[发明专利]一种铜电解废液砷脱除与高效开路的方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶炼技术领域，具体涉及一种铜电解废液砷脱除与高效开路的方法。

背景技术

在铜电解过程中，阳极板中的砷、锑、铋等杂质会一起化学溶解进入电解液中。由于这些杂质的析出电位与铜的析出电位相近，当电解液中的砷、锑、铋累积到一定含量的时候，便会与铜一起在阴极析出，从而影响阴极产品的质量。因此，为维持正常的铜电解过程，需要及时对电解液进行开路净化。目前，铜冶炼电解厂普遍采用诱导法脱铜脱砷，该方法能耗高，过程易产生剧毒砷化氢(H₃As)气体，且脱砷产物含铜高，需返回熔炼回收，造成系统内砷的循环累积，增加作业成本。

铜电解精炼过程中，为了维持铜离子和杂质离子平衡，生产1吨阴极铜，通常要净化0.4-0.6m³电解液。而随着优质铜矿产资源的消耗，矿产阳极铜中的杂质呈不断上升趋势，铜电解精炼吨铜净液量也不得不随之增大，使得铜电解精炼的成本持续走高，且会造成电解精炼过程铜的直收率下降，电解液中铜、酸难以平衡等问题。因此，国内外研究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、铋等。这些方法脱杂效率低、固定投资大，并且会对电解液产生一定副作用。

专利：CN104018185A公开了一种电解液脱除As、Sb和Bi的复合工艺，把溶剂萃取脱As和溶液自净化除Sb、Bi相结合，用反萃液制备亚砷酸铜作为高砷电解的添加剂，利用溶液中三价砷能高效吸附沉淀锑铋的原理，达到共沉淀As、Sb、Bi的目的，该方法可以显著降低能耗和有害气体的排放，并使大部分砷以As₂O₃形式开路，但是萃取脱砷-亚砷酸铜制备工艺繁琐、操作要求高，且开路砷毒性大、外售困难，需另行固化处理，此外，此方法对溶液中As的脱除效果有限(高砷电解时含砷10-20g/L)，阴极产品质量不稳定。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种铜电解废液砷脱除与高效开路的方法，实现铜电解废液中砷、锑、铋等杂质的脱除与安全、高效开路，达到铜回收和电解废液净化回用的目的。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种铜电解废液砷脱除与高效开路的方法，包括如下步骤：

S1将复盐沉淀剂投加至铜电解废液，使溶液中杂质砷、锑和铋共同沉淀脱除，充分反应后固液分离，得固体沉淀物和除杂后液；所述复盐沉淀剂包括锑盐和钛白粉；

S2步骤S1所得的固体沉淀物用碱液碱浸再生，充分反应后固液分离得碱浸再生渣和碱浸液；

S3向步骤S2得到的碱浸液中投加熟石灰，充分反应后固液分离，得苛化渣和苛化液；

进一步地，将步骤S1所得的除杂后液进行电积脱铜，脱铜后液返铜电解系统。

进一步地，将步骤S2所得的碱浸再生渣作为复盐沉淀剂返回投加至铜电解废液。

进一步地，将步骤S3所得的苛化液返回步骤S2作为碱液参与碱浸；所得苛化渣固化处理后堆存。

进一步地，所述锑盐为氧化锑、硫酸锑、硝酸锑中的一种或多种组合。

进一步地，锑盐和钛白粉的质量比为锑盐：钛白粉＝1:0.3-1.5。

进一步地，所述复盐沉淀剂的添加以电解废液中As的含量为依据，按摩尔质量n(Sb):n(As)＝0.8-2:1添加。

进一步地，步骤S1中，所述复盐沉淀剂和铜电解废液的反应温度为50-95℃，反应时间为0.5-2h。

进一步地，步骤S2中，所述碱液为氢氧化钠溶液；氢氧化钠溶液的质量浓度为20-80g/L，氢氧化钠溶液和固体沉淀物的体积质量比(ml:g)为3-8:1。

进一步地，步骤S3中，熟石灰的投放量按照碱浸液中As的含量决定，按摩尔质量比n(Ca):n(As)＝1-4:1投放。

本发明的有益效果在于：

1、提出采用复盐沉淀剂处理铜电解废液，其中的锑盐可使铜电解废液中砷、锑、铋吸附共沉淀；钛白粉一方面可强化砷、锑、铋悬浮物质的共沉淀效果，另一方面可吸附部分的砷、锑和铋，进一步强化锑盐的除杂效果，且复盐沉淀剂可通过碱浸再生后循环利用。同时，碱浸液采用熟石灰苛化可使砷以砷酸钙形式开路，且苛化液可再生返回使用。采用此工艺脱除并高效开路砷，在铜电解液净化脱杂处理领域尚属首次。