一种分铜液及铜电解贫液膜法浓缩处理工艺及设备，属于湿法冶金技术领域。采用双级纳滤膜分离工艺，对低浓度分铜液或电解贫液进行浓缩处理，浓缩液返回到电解工序。经过该工艺处理，浓缩液中的铜浓度可达到58.99g/L，而分铜液中的硒、碲、砷等元素富集程度远低于铜的富集程度。将浓缩后的硫酸铜溶液用于电解铜工序，可得到高纯度的阴极铜。使用该工艺，投资省，占地少，运行费用低，同时提高了高纯度阴极铜的产率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于湿法冶金
，特别是提供了一种分铜液及铜电解贫液膜法浓缩处理工艺及设备。
技术介绍
以阳极泥为原料提取希贵金属的生产过程中，需要首先对阳极泥中的铜进行浸出回收，通常采用酸浸分铜的方法，即用10 300g/L的硫酸对经过回转窑硫酸化焙烧后的 阳极泥渣进行浸提，铜的浸出率> 98%。浸提液经板框压滤后，得到浄化后的分铜液中含铜5 50g/L。分铜液中铜的回收处理通常采用以下几种方法①铁粉置換，由于分铜液含有大量的酸，该エ艺会消耗大量的鉄粉，处理费用高，且大量铁离子进入废水当中，导致废水处理成本升高分铜液开路处理，浓缩结晶制取饲料级五水硫酸铜或制取碱式碳酸铜，由于分铜液中杂质较多，得到的硫酸铜晶体或碱式碳酸铜纯度低，附加值低；③经净化处理后，可返电解车间，通过电解，将分铜液中的铜转变成阴极铜，但是由于分铜液中铜含量较低且浓度不稳定，得到的阴极铜纯度不高，通常为95%左右，为提高阴极铜质量，需要对分铜液(尤其是含铜量低于10g/L的铜电解贫液)进行浓缩处理，提高铜的含量，同时，选择性地去除分铜液中其它元素(如硒、碲、神、锑、铋等)后再进行电解，可提高阴极铜的质量。分铜液及铜电解贫液中含有较高浓度的硫酸(10 300g/L)，通常采用蒸发浓缩的方法，这种浓缩方法的缺点是能耗大、温度高、腐蚀性强、设备投资大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种分铜液及铜电解贫液膜法浓缩处理工艺及设备，克服了能耗大、温度高、腐蚀性强、设备投资大等不足。采用双级纳滤膜分离设备对分铜液及铜电解贫液进行浓缩处理，经过浓缩后的分铜液和铜电解贫液进行电解，可得到的高纯度阴极铜。膜法エ艺与传统蒸发浓缩处理工艺相比，操作温度低，无相变，腐蚀小，可大大节约一次性设备投资和运行费用，并且膜法设备具有占地少，效率高，效果稳定可靠等优点，具有广阔的应用前景。本专利技术的分铜液及铜电解贫液膜法浓缩处理工艺包括步骤(I)预处理分铜液及铜电解贫液经过滤精度为I 20 μ m的过滤器过滤处理，除去其中固体杂质后，进入ー级纳滤循环罐I待用。一级纳滤循环罐I内的物料温度維持在5 70°C之间。(2) ー级膜浓缩ー级膜浓缩的目的是将分铜液及铜电解贫液中的硫酸铜进行富集浓缩，达到电解所需要的硫酸铜浓度。一级膜浓缩在ー级纳滤膜系统内完成，一级膜堆5进ロ压力維持在O. I 12. OMPa之间，一级膜堆5进ロ的物料温度维持在5 70°C之间。(3)ニ级膜浓缩一级膜浓缩的渗透液中含有较高浓度的铜，ニ级膜浓缩的目的是将ー级含铜渗透液进行ニ级膜浓縮，回收其中的铜。ニ级膜浓缩在ニ级纳滤膜系统内完成，ニ级膜堆13进ロ压力维持在O. I 12. OMPa之间，ニ级膜堆13进ロ的物料温度维持在5 70°C之间。ニ级膜系统浓缩液回流至一级纳滤循环罐I中继续进行浓缩处理。ニ级膜浓缩得到的滲透液成分为硫酸，并含有神、硒、碲杂质，集中进行处理；(4)后续エ序经过ー级膜浓缩得到的浓缩液，进入电解槽，通电电解，可得到高纯度的阴极铜，电解贫液回流到一级纳滤循环罐I中进行继续浓縮。该エ艺采用双级纳滤膜分离设备。实现本专利技术分铜液及铜电解贫液膜法浓缩处理工的设备为双级纳滤膜分离设备，包括一级纳滤膜系统、ニ级纳滤膜系统、一级纳滤循环罐I、浓缩液收集罐8、ニ级纳滤循环罐9、废酸回收罐16。 其中，一级纳滤膜系统包括ー级供料泵2、ー级保安过滤器3、ー级高压泵4、ー级膜堆5、ー级浓缩侧回流调节阀6、ー级浓缩侧调节阀7。ニ级纳滤膜系统包括ニ级供料泵10、ニ级保安过滤器11、ニ级高压泵12、ニ级膜堆13、ニ级浓缩侧回流调节阀14、ニ级浓缩侧调节阀15。一级纳滤膜系统中，一级纳滤循环罐I、ー级供料泵2、ー级保安过滤器3依次相连；ー级保安过滤器3出ロ与ー级高压泵4入口连接，ー级高压泵4出ロ与一级膜堆5进ロ连接；一级膜堆5浓缩侧出ロ分别与ー级浓缩侧回流调节阀6和ー级浓缩侧调节阀7的一段连接，ー级浓缩侧回流调节阀6的另一端与ー级保安过滤器3和ー级高压泵4的中间管道连接，ー级浓缩侧调节阀7的另一端连接至浓缩液收集罐8 ; 一级膜堆5渗透侧出口与ニ级纳滤循环罐9连接。ニ级纳滤膜系统中，ニ级纳滤循环罐9、ニ级供料泵10、ニ级保安过滤器11依次相连；ニ级保安过滤器11出口与ニ级高压泵12入口连接，ニ级高压泵12出口与ニ级膜堆13进ロ连接；ニ级膜堆13浓缩侧出口分别与ニ级浓缩侧回流调节阀14和ニ级浓缩侧调节阀15的一段连接，ニ级浓缩侧回流调节阀14的另一端与ニ级保安过滤器11和ニ级高压泵12的中间管道连接，ニ级浓缩侧调节阀15的另一端连接至一级纳滤循环罐I ;ニ级膜堆13渗透侧出口与废酸回收罐16连接。所述的ー级纳滤膜系统中的一级膜堆5由压カ容器(或称膜売)、膜组件以及相关的管道管件组成。单支压力容器内串联几支膜组件，称为几芯；膜堆内串联几支压カ容器称为几段。其中，一级膜堆5中的压カ容器为I 7芯，压カ容器的排列方式为平行排列或圣诞树结构2 7段串联排列。膜组件规格为2540或4040或8040。所述的ニ级纳滤膜系统中的ニ级膜堆13由压カ容器(或称膜売)、膜组件以及相关的管道管件组成。单支压力容器内串联几支膜组件，称为几芯；膜堆内串联几支压カ容器称为几段。其中，ニ级膜堆13中的压カ容器为I 7芯，压カ容器的排列方式为平行排列或圣诞树结构2 7段串联排列。膜组件规格为2540或4040或8040。所述的双级纳滤膜分离系统中的一级膜堆5或ニ级膜堆13中的膜组件，优先选择美国科氏公司(KOCH MEMBRANE SYSTEMS INC)生产的FLUID SYSTEMS TFC NF系列膜组件或 SR3D Sanitary NF 系列膜组件或 SELRO MPS-34 或 SELRO MPS-36 或 SPIRAPRO NF 系列膜组件，或者为美国通用电气公司(General Electric Company)生产的DK系列或DL系列或HL系列或DURACID NF系列纳滤膜组件。作为进ー步优化，所述双级纳滤膜分离系统中的一级膜堆5或ニ级膜堆13中的膜组件，优先选择美国科氏公司(KOCH MEMBRANE SYSTEMS INC)生产的SELRO MPS-34或SELRO MPS-36或SPIRAPRO NF系列膜组件，或者为美国通用电气公司(General ElectricCompany)生产的DURACID NF系列纳滤膜组件。作为更进一步的优化，所述双级纳滤膜分离系统中的一级膜堆5或ニ级膜堆13中的膜组件，优先选择美国科氏公司(KOCH MEMBRANE SYSTEMS INC)生产的SPIRAPRO NF系列月吴组件。作为更进一步的优化，所述双级纳滤膜分离系统中的一级膜堆5或ニ级膜堆13中的膜组件，优先选择美国通用电气公司(General Electric Company)生产的DURACID NF系列纳滤膜组件。 附图说明图I为ー种用于分铜液及铜电解贫液膜法浓缩处理的双级膜分离设备エ艺流程示意图。其中，一级纳滤循环罐I、ー级供料泵2、ー级保安过滤器3、ー级高压泵4、ー级膜堆5、ー级浓缩侧回流调节阀6、ー级浓缩侧调节阀7、浓缩液收集罐8、ニ级纳滤循环罐9、ニ级供料泵10、ニ级保安过滤器11、ニ级高压泵1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种分铜液及铜电解贫液膜法浓缩处理工艺，其特征在于，工艺步骤包括：（1）预处理：分铜液及铜电解贫液经过滤精度为1～20μm的过滤器过滤处理，除去其中固体杂质后，进入一级纳滤循环罐1待用；一级纳滤循环罐1内的物料温度维持在5～70℃之间；（2）一级膜浓缩：一级膜浓缩在一级纳滤膜系统内完成，一级膜堆（5）进口压力维持在0.1～12.0MPa之间，一级膜堆（5）进口的物料温度维持在5～70℃之间；（3）二级膜浓缩：二级膜浓缩在二级纳滤膜系统内完成，二级膜堆（13）进口压力维持在0.1～12.0MPa之间，二级膜堆（13）进口的物料温度维持在5～70℃之间；二级膜系统浓缩液回流至一级纳滤循环罐（1）中继续进行浓缩处理；二级膜浓缩得到的渗透液成分为硫酸，并含有砷、硒、碲杂质，集中进行处理；（4）后续工序：经过一级膜浓缩得到的浓缩液，进入电解槽，通电电解，得到高纯度的阴极铜，电解贫液回流到一级纳滤循环罐（1）中进行继续浓缩；该工艺采用双级纳滤膜分离设备。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王自斌，李君占，
申请(专利权)人：北京鑫佰利科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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