專利名稱：一步法電解提取銅工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電解法制備金屬銅的技術(shù)領(lǐng)域，該方法從氧化礦開(kāi)始進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)電解得到的產(chǎn)品是精銅。
目前煉銅的方法分為火法和濕法。濕法煉銅是近代發(fā)展起來(lái)的工藝，它主要以處理氧化銅礦為主。濕法煉銅目前主要有以下幾種工藝(1)礦石-破碎-磨細(xì)-浮選-精礦半酸化焙燒-酸浸-凈化-電解-電解銅。
(2)礦石-破碎-酸浸-萃取濃縮-電解-精銅。
(3)礦石-破碎-酸浸-凈化-電解-精銅。
另外還有許多工藝，諸如酸浸以后用鐵置換等方法，但這些方法得到的均為粗銅，還必須經(jīng)過(guò)火法精煉后電解精煉，才能得到電解精銅。對(duì)于工藝(1)，不僅工藝流程復(fù)雜、投資規(guī)模大(涉及浮選和焙燒二個(gè)步驟)、有污染(全酸化焙燒時(shí)放二氧化硫氣體)，而且電流效率低，通常為70-80%。對(duì)于工藝(2)來(lái)說(shuō)，涉及萃取濃縮一步，投資費(fèi)用高，而且產(chǎn)品純度不夠(99.75～99.90%)，但該工藝除去了雜質(zhì)鐵(萃取時(shí)除去)，故電流效率有所提高。對(duì)于工藝(3)(《銅提取冶金》)，第626頁(yè))，其流程簡(jiǎn)單、投資少，但也存在電流效率低、產(chǎn)品純度不夠(99.75～99.9%)的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的在于針對(duì)濕法煉銅工藝(3)的不足，通過(guò)對(duì)整個(gè)工藝流程的重新安排和對(duì)工藝參數(shù)的調(diào)整，提高了電流效率(93%以上)和產(chǎn)品純度(在99.95%以上)，并且具有工藝簡(jiǎn)單、投資少、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明人針對(duì)工藝(3)的電流效率低和產(chǎn)品純度低的缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)理論研究認(rèn)為，電流效率低的根本原因是電解液中含鐵量高。本發(fā)明的工藝在原工藝(3)的基礎(chǔ)上增加了除鐵的工藝步驟并與相應(yīng)改變的電解參數(shù)相配合，達(dá)到了提高電解電流效率的目的;而產(chǎn)品純度不夠的根本原因是鉛陽(yáng)極在電解過(guò)程中被氧化成二氧化鉛，然后生成硫酸鉛，該固體顆粒從鉛電極上少量脫落，并被對(duì)流的溶液(陽(yáng)極放出的氧氣引起的溶液強(qiáng)烈對(duì)流)帶到陰極附近并附著在陰極上，從而使產(chǎn)品中鉛雜質(zhì)的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電解銅標(biāo)準(zhǔn)(0.005%)，并最終使產(chǎn)品純度不夠。本發(fā)明通過(guò)調(diào)整極間距和電解參數(shù)的辦法，減少了溶液對(duì)流，降低了鉛的卷附以及在陰極上的附著，達(dá)到了提高產(chǎn)品純度的目的。基于上述理論研究，本發(fā)明人經(jīng)過(guò)研究設(shè)計(jì)出如下的工藝流程，可從氧化銅礦開(kāi)始處理，無(wú)需進(jìn)一步提純，就可得到純度高于99.9%的精銅產(chǎn)品。
下面是對(duì)本發(fā)明的一步法電解制取精銅的具體說(shuō)明。本發(fā)明的一步法電解制取精銅的工藝流程為礦石-破碎-除鐵-酸浸-凈化-電解-電解銅產(chǎn)品。
將氧化銅礦(含銅2%)的礦石顎破到30mm左右，再經(jīng)粉碎機(jī)粉碎到8mm以下，經(jīng)篩分到1mm以下(最好是2mm以下)，再用本發(fā)明工藝步驟新增加的用磁選法除鐵，使其中鐵的含量小于2%，然后再經(jīng)過(guò)用濃度在40～80g/l的濃硫酸進(jìn)行酸浸，凈化24小時(shí)后，將上清液(CuSO4含量在30g/l以上)引入到電解槽電解，渣滓洗若干次后棄之。最后在下述的工藝條件下進(jìn)行電解電極陽(yáng)極/pb、陰極/銅片電流密度DA＝50～200A/m2，優(yōu)選80～120mA/m2動(dòng)物膠60～120mg/l，優(yōu)選70～100mg/lNaCl15～40mg/l 優(yōu)選20～30g/l溫度30～60℃其余工藝參數(shù)與一般電解銅的工藝參數(shù)相同。
采用上述工藝流程和參數(shù)電解提取銅，該提銅工藝步驟有(1)其電解時(shí)的電流效率達(dá)90%以上;(2)產(chǎn)品純度在99.9%以上，一般可達(dá)99.95%以上;(3)雜質(zhì)含量符合電解銅標(biāo)準(zhǔn)，尤其是銅含量小于0.005%;(4)電解液循環(huán)使用，沒(méi)有污染。
下面是本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例將含銅量在2.5%的氧化銅礦石，經(jīng)過(guò)上述的破碎、除鐵、酸浸、凈化后，進(jìn)行電解，陽(yáng)極是鉛、陰極是銅片，電流密度dA＝100A/m2，動(dòng)物膠100mg/l，NaCl35mg/l，溫度45℃下進(jìn)行電解。所得產(chǎn)品結(jié)果如表1，電流效率93%。
表1電解銅化驗(yàn)結(jié)果(重量百分含量)元素 銅 鉛 鋅 鐵 硫 鎳 錫 銻 鉍 雜質(zhì)總量樣品 99.96 0.0015 0.0045 0.0003 0.006 0.00960.0004 0.001 0.001 0.0003國(guó)際 99.95 0.005 0.005 0.0003 0.002 0.028(一號(hào)銅) 0.005 0.005 0.002 0.002
由上述可見(jiàn)，本發(fā)明的一步法提取精銅的工藝，由于在原工藝流程安排上增加設(shè)了酸浸以前的磁選除鐵步驟和調(diào)正了電解的工藝參數(shù)，克服了現(xiàn)有工藝流程中的電流率低和產(chǎn)品純度低的缺點(diǎn)，無(wú)需進(jìn)一步精煉便可一步得到純度在99.95%以上的精銅，此外該工藝還有工藝流程短、無(wú)污染、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種從含銅量2%以上的氧化銅礦電解提取精銅的方法，其特征在于該方法由以下工藝流程組成(a)、將2%以上的氧化銅礦石破碎到4mm以下；(b)、用磁選法除鐵；(c)、將磁選后的粉末用濃硫酸進(jìn)行酸浸，凈化24小時(shí)，然后(d)、電解上清液，其陽(yáng)極是鉛，陰極是銅片；電流密度da=50-200a/m2，動(dòng)物膠60-100mg/l，氧化納15-40mg/l，溫度30-60℃，其余參數(shù)與常規(guī)工藝相同。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(a)中，將氧化銅礦石破碎到1mm以下。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(b)中，用磁選法除鐵后，使鐵的含量小于2%。
4.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(c)中，此用濃流酸濃度為40-80mg/l。
5.權(quán)利要求1此述的方法，其特征在于此述步驟(d)中，電流密度是da＝80-120A/m2，動(dòng)物膠70-100mg/l，溫度是40℃。
6.根據(jù)權(quán)利1至5所述的方法制得的精銅。
全文摘要
一種由含銅量在2％以上的氧化銅礦電解提取99.9％以上精銅的方法，該方法改進(jìn)了目前濕法冶煉電解制銅工藝的不足，增加了酸浸前除鐵的步驟，并調(diào)整了電解的工藝參數(shù)，提高了電流效率和銅產(chǎn)品純度，且具有工藝流程簡(jiǎn)單，無(wú)污染，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B03C1/00GK1084585SQ93109250
公開(kāi)日1994年3月30日 申請(qǐng)日期1993年8月10日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月10日
發(fā)明者李學(xué)剛 申請(qǐng)人:李學(xué)剛