湿法提铜工艺

2379 编辑：中冶有色技术网来源：华建彬

2022-03-02 16:38:39

权利要求

1.湿法提铜工艺，包括以下步骤：

S1：选取氧化铜矿并通过破碎机进行破碎，破碎后再通过研磨机进行研磨，把破碎后的颗粒研磨至0.088mm-0.14mm，得到矿粉；

S2：向步骤S1所得的矿粉中加入酸液进行酸浸处理，并使液固比达到3:1，然后进行搅拌3-5小时，搅拌完成后补加一定的水进行稀释，稀释后进行静置沉淀；

S3:对步骤S2中沉淀后的颗粒进行过滤并得到滤渣，然后再通过水淋对滤渣进行水洗，得到滤液并使滤液的PH为2-4；

S4：对步骤S3所得的滤液通过电积产出电积铜。

2.根据权利要求1所述的湿法提铜工艺，其特征在于，步骤S4所述的电积包括整流器、蠕动泵、阳极材料、阴极材料和电解液。

3.根据权利要求2所述的湿法提铜工艺，其特征在于，所述整流器为YJ一2060型整流器，用于控制电积过程中的电流密度，所述蠕动泵为BTl00—1L型泵，用于控制电积液的循环速度。

4.根据权利要求2所述的湿法提铜工艺，其特征在于，所述阳极材料规格为90mm×55mm×5mm的Pb一1.2％Sn—O.03％Ca合金，所述阴极材料为规格100mm×60mm×5mm的316不锈钢。

5.根据权利要求2所述的湿法提铜工艺，其特征在于，所述阳极材料与阴极材料之间极距为80-100mm。

6.根据权利要求2所述的湿法提铜工艺，其特征在于，所述电解液成分为Cu离子、硫酸和Cl离子，所述Cu离子、硫酸和Cl离子含量分别为45g/L、170g/L和35g/L。

7.根据权利要求2所述的湿法提铜工艺，其特征在于，所述电解液还包括硫酸钴、古尔胶和硫脲，所述硫酸钴的含量分别为80-200mg/L,所述吨古尔胶的含量为20-80g，，每吨铜添加所述硫脲20-40g。

8.根据权利要求1所述的湿法提铜工艺，其特征在于，所述电积液温度为42±0.5℃。

9.根据权利要求1所述的湿法提铜工艺，其特征在于，所述阳极材料在使用前进行预处理烘干称重，在自制电积体系中进行恒流极化，极化时间120h，工作条件为电流密度200A/㎡。

10.根据权利要求1所述的湿法提铜工艺，其特征在于，所述阳极和阴极材料在使用完成后通过糖碱溶液进行加热煮沸30-50min，所述糖碱溶液为葡萄糖和氢氧化钠，且所述葡萄糖和氢氧化钠溶液的含量分别为20g/L和100g/L。

说明书

技术领域

本发明涉及一种提铜工艺，具体为湿法提铜工艺。

背景技术

湿法提铜在低品位难处理铜矿资源、含铜金精矿利用等方面受到普遍关注，特别是高选择性铜萃取剂及其配套萃取工艺在生产上的成功应用推动了湿法提铜工业的发展。

现有的湿法提铜经典工艺由浸出—溶剂萃取—电积三个主要工序组成，在电积过程电积添加剂的种类和用量会直接影响阴极铜的质量及过程能耗。因此我们对此做出改进，提出一种湿法提铜工艺。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种湿法提铜工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种湿法提铜工艺，包括以下步骤：

S1：选取氧化铜矿并通过破碎机进行破碎，破碎后再通过研磨机进行研磨，把破碎后的颗粒研磨至0.088mm-0.14mm，得到矿粉；

S3:对步骤S2中沉淀后的颗粒进行过滤并得到滤渣，然后再通过水淋对滤渣进行水洗，得到滤液并使滤液的PH为2-4；

S4：对步骤S3所得的滤液通过电积产出电积铜。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤S4所述的电积包括整流器、蠕动泵、阳极材料、阴极材料和电解液。

作为本发明的一种优选技术方案，所述整流器为YJ一2060型整流器，用于控制电积过程中的电流密度，所述蠕动泵为BTl00—1L型泵，用于控制电积液的循环速度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述阳极材料规格为90mm×55mm×5mm的Pb一1.2％Sn—O.03％Ca合金，所述阴极材料为规格100mm×60mm×5mm的316不锈钢。

作为本发明的一种优选技术方案，所述阳极材料与阴极材料之间极距为80-100mm。

作为本发明的一种优选技术方案，所述电解液成分为Cu离子、硫酸和Cl离子，所述Cu离子、硫酸和Cl离子含量分别为45g/L、170g/L和35g/L。

作为本发明的一种优选技术方案，所述电解液还包括硫酸钴、古尔胶和硫脲，所述硫酸钴的含量分别为80-200mg/L,所述吨古尔胶的含量为20-80g，，每吨铜添加所述硫脲20-40g。

作为本发明的一种优选技术方案，所述电积液温度为42±0.5℃。

作为本发明的一种优选技术方案，所述阳极材料在使用前进行预处理烘干称重，在自制电积体系中进行恒流极化，极化时间120h，工作条件为电流密度200A/m2。

作为本发明的一种优选技术方案，所述阳极和阴极材料在使用完成后通过糖碱溶液进行加热煮沸30-50min，所述糖碱溶液为葡萄糖和氢氧化钠，且所述葡萄糖和氢氧化钠溶液的含量分别为20g/L和100g/L。

本发明的有益效果是：该种湿法提铜工艺，铜电积液添加Co离子有利于减缓阳极腐蚀速度，降低阳极电位，电积液Co离子适宜浓度为100mg/L；电积液添加古尔胶有利于表面光滑、平整阴极铜生成，古尔胶适宜用量为吨铜50g，在铜电解工艺电流密度较高(～300A/㎡)，硫脲的作用明显，可以将硫脲作为添加剂。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种湿法提铜工艺的Co离子浓度对阳极腐蚀速率和阳极电位的影响示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：本发明一种湿法提铜工艺，包括以下步骤：

S1：选取氧化铜矿并通过破碎机进行破碎，破碎后再通过研磨机进行研磨，把破碎后的颗粒研磨至0.088mm-0.14mm，得到矿粉；

S3:对步骤S2中沉淀后的颗粒进行过滤并得到滤渣，然后再通过水淋对滤渣进行水洗，得到滤液并使滤液的PH为2-4；

S4：对步骤S3所得的滤液通过电积产出电积铜。

步骤S4的电积包括整流器、蠕动泵、阳极材料、阴极材料和电解液，整流器为YJ一2060型整流器，用于控制电积过程中的电流密度，蠕动泵为BTl00—1L型泵，用于控制电积液的循环速度，阳极材料规格为90mm×55mm×5mm的Pb一1.2％Sn—O.03％Ca合金，阴极材料为规格100mm×60mm×5mm的316不锈钢，阳极材料与阴极材料之间极距为80-100mm，电解液成分为Cu离子、硫酸和Cl离子，Cu离子、硫酸和Cl离子含量分别为45g/L、170g/L和35g/L，电解液还包括硫酸钴、古尔胶和硫脲，硫酸钴的含量分别为80-200mg/L,吨古尔胶的含量为20-80g，，每吨铜添加硫脲20-40g，电积液温度为42±0.5℃，阳极材料在使用前进行预处理烘干称重，在自制电积体系中进行恒流极化，极化时间120h，工作条件为电流密度200A/m2，阳极和阴极材料在使用完成后通过糖碱溶液进行加热煮沸30-50min，糖碱溶液为葡萄糖和氢氧化钠，且葡萄糖和氢氧化钠溶液的含量分别为20g/L和100g/L

实施例1：

电解液成分为Cu离子45g/L、硫酸170g/L、硫酸钴的含量分别为80-200mg/L、吨古尔胶的含量为20-80g，吨硫脲含量为20-40g，电积液温度为42±0.5℃。

该实施例用以研究Co离子对阳极腐蚀速率的影响，此时的电解液不添加Cl离子，Co离子对阳极析氧反应具有良好的电催化作用，可以降低析氧过电位和阳极电位，从而减小槽电压，同时减缓铅基阳极腐蚀速度，既保护阳极又可降低阴极铜中铅含量，工业实践中Co离子添加量通常在80～200mg/L，从图1可看出，Co离子浓度对铅阳极腐蚀速率和，阳极电位的影响显著，且阳极腐蚀速率和阳极电位都随Co离子浓度的提高而降低，当Co离子浓度提高至80mg/L后，继续提高Co离子浓度对阳极腐蚀速率影响不大，因此，用于降低阳极腐蚀速率的Co离子添加量以80mg/L为宜。当Co离子添加量由0增加至100mg/L时，其阳极电位降低了110mV，即阳极析氧过电位降低110mV。Co离子的作用机理是与铅氧化物一起形成活化中心，有利于降低氧气析出的超电位，同时有助于形成牢固的铅氧化物，减少含铅微粒向电积液释放。继续提高电积液Co离子浓度，阳极电位降低速度放缓，因此，当Co离子用于降低阳极电位时，其适宜添加量为100mg/L。综合考虑Co离子对铜电积阳极腐蚀速率和析氧电位的影响，选取铜电积液中C02+浓度为100mg/L。

实施例2：

电解液成分为Cu离子45g/L、硫酸170g/L、硫酸钴的含量分别为80-200mg/L、吨古尔胶的含量为20-80g，电积液温度为42±0.5℃。

该实施例用以研究古尔胶对阴极铜形貌的影响，研究古尔胶对阴极形貌的影响时电流密度为200A/㎡、不添加硫脲和Cl离子，古尔胶是铜电积过程最重要的添加剂之一，加入古尔胶可增大阴极极化电位，改变晶核形成和生长速度，控制电化学结晶过程，避免尖端放电，使阴极铜表面光滑平整，目前铜电积工厂的吨铜古尔胶用量为20～80g。从实验得出的宏观图可见，随古尔胶添加量由20g/t提高到150g/t，阴极铜外观逐渐变得光滑、致密，条纹状完全消失。考虑到湿法提铜普遍采用萃取一电积工序，工业上常用电积贫液作为反萃剂萃铜，过量添加的古尔胶势必会进入萃取工序，影响萃取剂性能，因此古尔胶添加量不宜过高，适宜的吨铜古尔胶用量为50g。

实施例3：电解液成分为Cu离子45g/L、硫酸170g/L、硫酸钴的含量分别为80-200mg/L，吨硫脲含量为20-40g，电积液温度为42±0.5℃。

该实施例用以研究硫脲对阴极铜形貌的影响，研究硫脲对阴极形貌的影响时电流密度为200A/㎡和300A/㎡、不添加古尔胶和Cl离子，添加硫脲对铜电积的影响机理主要有2种：一是电解质溶液中溶解的硫脲形成导电性较差的胶膜吸附在阴极表面，增加阴极极化，使铜离子在阴极放电困难，降低铜电沉积速度，实现阴极铜致密沉积；二是电解质溶液中溶解的硫脲能在阴极上生成硫化亚铜微粒，可作为新的活性晶核，有利于阴极结晶细化，晶面致密、平整，在高电流密度时其作用更加明显，实验数据得知当电流密度为200A/㎡时，添加硫脲对阴极形貌几乎没有影响，说明该电流密度下添加硫脲产生新的晶核作用不明显，当电流密度为300A/㎡时，添加硫脲的效果明显，说明高电流密度时硫脲发挥了重要作用。因此，可以初步认为，我国目前铜电积工艺由于电流密度较低(200±20A/㎡)，可以不添加硫脲作为添加剂；铜电解工艺电流密度较高(～300A/㎡)，硫脲的作用明显，可以将硫脲作为添加剂。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。