一种提高电解阴极铜质量与精炼效率的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高电解阴极铜质量与精炼效率的方法，该方法包括阳极表面处理和阴极表面处理两个工艺；该方法使用了电解精炼极板表面处理装置，该装置包括配套使用的清洗槽、电解槽和洁净槽；清洗槽、电解槽和洁净槽均包括槽体、进液阀、放液阀和溢流口，在清洗槽和洁净槽上还设置了门罩以及门罩油缸。本发明专利技术可以解决阳极电解精炼表面氧化物和表面脏污、表面阳极泥附着等问题，提高铜电解精炼效率及阴极铜质量，降低工人劳动强度。降低工人劳动强度。降低工人劳动强度。

【技术实现步骤摘要】
一种提高电解阴极铜质量与精炼效率的方法


[0001]本专利技术属于有色金属冶炼
，具体涉及一种提高电解阴极铜质量与精炼效率的方法。

技术介绍

[0002]铜电解精炼的目的是将火法精炼产出的阳极铜进一步提纯，得到高纯阴极铜，并回收有价金属，其工艺过程是将火法精炼的铜浇铸成阳极板，用纯铜薄片作为阴极片（或不锈钢等作为阴极），相间地装入电解槽中，用硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液，通入直流电源。在直流电的作用下，阳极上的铜和电位较负的贱金属进行电化学溶解进入电解液，而贵金属不溶，成为阳极泥沉于电解槽底或附着在阳极上。在阴极上铜离子得到电子结晶析出，得到产品阴极铜。含有贵金属和硒、碲等稀有金属的阳极泥，作为铜电解的一种副产品另行处理，以便从中回收金、银、硒、碲等元素。
[0003]在铜电解精炼工艺中：（1）阳极浇铸会形成一层厚而致密的表面氧化物及表面附着脱模剂脏物，阳极准备处理也会附着表面脏物，表面氧化物会影响铜电解精炼初始电解效率，表面附着脏污会污染电解液，而影响阴极铜质量；（2）电解阳极随着电化学不断地溶解，附着的阳极泥不断地增厚，极间电阻不断地增加，阳极电化学溶解效率降低，电解精炼效率降低，同时由于阳极泥的污染，阴极铜杂质量增加，产品质量降低；（3）电解阳极表面会与水解反应形成氧化铜、氢氧化铜等化合物，电解液中的硫化物会被还原到阳极表面，电解液中的氯化物、溴化物会在阳极表面形成氯化铜、溴化铜等化合物，电解液中的有机物也会在阳极表面形成薄膜，而影响电解精炼效率和阴极铜的产出质量。针对上述问题，目前主要解决方法如下：一是使用机械手段，如高压水冲洗、刷洗、打磨、抛光等方式清除表面氧化物和阳极泥，但会产生大量废水废料，且需大量人力和机械设备，操作方式落后，工人劳动强度大，面临高温、酸溅、酸雾等环境安全问题，严重影响工人劳动安全和健康；二是使用酸洗或碱洗等化学方法清除表面氧化物和阳极泥，但会产生有害废物，容易造成清脆、欠酸洗、过腐蚀等现象；三是溶解法，在电解过程中加入一些特殊的添加剂，使阳极表面形成的氧化物和阳极泥变得易于溶解或剥离，但需特殊的设备和添加剂，成本较高、难于全部溶解，且添加剂会对电解液和环境造成污染。
[0004]已公开的专利“高纯度铜电解精炼用添加剂及高纯度铜的制造方法”，公开号：CN107075704A，其使用疏水基、亲水基表面活性剂及松弛剂构成的添加剂添加到电解液中，抑制电解泥产生，降低硫等杂质浓度，以达到高纯度铜制造的目的。但此方法工艺条件较为苛刻，添加剂会受到电解液中化学物质、电解电流等因素的影响，降低其稳定性和使用寿命，导致电解反应效率下降，且添加剂很难控制，会污染电解液而降低高纯度铜的产品质量。
[0005]已公开的专利“铜电解精炼生产中的铜离子平衡工艺”，公开号：CN102080237A，其方法是制备提供杂质含量较低的优质硫酸铜电解液，达到电解精炼生产铜离子平衡，保证优质高纯铜的产出。但在电解过程中，铜离子的浓度分布不均会导致部分电极表面的电流
密度过大，而产生过多的热量和气体，影响电解反应的稳定性和效率。
[0006]已公开的专利“一种金属铜表面氧化皮处理工艺”，公开号：CN112475471A，其方法是通过电机带动铜件旋转与切刀相配合，使铜氧化皮在刮刀的刮动下脱落。但刮刀与氧化皮的接触厚度难以控制，易出现氧化皮刮不干净、铜表面损伤、刮刀损坏等情况。
[0007]已公开的专利“一种金属铜表面氧化皮处理工艺”，公开号：CN111826656A，其方法是采用化学抛光法，金属铜在电机带动下在清洗液池中旋转，使氧化皮与金属铜分离。但操作存在一定的安全风险和难度，耗时耗能且效率低。
[0008]已公开的专利“一种金属铜表面氧化皮处理工艺”，公开号：CN108380581B，其方法是将铜件浸入清洗液内，开启超声发生器，同时通入气流。但受气流大小、铜板表面形状等因素的影响，则清洗效果不稳定，且处理件对象不同，氧化物性质不同，非浇铸表面处理。
[0009]基于上述原因，本专利技术提出一种提高铜电解精炼效率与阴极铜质量的方法。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提出一种提高电解阴极铜质量与精炼效率的方法，以解决阳极电解精炼表面氧化物和表面脏污、表面阳极泥附着等问题，提高铜电解精炼效率及阴极铜质量，降低工人劳动强度。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种提高电解阴极铜质量与精炼效率的方法，该方法包括阳极表面处理和阴极表面处理两个工艺；该方法使用了电解精炼极板表面处理装置，该装置包括配套使用的清洗槽、电解槽和洁净槽；清洗槽由槽体A、进液阀A、放液阀A、溢流口A、门罩A和门罩油缸A组成；进液阀A和放液阀A分别设置在槽体A两端，溢流口A设置在槽体A上部；门罩A搭接在槽体A上，搭接位置设置有铰链；门罩油缸A的两端通过铰链与门罩A连接；槽体A内注入清洗液；电解槽由槽体B、进液阀B、放液阀B和溢流口B组成；进液阀B和放液阀B分别设置在槽体B两端，溢流口B设置在槽体B上部；槽体B内注入电解液；洁净槽与清洗槽的形状和结构相同，由槽体C、进液阀C、放液阀C、溢流口C、门罩C和门罩油缸C组成；槽体C内注入洁净液；在槽体A、槽体B以及槽体C的底部及侧壁上均安装有超声波震板。
[0012]较佳地，阳极表面处理工艺如下：步骤1：将火法精炼浇铸的阳极板吊入清洗槽，阳极板的极间距50～150mm，清洗液液面淹过极板50～150mm；步骤2：启动超声波震板震动，清洗去除阳极板表面氧化物及脏污；震动频率20
‑
40kHz，清洗时间1～5min；步骤3：关闭超声波震板，将清洁的阳极板吊入电解槽，清洗液过滤后排放至电解液回收系统；步骤4：阴极板吊入电解槽，启动电解；电解液液面至溢流口B，同极距70～100mm，电解液PH值2～4，温度55～75℃；步骤5：电解阳极电解一周期后，吊出阴极铜，启动超声波震板震动，清除电解阳极附着的阳极泥；排净电解液至回收系统；该步骤的震动频率28～68kHz，清洗时间1～5min；步骤6：电解槽充满电解液，吊入阴极板，开启电解阳极二周期电解；步骤7：重复步骤4~6，直至电解阳极不能满足电解要求，成为残阳极；
步骤8：将残阳极吊入洁净槽，极间距70～100mm，洁净液液面淹过极板50～150mm，温度50～80℃；步骤9：启动超声波震板震动，清洗残阳极残留物，震动频率80～132kHz，清洗时间1～5min；步骤10：关闭超声波震板，将清洁的残阳极吊出洁净槽，洁净液排放至电解液回收系统。
[0013]较佳地，阴极表面处理工艺如下：步骤1：将准备的阴极板吊入清洗槽，极间距50～150mm，清洗液液面淹过极板50～150mm；步骤2：启动超声波震板震动，清洗去除阴极板表面残留铜及脏污，清洗时间1～5min；步骤3：关闭超声波震板，将清洁的阴极板吊入电解槽，清洗液过滤后排放至电解液回收系统；步骤4：电解阳极吊入电解槽，启动电解；电解液液面至溢流口2～4，同极距70～100mm，电解液PH值2～4，温度55～75℃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高电解阴极铜质量与精炼效率的方法，其特征在于，该方法包括阳极表面处理和阴极表面处理两个工艺；该方法使用了电解精炼极板表面处理装置，该装置包括配套使用的清洗槽（1）、电解槽（2）和洁净槽（3）；清洗槽（1）由槽体A（1
‑
1）、进液阀A（1
‑
2）、放液阀A（1
‑
3）、溢流口A（1
‑
4）、门罩A（1
‑
5）和门罩油缸A（1
‑
6）组成；进液阀A（1
‑
2）和放液阀A（1
‑
3）分别设置在槽体A（1
‑
1）两端，溢流口A（1
‑
4）设置在槽体A（1
‑
1）上部；门罩A（1
‑
5）搭接在槽体A（1
‑
1）上，搭接位置设置有铰链；门罩油缸A（1
‑
6）的两端通过铰链与门罩A（1
‑
5）连接；槽体A（1
‑
1）内注入清洗液（4）；电解槽（2）由槽体B（2
‑
1）、进液阀B（2
‑
2）、放液阀B（2
‑
3）和溢流口B（2
‑
4）组成；进液阀B（2
‑
2）和放液阀B（2
‑
3）分别设置在槽体B（2
‑
1）两端，溢流口B（2
‑
4）设置在槽体B（2
‑
1）上部；槽体B（2
‑
1）内注入电解液（5）；洁净槽（3）与清洗槽（1）的形状和结构相同，由槽体C（3
‑
1）、进液阀C（3
‑
2）、放液阀C（3
‑
3）、溢流口C（3
‑
4）、门罩C（3
‑
5）和门罩油缸C（3
‑
6）组成；槽体C（3
‑
1）内注入洁净液（6）；在槽体A（1
‑
1）、槽体B（2
‑
1）以及槽体C（3
‑
1）的底部及侧壁上均安装有超声波震板（7）。2.根据权利要求1所述的一种提高电解阴极铜质量与精炼效率的方法，其特征在于，阳极表面处理工艺如下：步骤1：将火法精炼浇铸的阳极板（8）吊入清洗槽（1），阳极板（8）的极间距50～150mm，清洗液（4）液面淹过极板50～150mm，清洗液（4）中的硫酸体积浓度10%～20%，温度50～85℃；步骤2：启动超声波震板（7）震动，清洗去除阳极板（8...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建强，张晓龙，莫子勇，崔季，蔡晓明，朱启晨，蒋佳骏，王庭有，魏镜弢，吴张永，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：