[发明专利]一种废电解液制备高纯硫酸铜的方法

说明书

本发明涉及一种废电解液制备高纯硫酸铜的方法，该方法是指在铜浓度为40~55g/L、硫酸浓度为155~185g/L的废电解液中加入氧化铜粉末与双氧水，经加热反应得到低酸硫酸铜溶液；所述低酸硫酸铜溶液用碱调pH值至3.5~4后静置，经过滤分别得到除砷铁渣和硫酸铜净化液；所述硫酸铜净化液经蒸发浓缩、结晶、过滤，即得纯度＞97%的硫酸铜，滤液则返回废电解液。本发明工艺简单，生产成本低，不但反应速率快，而且显著提高废电解液制备硫酸铜的产品质量，解决了冶炼硫酸铜含酸、含杂超标的问题。

技术领域

本发明涉及湿法冶金与化工技术领域，尤其涉及一种废电解液制备高纯硫酸铜的方法。

背景技术

在铜电解精炼过程中，电解液的成分不断地发生变化，铜离子浓度不断上升，杂质不断积累，硫酸浓度逐渐降低。为了维持电解液中的铜、酸含量及杂质浓度都在规定范围内，就必须对电解液进行净化和调整，以保证电解过程的正常进行。一般根据上升速度最快的杂质计算，抽出一定数量的电解液，然后增加相应数量的水和硫酸，以维持电解液体积不变。抽出的废电解液用于回收硫酸铜。

废电解液生产硫酸铜时，一般采用加铜中和法或直接浓缩结晶法。加铜中和法是在废电解液中堆加废铜丝、废铜片、废铜屑或残铜极片，然后在85℃下鼓入空气，使硫酸与铜发生反应生成硫酸铜。废铜材表面积越大，反应速度越快，随着铜的不断溶解，溶液的密度逐渐升高，待溶液密度达到1.4g/L左右时，中和过程即告完成。然后经过过滤后，放入水冷结晶槽或自然冷却结晶槽中搅拌进行冷却结晶，结晶后经过滤、冲洗、脱水、烘干得到硫酸铜产品，所得母液脱铜电解。这种方法反应速率低、生产成本高。而直接浓缩法是将废电解液加热蒸发浓缩后结晶得到冶炼硫酸铜。但由于废电解液中酸度过高，往往直接浓缩法生产得到的硫酸铜质量较差，硫酸铜产品中夹杂着大量游离酸，砷、铁等杂质含量也严重超标，产品主品位85%左右，距离合格的硫酸铜产品有较大的差距。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种反应速率高、成本低的废电解液制备高纯硫酸铜的方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种废电解液制备高纯硫酸铜的方法，其特征在于：该方法是指在铜浓度为40~55g/L、硫酸浓度为155~185g/L的废电解液中加入氧化铜粉末与双氧水，经加热反应得到低酸硫酸铜溶液；所述低酸硫酸铜溶液用碱调pH值至3.5~4后静置，经过滤分别得到除砷铁渣和硫酸铜净化液；所述硫酸铜净化液经蒸发浓缩、结晶、过滤，即得纯度＞97%的硫酸铜，滤液则返回废电解液；所述氧化铜按下式计量添加：n_CuO/[n_H2SO4-n_Cu]=0.8~1，式中n_CuO为氧化铜的摩尔数，n_H2SO4为所述废电解液中硫酸的摩尔数，n_Cu为所述废电解液中铜的摩尔数；所述双氧水与所述氧化铜的摩尔比为0.5~1。

所述废电解液是指来源于铜冶炼行业火法熔炼-电解精炼工艺中产生的废电解液。

所述氧化铜为工业氧化铜，纯度≥99%。

所述加热反应的条件是指温度为60~90℃，时间为0.5~2h。

所述碱是指质量分数为10%~30%的氢氧化钠水溶液或者碳酸钠水溶液。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明中加入双氧水，用于加速氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜，并将废电解液中的将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，AsO₂^-被氧化生成AsO₄^3-，而AsO₄^3-与Fe³⁺反应生成FeAsO₄沉淀，多余的Fe³⁺则用碱中和后得到氢氧化铁沉淀，不但反应速率快，而且显著提高废电解液制备硫酸铜的产品质量，解决了冶炼硫酸铜含酸、含杂超标的问题。