除铜除锑滤液蒸发浓缩，将浓缩液冷却结晶后过滤得氧化砷和氧化铋的混合沉淀物和浓缩滤液；4)将氧化砷和氧化铋的混合沉淀物用硫酸和氯化钠选择性浸出铋，浸出完成后过滤得氧化砷和富铋浸出液；5)将富铋浸出液用碱调节pH值，静置后过滤得氯氧铋和尾液；6)将步骤3)得到的浓缩滤液加入硫化剂进行深度硫化，反应完成后过滤得富砷渣和脱砷滤液；7)将脱砷滤液用扩散渗析回收硫酸；8)扩散渗析原液采用中和沉淀法回收镍。步骤1)中所述的铜电解液来源于铜冶炼行业火法熔炼‐电解精炼工艺中产生的电解液。步骤1)中铜电解液中铜的浓度为1～55g/L。步骤2)中的硫化砷渣来源于冶炼企业用硫化法沉淀所得的砷渣，包括：污酸砷渣，电解废液砷渣中的一种或几种。步骤2)中将硫化砷渣按As/Cu摩尔比为1～5:1的比例加入到铜电解滤液中，在50～80℃下反应0.5～3h后过滤得到硫化铜、硫化锑沉淀和除铜除锑滤液。步骤3)中将除铜除锑滤液蒸发浓缩至H2SO4浓度为700‐900g/L，将浓缩液置于温度为15～40℃下冷却结晶1‐3h后过滤得氧化砷和氧化铋的混合沉淀物和浓缩滤液。步骤4)中将氧化砷和氧化铋的混合沉淀物用硫酸和氯化钠选择性浸出铋，浸出条件为硫酸浓度1‐5mol/L，氯离子浓度为2‐3mol/L，固液质量比为1‐5，浸出时间至少2h，浸出温度为25‐60℃，浸出完成后过滤得氧化砷和富铋浸出液。步骤5)中将富铋浸出液用碱调节pH至2‐4，静置1‐4h后过滤得氯氧铋和尾液。步骤5)中的尾液循环利用于氯化浸出。步骤6)将步骤3)得到的浓缩滤液进行深度硫化，按照S/As摩尔比为1‐5的比例加入硫化剂，温度为15～40℃下，反应0.5‐3h进行深度脱砷，反应完成后过滤得富砷渣和脱砷滤液。步骤6)得到的富砷渣作为硫化砷渣加入到铜电解滤液用来进行硫化铜、硫化锑沉淀。步骤7)扩散渗析回收的硫酸加入到铜电解液中用于回收硫酸铜。或者用于氧化砷和氧化铋混合沉淀物铋的选择性浸出。本专利技术的优势：1.工艺简单，能耗低，消耗的是大量的硫化砷渣，大大降低了企业的生产成本。2.电解液中有价金属和硫酸均得到了高效回收，整个技术过程无二次污染，废液和废渣均可以在系统内循环利用，实现了清洁生产的目的。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施方式以下实施例是对本专利技术的进一步说明，而不是限制本专利技术。实施例1取某铜冶炼厂的电解液500ml，硫酸浓度为289g/L，其他主要元素及含量如下：表1铜电解液主要元素及浓度(g/L)将上述电解液蒸发浓缩至250ml后冷却结晶过滤，得到29g五水硫酸铜，滤液中铜浓度约为60g/L，其他主要元素浓度提高一倍，将硫化砷渣按n(As)：n(Cu)为1.2的比例加入至滤液中，80℃下反应3h后过滤得到硫化铜和硫化锑的沉淀及除铜除锑滤液，除铜除锑滤液中铜的浓度为41.2mg/L，锑的浓度为97.8mg/L,铜的总回收率和锑的回收率分别为99.9％和87.5％。将上述除铜除锑滤液蒸发浓缩至硫酸浓度为800g/L后冷却静置2h,过滤得氧化砷和氧化铋的混合沉淀物及浓缩滤液，将所得混合沉淀物氯盐浸出，浸出条件为196g/L的硫酸，氯离子浓度为2mol/L,液固比为5，浸出温度为50℃，浸出2h，浸出完成后过滤得高品位氧化砷和富铋浸出液，浸出液中铋的浓度为3.2g/L,浸出液加入氢氧化钠调pH至3，静置2h,过滤得到氯氧铋，铋的回收率为90.5％。将前述的浓缩滤液加入硫化剂进行深度硫化，按照S/As摩尔比为1.5的比例加入硫化剂，温度为20℃下，反应2h进行深度脱砷，反应完成后过滤得富砷渣和脱砷滤液。将脱砷滤液进入扩散渗析，酸的回收率为90％，回收后硫酸浓度可达720g/L，镍的迁移率小于10％，回收后硫酸回用于电解系统。扩散渗析原液加入碳酸钠进行中和，镍的直收率为99％。实施例2取某铜冶炼厂的电解液500ml，硫酸浓度为267g/L，其他主要元素及含量如下：表1铜电解液主要元素及浓度(g/L)将上述电解液蒸发浓缩至250ml后冷却结晶过滤，得到30g五水硫酸铜，滤液中铜浓度约为64g/L，其他主要元素浓度提高一倍，将硫化砷渣按n(As)：n(Cu)为1.3的比例加入至滤液中，80℃下反应3h后过滤得到硫化铜和硫化锑的沉淀及除铜除锑滤液，除铜除锑滤液中铜的浓度为44.5mg/L，锑的浓度为90.8mg/L,铜的总回收率和锑的回收率分别为99.9％和89.7％。将上述除铜除锑滤液蒸发浓缩至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜电解液净化回收有价金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将铜电解液蒸发浓缩过滤回收硫酸铜并得到铜电解滤液；2)将硫化砷或者硫化砷渣加入到铜电解滤液中，加热反应后过滤得到硫化铜、硫化锑沉淀和除铜除锑滤液；3)将除铜除锑滤液蒸发浓缩，将浓缩液冷却结晶后过滤得氧化砷和氧化铋的混合沉淀物和浓缩滤液；4)将氧化砷和氧化铋的混合沉淀物用硫酸和氯化钠选择性浸出铋，浸出完成后过滤得氧化砷和富铋浸出液；5)将富铋浸出液用碱调节pH值，静置后过滤得氯氧铋和尾液；6)将步骤3)得到的浓缩滤液加入硫化剂进行深度硫化，反应完成后过滤得富砷渣和脱砷滤液；7)将脱砷滤液用扩散渗析回收硫酸；8)扩散渗析原液采用中和沉淀法回收镍。

【技术特征摘要】
1.一种铜电解液净化回收有价金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将铜电解液蒸发浓缩过滤回收硫酸铜并得到铜电解滤液；
2)将硫化砷或者硫化砷渣加入到铜电解滤液中，加热反应后过滤得到硫化铜、
硫化锑沉淀和除铜除锑滤液；
3)将除铜除锑滤液蒸发浓缩，将浓缩液冷却结晶后过滤得氧化砷和氧化铋的混
合沉淀物和浓缩滤液；
4)将氧化砷和氧化铋的混合沉淀物用硫酸和氯化钠选择性浸出铋，浸出完成后
过滤得氧化砷和富铋浸出液；
5)将富铋浸出液用碱调节pH值，静置后过滤得氯氧铋和尾液；
6)将步骤3)得到的浓缩滤液加入硫化剂进行深度硫化，反应完成后过滤得富
砷渣和脱砷滤液；
7)将脱砷滤液用扩散渗析回收硫酸；
8)扩散渗析原液采用中和沉淀法回收镍。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述的铜电解液来源于
铜冶炼行业火法熔炼‐电解精炼工艺中产生的电解液。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤1)中铜电解液中铜的浓
度为1～55g/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中的硫化砷渣来源于冶炼
企业用硫化法沉淀所得的砷渣，包括：污酸砷渣，电解废液砷渣中的一种或几种。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，步骤2)中将硫化砷渣按As/Cu
摩尔比为1～5:1的比例加入到铜电解滤液中，在50～80℃下反应0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴立元，蒋国民，胡明，王庆伟，李青竹，杨志辉，高伟荣，
申请(专利权)人：中南大学，长沙赛恩斯环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43