1.本发明涉及一种电积铜阳极液的净化除铁的方法。
背景技术：
2.萃取技术给铜的
湿法冶金带来了革命性的变化，创建了现代湿法
铜工业。参照图1，采用铜萃取剂对生产原液进行净化除铜，反萃液再进行铜电积，形成系统中铜的开路，获得重要的副产品电积铜。铜萃取剂的铜、铁分离系数约为500～600，而且随着萃取剂循环使用次数的增加，铜、铁分离系数下降至350～500，因此，较多的铁离子会进入铜电积溶液中。反萃液进行铜电积后，铜离子形成金属铜，得到开路，而阳极液返回反萃工序循环使用。阳极液多次循环后，铁离子会逐渐富集。富集的铁离子虽然不至于在阴极上析出而影响产品质量，但是存在两方面的危害，一方面硫酸铜溶解度降低，阳极液电阻、粘度和密度增大，阳极泥沉降速度降低，阳极液中悬浮物含量增加，加大了阳极液和悬浮物对阴极铜的污染，导致阴极铜质量降低，严重时导致铜挂耳断裂；另一方面，阳极液中铁离子fe2+和fe3+在阳极和阴极间反复耗电，使电流效率降低(≤70％)和吨铜电耗增加(由行业平均2000kwh/t增至2400kwh/t)。因此，电积过程中应严格控制阳极液中杂质铁含量，一般控制在3g/l以下。为提高阴极铜质量、降低吨铜电耗，必须对电积铜阳极液进行净化除铁。
3.目前电积铜阳极液湿法沉淀净化除铁主要采取每天按比例返回原液当中，从而降低反萃液中的铁离子浓度，但是该方法并没有实现铁离子的开路，铁离子依然在系统中循环，且造成原液酸浓度升高、体系浓度降低。
4.目前电积铜阳极液湿法沉淀净化除铁方法主要有黄铁矾法、针铁矿法和氢氧化铁沉淀法3种，工业化应用过程中负效应较为明显。采用黄铁矾法除铁，所产生渣易于沉淀、过滤和分离，且主金属量夹带较少，但除铁产物黄铁矾生成过程中酸量逐步增加，溶液ph值控制较为困难；采用针铁矿法除铁，所产生铁渣过滤性能好且环境污染较少，但此工艺要求溶液fe3+质量浓度小于1g/l，方法局限性较强；采用氧化中和水解法除铁，工艺简单、成本低且能耗少，但电解液酸度变化频繁，酸损失较大，且水解除铁产物fe(oh)3沉淀往往以无定形胶状物形式存在，较难过滤，伴生金属损失量增大。
5.为了解决上述问题，特此提出本发明。
技术实现要素：
6.本发明目的在于提供一种电积铜阳极液的净化除铁的方法，旨在彻底解决上述阴极铜质量不合格、吨铜电耗上升等瓶颈问题，应用于生产实践后，能有效改善电积铜生产过程中铁离子影响的问题。
7.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种电积铜阳极液的净化除铁的方法，应用于处理铜电积后的阳极液，包括以下步骤：
9.步骤1，准备萃原液，所述萃原液为含有铜和铁的硫酸溶液；
10.步骤2，配制有机相，所述有机相含有p204和稀释剂；
11.步骤3，将步骤1和2所述萃原液和有机相进行逆流萃取,得到负载有机相和萃余液；萃取流比为有机相与水相流量之比为10:1～1:1，萃取级数3～10级，每级的混合时间为3～10min，温度为15～55℃。
12.优选的，步骤1中所述萃原液组成：铜浓度为35～40g/l，铁浓度≥3g/l，硫酸浓度为185～210g/l。
13.优选的，步骤2中所述有机相组成：p204浓度为10％～40％，其余为稀释剂。
14.优选的，步骤2中所述的稀释剂为260#溶剂油。
15.优选的，步骤3中所述的萃取条件有机相不需经过皂化处理。不经过皂化工序，有机相使用周期延长，有机相与水相的分相时间减少，有机相夹带损失减少，降低有机相的消耗；p204萃取剂价廉易得，保证了整个方法的经济性；p204在萃取过程中不需经过钠皂，具有成本优势。富铁阳极液硫酸浓度较高(185～210g/l)，钠皂对体系ph调节作用不大，因此p204不需钠皂(按皂化率60％计算，皂化碱量为0.45n，相当于中和了22.05g/l的硫酸，体系ph变化较小)。
16.有益技术效果：
17.1.本发明通过萃取技术，实现电积铜阳极液中铁的有效脱除，采用萃取技术在处理物料中的优势，实现p204萃取剂除铁。
18.2.本发明实现电积铜阳极液中铁离子的有效脱除，使阳极液中的铁离子含量降低至2g/l以下；可以大幅提高电积铜产品质量，确保阴极铜不再发生挂耳脱落现象。
19.3.本发明可以明显提高电积电流效率至93％以上，铜电积电耗可以降至约2400kwh/t，吨铜节电约400kwh/t；改善萃取的操作性；具有流程简单，无废渣、废液排放，具有高效、经济、环保、实用性强的优点。
附图说明
20.图1为背景技术中电积铜生产工艺流程图。
21.图2为本发明电积铜阳极液的净化除铁的方法的工艺流程图。
具体实施方式
22.实施例1
23.参照图2，将所述电积铜后的富铁阳极液即萃原液导入p204萃取线；所述萃原液的组成：铜浓度为35g/l，铁浓度为5g/l，硫酸浓度为185g/l。
24.配制有机相，以260#溶剂油为稀释剂，其中p204浓度为25％，稀释剂为75％。
25.利用所配制的有机相与富铁阳溶液在流比2.5:1的条件下逆流5级萃取，每级混合时间为3min，萃取温度为25℃。
26.萃取所得负载有机相中铁浓度为1.4g/l，铜浓度为0.001g/l，铁的萃取率达到64％，铜的萃取率仅为0.001％。
27.萃余液中铁的浓度降到2g/l。
28.实施例2：
29.将所述电积铜后的富铁阳极液即萃原液导入p204萃取线；所述萃原液的组成：铜
浓度为40g/l，铁浓度为5g/l，硫酸浓度为210g/l。
30.配制有机相，以260#溶剂油为稀释剂，其中p204浓度为30％，稀释剂为70％。
31.利用所配制的有机相与萃原液在流比3:1的条件下逆流5级萃取，每级混合时间为5min，萃取温度为15℃。
32.萃取所得负载有机相中铁浓度为1.5g/l，铜浓度为0.001g/l，铁的萃取率达到70％，铜的萃取率仅为0.001％。
33.萃余液中铁的浓度降到1.5g/l。
34.实施例3：
35.将所述电积铜后的富铁阳极液即萃原液导入p204萃取线；所述萃原液的组成：铜浓度为40g/l，铁浓度为5g/l，硫酸浓度为210g/l。
36.配制有机相，以260#溶剂油为稀释剂，其中p204浓度为10％，稀释剂为90％。
37.利用所配制的有机相与萃原液在流比10:1的条件下逆流3级萃取，每级混合时间为10min，萃取温度为55℃。
38.萃取所得负载有机相中铁浓度为1.5g/l，铜浓度为0.001g/l，的萃取率达到70％，铜的萃取率仅为0.001％。
39.萃余液中铁的浓度降到1.5g/l。
40.实施例4：
41.将所述电积铜后的富铁阳极液即萃原液导入p204萃取线；所述萃原液的组成：铜浓度为40g/l，铁浓度为5g/l，硫酸浓度为210g/l。
42.配制有机相，以260#溶剂油为稀释剂，其中p204浓度为40％，稀释剂为60％。
43.利用所配制的有机相与萃原液在流比1:1的条件下逆流10级萃取，每级混合时间为10min，萃取温度为55℃。
44.萃取所得负载有机相中铁浓度为1.6g/l，铜浓度为0.001g/l，萃余液中铁的浓度降到1.6g/l。技术特征：
1.一种电积铜阳极液的净化除铁的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，准备萃原液，所述萃原液为含有铜和铁的硫酸溶液；步骤2，配制有机相，所述有机相含有p204和稀释剂；步骤3，将步骤1和2所述萃原液和有机相进行逆流萃取,得到负载有机相和萃余液；萃取流比为有机相与水相流量之比为10:1～1:1，萃取级数3～10级，每级的混合时间为3～10min，温度为15～55℃。2.根据权1所述电积铜阳极液的净化除铁的方法，其特征在于，步骤1中所述萃原液组成：铜浓度为35～40g/l，铁浓度≥3g/l，硫酸浓度为185～210g/l。3.根据权1所述电积铜阳极液的净化除铁的方法，其特征在于，步骤2中所述有机相组成：p204浓度为10％～40％，其余为稀释剂。4.根据权3所述电积铜阳极液的净化除铁的方法，其特征在于，步骤2中所述的稀释剂为260#溶剂油。5.根据权3所述电积铜阳极液的净化除铁的方法，其特征在于，步骤3中所述的萃取条件有机相不需经过皂化处理。
技术总结
本发明涉及一种电积铜阳极液的净化除铁的方法，包括如下步骤：步骤1，准备萃原液，萃原液为含有铜和铁的硫酸溶液；步骤2，配制有机相，所述有机相含有P204和稀释剂；步骤3，将步骤1和2所述萃原液和有机相进行逆流萃取,得到负载有机相和萃余液；萃取流比为有机相与水相流量之比为10:1～1:1，萃取级数3～10级，每级的混合时间为3～10min，温度为15～55℃；步骤1中所述萃原液组成：铜浓度为35～40g/L，铁浓度≥3g/L，硫酸浓度为185～210g/L；步骤2中所述有机相组成：P204浓度为10％～40％，其余为稀释剂；步骤2中所述的稀释剂为260#溶剂油。本发明可以实现电积铜阳极液中铁离子的有效脱除，使阳极液中的铁离子含量降低至2g/L以下；大幅提高电积铜产品质量，确保阴极铜不再发生挂耳脱落现象。脱落现象。脱落现象。
技术研发人员：凌怊 孔繁振 刘元龙 王科 马佳 徐静云 刘亮 丁伯芬
受保护的技术使用者：浙江天能
新材料有限公司
技术研发日：2021.05.12
技术公布日：2021/9/3
声明：
“电积铜阳极液的净化除铁的方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：浙江天能新材料有限公司
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2024年12月13日 ~ 15日 
