[发明专利]常温电解精炼铜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解精炼铜的方法，主要是运用于常温（10-25℃）下，无需对电解液加热就能进行电解铜的生产。

背景技术

目前，普遍的电解铜技术都是将粗铜（含铜98％）预先制成厚板作为阳极，纯铜制成薄片作阴极，以硫酸(H₂SO₄)和硫酸铜(CuSO₄)的混和液作为电解液。通电后,铜从阳极溶解成铜离子向阴极移动，到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜（亦称电解铜）。粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等会随铜一起溶解为离子。运用该方法对电解条件的要求比较苛刻，要求电解液的杂质含量必须非常小、电解液的温度一般都要控制在50-60℃。为了维持电解液的较高温度，同时必须要求电解液循环流动，这就需要消耗大量的电能或煤，从而使电解铜生产的能耗和污染变成一个比较大的环境问题，而且经济效益大大的降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有电解铜生产技术中电解液必须加热保持在50-60℃的条件而带来的能耗和环保问题。通过反复实验，本申请人成功的研究出新的电解液配方，即在电解液中添加复合添加剂，以改善电解液里面的导电能力；同时也除去在常温（10-25℃）条件下电解液中的杂质金属离子；提高常温条件下电解液中铜离子的定向运动速度，减少浓差极化；改善阴极铜析出质量，从而使常温条件下生产电解铜变为现实。由于运用该新的电解液配方可以使电解液的温度无需再像传统的电解液必须维持在50-60℃的条件下，所以常温电解铜的生产方法中对电解液的要求是不用加热，也不用循环流动，这样对生产条件的要求大大的简单化。而且由于电解液是静止的，降低了电解液中杂质微粒被吸附到电解铜阴极板的可能性，电解杂质沉积在电解泥中，使生产得到的阴极板表面更加光滑漂亮，阴极板含铜量比传统加热方法的更高。

本发明常温电解精炼铜的生产方法如下：

1、电解液配方

H₂SO₄ ：150-220g/L；Cu²⁺：40-60g/L；骨胶：28-38mg/L；硫脲：10-15mg/L；PAM（聚丙烯酰胺）：8-12 mg/L；乙酸（CH₃COOH）：5-10mg/L。

以上各个配方药品按照用量依次直接加入到电解液中，电解生产过程无须单独添加个别的药品，而是要根据电解液的液面高低适当补充同样配方的备用电解液。

2、电解槽

电解槽是电解精炼铜的主体设备，电解槽为长方形槽子，槽内附设有进液管和出液管，电解槽大小尺寸可根据实际生产的产品电解铜阴极板的规格做适应的调整，电解槽材质采用软板PVC或玻璃钢衬里，由于电解液不需要加热和循环，所以该电解槽简单。

3、阳极材料

粗铜阳极板（传统的含铜98％的电解铜阳极板）、高炉铜锭、打包成块状的废杂铜、用阳极袋包装的废铜线的粉碎铜针等。

4、电解液温度

常温（10-25℃）条件下就可以生产，无须加热。实践证明，在电解液温度高于25度也可以正常生产电解铜，但是产率和质量没有更明显的提高，所以没必要对电解液进行加热。

5、电解液的循环流动

电解液无须循环流动。实践证明，电解液静止稳定反而有利于产出质量更好的阴极铜板。

6、电流密度范围在150-320A/m²。

7、极间距为100-160mm。

本发明的主要优点是：

1、彻底改变传统电解铜的生产条件，可以在不用加热电解液的条件下常温（10-25℃）就能进行电解铜的生产，降低了生产成本，避免了燃烧煤所产生的环境污染；

2、由于电解液无须加热循环流动，对生产设备的要求大大降低。不用再需要加热用的高压蒸汽炉和高位池；也不需要铺设用于循环的耐热耐酸的管道，也不需要循环流动的动力机器耐酸泵等；

3、该生产方法生产得到的电解铜含铜量大于99.99%，表面平整光滑。相比较传统的加热电解铜，本发明的电解铜阴极板表面没有长粒子和凸瘤、不发脆、不产生麻孔；色泽是显眼的玫瑰红色，光滑度堪比镜面；

4、可以用于作为本发明的电解阳极的粗铜的范围非常广，粗铜阳极板（传统的含铜98％的电解铜阳极板）、高炉铜锭、打包成块状的废杂铜、用阳极袋包装的废铜线的粉碎针状物等，一切含铜量超过85%的电解铜阳极板或者废铜料都可以用来生产电解铜；

5、整个生产过程无污染、环保和节能，具有极大的经济效益和社会效益。

具体实施方式