一种提高电解液净化效率的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高电解液净化效率的方法，属于铜电解精炼技术领域。该方法包括五个工序：a、脱铜工序，b、硫酸铜工序，c、一次脱砷工序，d、硫酸镍工序，e、二次脱砷工序。该方法用来实现提高电解液杂质脱除效率，提高砷渣中砷含量，降低净化除杂能耗和除杂成本，并且能实现电解液低镍浓度时产出硫酸镍产品。本方法在电解废液净化过程中，只产出A级铜，不产生黑铜板，同时经过蒸发浓缩的硫酸铜和硫酸镍后液，能显著提高脱砷补充液的砷浓度，能有效提高脱砷效率，提高砷渣中砷含量，降低脱砷能耗和成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种提高电解液净化效率的方法


[0001]本专利技术涉及一种提高电解液净化效率的方法，属于电解精炼


技术介绍

[0002]电解生产过程中，阳极板中的杂质一部分进入电解液中，一部分进入阳极泥中，随着电解生产进行，电解液的成分不断发生变化，铜离子不断富集，酸浓度不断下降，杂质元素不断积累，为了保证电解生产正常进行，保证阴极铜产品质量，就必须对电解液进行净化，使电解液成分达到工艺要求。
[0003]比铜负电性的元素，如锌、铁、镍等，从阳极板溶解形成金属阳离子进入电解液，使电解液密度增加，增加电解液电阻使电耗升高，同时也影响阳极泥的沉降。其中镍作为一种有价金属元素，一般都用蒸发浓缩、冷冻结晶、固液分离的方式从电解液中提炼出粗制硫酸镍（NiSO4·
7H2O），但用此方法生产粗制硫酸镍的前提是电解液中镍浓度达到15g/L左右，否则生产效率低，产品质量也难达到要求。
[0004]与铜电负性相近的砷、锑、铋元素，进入电解液不仅增加电解液密度，而且容易形成漂浮阳极泥使阴极板长粒子，如果在阴极铜中含量过高，还会影响阴极铜的一些物理性能，所以砷、锑、铋是最有害的元素。尤其是砷，因为在阳极板中含量较高，所以在电解液中也快速积累，能达到较高的浓度，一般当电解液中的砷浓度达到10g/L以上时，就要开启净化系统不间断地脱除砷，以保证电解生产系统稳定性。而目前较常用的脱砷方法有如下两种：1、传统阶梯式电积脱砷法2018年3月23日公开的中国专利申请公告号为CN104694978B的专利“一种废电解处理方法及处理装置”，公开了一种铜电解领域常用的电积脱砷方法，该方法为废电解液依次流经三个梯级或多个梯级电解槽，电解液铜离子浓度不断降低。在第一梯级槽内产出A级铜，第二梯级电解液槽内产出黑铜板，第三梯级电解液内铜浓度降低7g/L以下，产出黑铜粉。在第二梯级产出的黑铜板，需要返熔炼炉再冶炼，增加了脱杂成本以及铜冶炼综合成本，其次为了使第二梯级不产出黑铜泥，第三梯级不析出铜，必须严格控制各梯级电积槽内铜浓度，操作起来比较繁琐，该方法设备多，人工用量大，脱砷效率一般。
[0005]2、并联循环电积脱砷2005年1月5日公开的中国专利申请公告号为CN1560289的专利“并联循环连续电积脱砷法”，公开了一种铜电解领域常用的电积脱砷方法，该方法脱砷槽内液体都是并联状态，都来自脱砷循环槽，为了保证砷析出，脱砷循环槽内铜浓度必须控制在7g/L以下，而脱砷循环槽补液采用脱铜后液，脱铜后液铜离子浓度达30g/L左右，因此需要大量脱砷后液返回脱砷循环槽进行回配液，此方法操作简单，工艺控制较容易，并且不产出黑铜板这样的中间物料。但因为用大量的后液进行回配循环液，导致循环液中砷浓度较低，脱砷效果较差，砷渣中砷元素含量较低，该方法流程简单，操作容易，但脱砷效率相比阶梯式电积脱砷法还要差一些。
[0006]阶梯式电积脱砷使用较多电解槽，产出黑铜板需要返炉再冶炼，增加了冶炼成本，不够经济；并联循环电积脱砷法操作方便，工艺参数较容易控制，由于用大量脱砷后液回配循环液，导致循环液中砷浓度降低，脱砷效果差、效率低。
[0007]电解液的净化除杂主要是电解液脱砷和脱镍，为了解决上述脱杂方法的缺陷，进一步提高电解液净化效率，本专利技术提供了一种电解液净化方法，该方法只产出A级铜，不产生黑铜板，同时经过蒸发浓缩的硫酸铜和硫酸镍后液，能显著提高脱砷补充液的砷浓度，能有效提高脱砷效率，大幅降低脱砷成本。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供了一种提高电解液净化效率的方法，本专利技术采用一种两浓缩三电积的方法对电解液进行净化，该方法只产出A级铜和其他有价产品，不产出黑铜板，能有效提高并联循环电积脱砷效果，流程配置合理，操作简单，设备投入费用低，能提高砷渣中砷含量，显著降低脱砷能耗和成本，并且能实现电解液低镍浓度时产出硫酸镍产品。
[0009]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种提高电解液净化效率的方法，抽取电解液系统废电解液，利用电积法脱除一部分铜离子，使电解液中铜浓度降低，并产出A级铜；将上述电积脱铜后液送入硫酸铜工序，通过真空蒸发、水冷结晶、离心分离产出硫酸铜产品，硫酸铜过滤后液送至一次脱砷工序作为循环液补充液，经过硫酸铜工序蒸发浓缩，过滤后液中砷浓度大幅上升；采用并联循环连续电积脱砷法进行一次脱砷，用不溶铅阳极做阳极，用电解残阳极做阴极，利用硫酸铜过滤后液作为循环液补充，通过并联循环电积法脱除电解液中的砷；一次脱砷后液送去硫酸镍系统，通过蒸发浓缩、水冷结晶、离心分离产出硫酸镍产品，硫酸镍过滤后液送至二次脱砷工序作为循环液补充液；采用并联循环电积脱砷法再进行二次脱砷，硫酸镍过滤后液作为循环液补充液，二次脱砷后液返回电解生产系统。为了维持电解液体积平衡，还需向电解液中补加蒸发浓缩损失的水分。
[0010]进一步的，为了保证电积脱铜产出的铜达到A级铜标准，采用低电流密度、高流量进行生产，脱铜后液铜浓度要保持不低于30g/L，这里优选电流密度200A/m2，电解液流量50L/槽
·
min，采用10个电积脱铜槽进行脱铜。同时为了提高电积铜析出致密性，应添加少量添加剂骨胶和硫脲，加入量比两者比例可根据铜析出状况做调整，这里优选添加骨胶20g/t(Cu)，硫脲30g/t(Cu)。
[0011]进一步的，为了保证产出硫酸铜达到非农用二级品标准，蒸发浓缩密度必须达到1.37g/cm3以上，冷却结晶终点温度控制在20~25℃，并采用离心机进行固液分离。
[0012]进一步的，采用6个电解槽进行一次脱砷，为保证一次脱砷效果，并联循环电积脱砷循环液浓度要低于6g/L前提，在此前提下尽可能增大硫酸铜高砷后液的补入量，以达到提高砷渣中砷含量的效果，采用高循环流量，这里优选电解液流量60L/槽
·
min。
[0013]进一步的，为了保证产出的粗制硫酸镍质量达到一级品，硫酸镍蒸发终点密度应控制在1.38~1.40g/cm3，冷冻结晶的终点温度控制在
‑
17~
‑
20℃。
[0014]进一步的，采用3个电解槽进行一次脱砷，二次脱砷也采用电解液流量60L/槽
·
min，尽可能增大硫酸镍高砷后液的补入量，二次脱砷后液返回电解生产系统。
[0015]进一步的，为了保证电解液系统铜的脱除率达到要求，实现铜离子浓度平衡，可调整脱铜、脱砷和硫酸铜的生产负荷或产量。为了维持电解液体积平衡，还需向电解液中补加
硫酸铜和硫酸镍蒸发浓缩损失的水分。
[0016]本专利技术的有益效果是：
①
整合了现有的脱杂工艺方法，通过将脱铜、脱砷、硫酸铜、硫酸镍等工序合理搭配，实现了电解液净化除杂效率提高，该方法操作简单，工艺控制容易，投入费用低；
②
净液过程中不产生黑铜板，只产出A级铜和其他有价产品；
③
通过两次浓缩，能提升电积脱砷循环补充液中砷浓度，使电积脱砷效率提高，能提高砷渣中砷含量，提高脱砷效率，显著降低脱砷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高电解液净化效率的方法，其特征在于：该方法包括以下几个步骤：a、从电解系统抽取废液，含铜浓度在40~60g/L，将废液送至脱铜工序的脱铜循环槽，用不锈钢板做阴极，用不溶铅阳极作为阳极，在阴极产出电积铜，脱铜后液做为硫酸铜工序的生产原液；b、将脱铜工序的电积脱铜后液打入硫酸铜蒸发前液槽，通过硫酸铜工序的真空蒸发、水冷结晶、离心分离产出硫酸铜产品，离心分离后的滤液做为一次脱砷工序的循环液补充液；c、用不溶铅阳极做阳极，用电解残阳极做阴极，采用并联循环电积脱砷法进行一次脱砷，电解槽内液体都是并联状态，用硫酸铜过滤后液进行循环液补充，在电解残阳极上产生砷渣，脱砷后液做为硫酸镍工序的生产原液；d、将一次电积脱砷后液打入硫酸镍蒸发前液槽，通过硫酸镍工序的蒸发浓缩、冷冻结晶、离心分离产出硫酸镍产品，产出的硫酸镍作为产品入库销售，离心分离后的浓缩滤液做为二次脱砷工序的循环补充液；e、用硫酸镍过滤后液做为循环补充液进行二次电积脱砷，采用并联循环电积脱砷法进行二次脱砷，脱砷后液返电解生产系统，一次脱砷和二次脱砷产出的砷渣返熔炼炉。2.根据权利要求1所述的一种提高电解液净化效率的方法，其特征在于：所述的步骤a选择电流密度200A/m2，电解液流量50L/槽
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min，能保证脱铜后液的铜离子浓度不低于30g/L。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹洪有，李连泽，王灿如，唐佳男，孙瑞峰，李明，杜文浩，孙家伟，贾浩鑫，康健，
申请(专利权)人：黑龙江紫金铜业有限公司，
类型：发明
国别省市：