[发明专利]一种铜电解液沉淀脱杂及沉淀剂氯化再生的方法

说明书

一种铜电解液沉淀脱杂及沉淀剂氯化再生的方法，是往铜电解液中加入锑化合物将砷、锑、铋共沉淀脱除，脱杂后铜电解液直接返回电解系统，含砷、锑、铋沉淀采用碳热氯化和梯度控温冷凝方法综合回收。在焦炭和氯化剂作用下，沉淀进行碳热氯化得含砷、锑、铋氯化物的混合气体；混合气体经高温冷凝得铋氯化物和高温冷凝尾气；高温冷凝尾气经中温冷凝得锑氯化物和中温冷凝尾气；中温冷凝尾气经低温冷凝得砷氯化物和含氨尾气；锑氯化物和含氨尾气缓慢加入水中，水解转型得到锑化合物，作为沉淀剂返回沉淀脱杂工序。本发明具有工艺流程短、操作简单、脱除率高、无“三废”排放、沉淀剂可重复使用、成本低廉等特点，适合大规模工业生产。

技术领域

本发明涉及一种有色金属湿法冶金过程中电解液的净化方法，特别是铜电解液中砷、锑、铋杂质脱除与综合回收的方法。

背景技术

随着炼铜工业的飞速发展，优质铜精矿越来越少，矿产阳极铜中砷、锑、铋等杂质含量呈不断上升趋势，造成铜电解液中砷、锑、铋含量高。由于砷、锑、铋的析出电位与铜的析出电位相近，当电解液中的砷、锑、铋含量达到一定浓度后，容易与铜一起在阴极析出，另外，电解液中的砷、锑、铋容易形成“漂浮阳极泥”粘附或机械夹杂在阴极铜上，从而影响阴极铜的质量。

为保证铜电解过程正常进行，目前铜电解行业往往采用诱导法对电解液进行净化处理，以除去电解液中的砷、锑、铋等杂质，但对于高锑、高铋的铜电解液，该工艺脱杂效率低、净液量大、成本高、产生有毒气体环境污染大。近年来，国内外学者们一直在寻求新的铜电解液净化工艺，并开发出许多有效的除砷、锑、铋方法，其中包括锡酸及活性炭吸附净化，碳酸钡、碳酸锶共沉淀铋，吸附树脂吸附锑、铋，溶剂萃取砷、锑、铋等方法，但这些方法不同程度存在脱杂效率低、固定投资大、对电解液产生一定副作用等缺陷。专利申请201410333413.1、201510422489.6和201610775577.9，公开了铜电解液沉淀除杂的方法，以锑或/和铋的氧化物及其水合物为吸附剂或沉淀剂，脱除电解液中的砷、锑、铋，但这些方法共同点都是对所得固体沉淀物进行碱浸，从而再生沉淀剂，因此，存在工艺流程长、酸碱交替、试剂消耗大等缺陷，同时砷、锑、铋无法单独开路，并且还会产生多种废水，需要进一步回收处理。

发明内容

本发明目的是提供一种能将铜电解液中砷、锑、铋高效脱除并单独开路回收，同时沉淀剂可再生重复使用的方法，具有工艺流程短、操作简单、脱除率高、无“三废”排放、沉淀剂可重复使用、成本低廉等特点，适合大规模工业生产。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：往铜电解液中加入锑化合物作为沉淀剂，将铜电解液中的砷、锑、铋共沉淀脱除，过滤得脱杂后铜电解液和含砷、锑、铋的沉淀；脱杂后铜电解液直接返回铜电解系统，沉淀采用碳热氯化和梯度控温冷凝方法回收砷、锑和铋；在焦炭和氯化剂的作用下，沉淀进行碳热氯化得到含砷、锑、铋氯化物的混合气体；混合气体经高温冷凝得到铋氯化物和高温冷凝尾气；高温冷凝尾气经中温冷凝得到锑氯化物和中温冷凝尾气；中温冷凝尾气经低温冷凝得到砷氯化物和含氨尾气；中温冷凝得到的锑氯化物和低温冷凝含氨尾气缓慢加入水中，发生水解反应转型得到锑化合物，作为沉淀剂返回铜电解液沉淀脱杂工序。

具体的工艺过程和工艺参数如下：

1. 沉淀脱杂。将铜电解液放入搅拌槽中，加入三氧化二锑、四氧化二锑、五氧化二锑中的一种或几种混合物作为沉淀剂，进行沉淀脱杂，经过滤得脱杂后铜电解液和含砷、锑、铋的沉淀，脱杂后铜电解液直接返回铜电解系统。沉淀脱杂工艺条件为：铜电解液中铜的浓度为20.0-70.0 g/L、硫酸的浓度为100.0-500.0 g/L、砷的浓度为2.0-40.0 g/L、锑的浓度为0.01-5.0 g/L、铋的浓度为0.01-5.0 g/L，沉淀剂加入量为5.0-30.0 g/L，温度为25-95℃，时间为0.5-5.0小时。