一種從含銅廢料中選擇性生產(chǎn)高品質(zhì)硫酸銅的新方法
【專利摘要】一種從含銅廢料中選擇性生產(chǎn)高品質(zhì)硫酸銅的新方法，它屬于硫酸銅生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法包括以下步驟：1）含銅廢料通過(guò)硫酸使銅被浸出；2）硫酸銅浸出液旋流電解得到銅粉和電積后液；3）銅粉收集；4）電積后液萃取，萃取液經(jīng)除油后作浸出液回收利用，萃余液進(jìn)入廢水處理站進(jìn)行中和沉淀處理；5）電積銅粉經(jīng)微泡溶解、結(jié)晶得到高品質(zhì)的硫酸銅產(chǎn)品。本發(fā)明通過(guò)采用上述技術(shù)，先從成分復(fù)雜的含銅廢料中生產(chǎn)高品質(zhì)的電積銅粉，再進(jìn)而生產(chǎn)高品質(zhì)的硫酸銅產(chǎn)品，為工業(yè)含銅廢料的處理開辟出另外一條路線，同時(shí)為生產(chǎn)高品質(zhì)的硫酸銅提供了廉價(jià)的金屬銅粉原料，其高效、可靠、工藝流程簡(jiǎn)單、無(wú)環(huán)境污染、操作簡(jiǎn)便可行，成本低廉的硫酸銅生產(chǎn)技術(shù)方案。
【專利說(shuō)明】一種從含銅廢料中選擇性生產(chǎn)高品質(zhì)硫酸銅的新方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于硫酸銅生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高效、可靠、工藝流程簡(jiǎn)單、無(wú)環(huán) 境污染、操作簡(jiǎn)便可行、成本低廉的用于旋流電解技術(shù)從含銅廢料中選擇性生產(chǎn)高品質(zhì)硫 酸銅的新方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 高品質(zhì)硫酸銅用途廣泛，目前國(guó)內(nèi)硫酸銅生產(chǎn)企業(yè)所用的原料有銅礦石及工業(yè)含 銅廢料，用工業(yè)含銅廢料生產(chǎn)硫酸銅，鉛、鎘、鎳、鋅、砷、鐵等雜質(zhì)一同進(jìn)入溶液，需采用溶 劑萃取法選擇性地去除雜質(zhì)，難度系數(shù)大，得到的硫酸銅純度較低。砷含量是衡量硫酸銅產(chǎn) 品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。目前工業(yè)上主要應(yīng)用的除砷方法是：先向硫酸銅溶液中加雙氧水 將As 3 +氧化為As 5 +，再加 Fe 2 +使生成溶度積很小的FeAs04沉淀而去除砷，其中砷脫除 率為94%左右，不能完全滿足1?品質(zhì)硫酸銅的廣品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。除去神、鐵等雜質(zhì)后，還需進(jìn) 一步除去鎳（Ni)、鈣（Ca)等超標(biāo)雜質(zhì)，目前工業(yè)上主要采用中和沉淀工藝除去鎳、鈣等雜 質(zhì)，工藝步驟復(fù)雜。因此、采用工業(yè)含銅廢料，特別是成分復(fù)雜、含砷較高的含銅物料生產(chǎn)硫 酸銅，存在工藝流程長(zhǎng)、投資大、產(chǎn)品品質(zhì)不達(dá)標(biāo)、加工費(fèi)用高等缺點(diǎn)。
[0003] 以金屬銅為原料制備硫酸銅流程簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，純度高，但是單質(zhì)銅較為昂 貴，生產(chǎn)成本高，硫酸銅生產(chǎn)企業(yè)用此方法少。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)目前的硫酸銅生產(chǎn)特點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種高效、可靠、工藝流程簡(jiǎn) 單、無(wú)環(huán)境污染、操作簡(jiǎn)便可行、成本低廉的用于旋流電解技術(shù)從含銅廢料中選擇性生產(chǎn)高 品質(zhì)硫酸銅的新方法，它直接從含銅廢料中回收高品質(zhì)的電積銅粉，產(chǎn)生的銅粉用來(lái)生產(chǎn) 商品質(zhì)硫酸銅廣品，為工業(yè)含銅廢料的處理開辟出另外一條路線，同時(shí)為生廣商品質(zhì)的硫 酸銅提供了廉價(jià)的金屬銅粉原料。
[0005] 所述的一種從含銅廢料中選擇性生產(chǎn)高品質(zhì)硫酸銅的工藝方法，其特征在于包括 以下步驟： 1) 溶銅浸出：含銅廢料通過(guò)微泡溶解的方式在高溫高酸并鼓入空氣條件下進(jìn)行銅的浸 出，得到浸出液； 2) 粉體旋流電解生產(chǎn)電積銅粉：精密后的浸出液在循環(huán)泵的作用下，控制一定的流速 在旋流電解槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)向上流動(dòng)；在電場(chǎng)的作用下，氫氧根陰離子向陽(yáng)極定向移動(dòng)，溶液中的 銅離子向陰極定向移動(dòng)，銅離子在陰極得到電子沉積析出金屬銅粉，陰離子在陽(yáng)極失去電 子析出氧氣，采用專用的粉體收集系統(tǒng)收集銅粉，得到銅粉和電積后液； 3) 銅粉的收集：當(dāng)旋流電解達(dá)到10-30分鐘后，采用壓縮空氣沖出旋流電解槽管道內(nèi) 的銅粉，再采用步驟2)的電積后液反沖洗，整個(gè)過(guò)程采用PLC進(jìn)行自動(dòng)控制，含銅粉的沖洗 液進(jìn)入沉降槽后進(jìn)行過(guò)濾分離，得到電積銅粉，沖洗液用泵送入步驟2)的旋流電解槽中繼 續(xù)電解； 4) 銅的萃?。翰襟E2)得到的電積后液調(diào)好酸度，精密過(guò)濾后進(jìn)入用LIX984N萃取工序 進(jìn)行萃取，萃取液經(jīng)超聲波氣振及氣浮塔除油后送至步驟1)中作為浸出液用或返回旋流電 解槽中電積出母液里的銅，萃余液進(jìn)入廢水處理站進(jìn)行中和沉淀處理； 5) 將步驟3)中收集的電積銅粉清洗后，采用精制硫酸微泡溶解，得到工業(yè)級(jí)硫酸銅溶 液，再通過(guò)結(jié)晶、干燥得到高品質(zhì)的硫酸銅產(chǎn)品，結(jié)晶母液返回至步驟1)中作為浸出液用， 也可以返回旋流電解槽中電積出母液里的銅。
[0006] 上述步驟中產(chǎn)生的酸霧采用酸霧吸收塔吸收，合格尾氣外排。
[0007] 所述的一種從含銅廢料生產(chǎn)精制硫酸銅的工藝方法，其特征在于步驟1)中得到的 浸出液為銅離子濃度為20-70 g/L，硫酸濃度為60-100g/l的硫酸銅溶液。
[0008] 所述的一種從含銅廢料生產(chǎn)精制硫酸銅的工藝方法，其特征在于步驟1)中所述的 溶銅浸出溫度為80°C -85°C，溶銅速度為300-500Kg/m3. d。
[0009] 所述的一種從含銅廢料生產(chǎn)精制硫酸銅的工藝方法，其特征在于步驟2)中旋流電 解中電流密度為1100-1250 A/m2、電解循環(huán)量為1900-2100L/h。
[0010] 所述的一種從含銅廢料生產(chǎn)精制硫酸銅的工藝方法，其特征在于步驟2)電流密度 為1200A/m 2、電解循環(huán)量為2000L/h。
[0011] 所述的一種從含銅廢料生產(chǎn)精制硫酸銅的工藝方法，其特征在于步驟3)中電解銅 粉在陰極附近達(dá)到一定的產(chǎn)量以旋流電解時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，旋流電解時(shí)間為10_30min，進(jìn)行銅 粉收集。
[0012] 所述的一種從含銅廢料生產(chǎn)精制硫酸銅的工藝方法，其特征在于步驟3)中所述反 沖洗的流量為150_200m 3/h，反沖時(shí)間為10-30s。
[0013] 所述的一種從含銅廢料生產(chǎn)精制硫酸銅的工藝方法，其特征在于步驟4)中電積 后液中含銅為22-26g/L，含硫酸150-180g/L，電積后液調(diào)酸度方法如下：在電積后液添加 含銅廢料，降低溶液的酸度，再用NaOH調(diào)PH值為4,所加的含銅廢料至每升電積后液中含 25_35gCu〇
[0014] 所述的一種從含銅廢料生產(chǎn)精制硫酸銅的工藝方法，其特征在于步驟4)中所述的 萃余液采用硫酸鐵和石灰石沉淀處理工藝，除去溶液中的砷渣，濾液進(jìn)入廢水站處理。
[0015] 所述的一種從含銅廢料生產(chǎn)精制硫酸銅的工藝方法，其特征在于步驟5)中所述的 精制銅粉微泡溶解后的銅離子濃度為70-80g/l，通過(guò)蒸發(fā)器蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸銅溶液濃度 為170-180g/l，最終得到電鍍級(jí)品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的硫酸銅產(chǎn)品，硫酸銅產(chǎn)品自進(jìn)料口進(jìn)入硫化床 內(nèi)，在振動(dòng)力作用下，物料沿水平方向拋擲向前連續(xù)運(yùn)動(dòng)，熱風(fēng)向上穿過(guò)流化床同濕料換 熱后，濕空氣經(jīng)旋風(fēng)分離器除塵后由排風(fēng)口排出，干燥物料由排料口排出，通過(guò)自動(dòng)打包成 每袋25kg后外售。
[0016] 通過(guò)采用上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果： 1) 本發(fā)明通過(guò)旋流電解選擇性回收技術(shù)，在電流密度為1100-1250 A/m2、電解循環(huán)量 為1900-2100L/h，優(yōu)選電流密度為1200A/m2、電解循環(huán)量為2000L/h的條件下，從成分復(fù)雜 的含銅廢料浸出液中直接回收高品質(zhì)的電積銅粉，代替現(xiàn)有技術(shù)中的銅板，其回收率高，而 且直接進(jìn)入下一單元進(jìn)行利用，得到銅粉有利于后面的溶銅反應(yīng)及銅粉的收集利用，操作 方便； 2) 本發(fā)明旋流電解得到的電積后液由于酸性太強(qiáng)，本發(fā)明先在該電積后液中加入含銅 廢料降低其酸性，當(dāng)酸性降低后，為了利于銅的浸出，再用氫氧化鈉調(diào)pH值至4, 一方面可 以處理含銅廢料，另一方面減少了氫氧化鈉的使用量，降低成本，調(diào)酸性后的電積后液通過(guò) LIX984N萃取工序進(jìn)行萃取，萃取液經(jīng)除油后送旋流電解銅系統(tǒng)或溶銅浸出步驟中，作為浸 出液用或返回旋流電解槽中電積出母液里的銅，不但能使銅離子高效回收，而且能提高廢 液回收利用率，降低生成成本； 3) 本發(fā)明將LIX984N萃取工序中得到的萃余液進(jìn)入廢水處理站用硫酸鐵和石灰石進(jìn) 行中和沉淀處理，能除去溶液中有害元素砷，達(dá)到對(duì)含銅廢料中的砷進(jìn)行無(wú)害化處理的目 的； 4) 本發(fā)明通過(guò)旋流電解技術(shù)將含銅廢料中的銅以銅粉析出，再用該銅粉生產(chǎn)硫酸銅， 產(chǎn)品品質(zhì)高，成本低廉，由于銅粉比銅板更利于生產(chǎn)硫酸銅，電積后液處理簡(jiǎn)單，降低了硫 酸銅的生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益； 5) 本發(fā)明在電積后液階段處理溶液比在硫酸銅溶液除雜階段處理簡(jiǎn)單，而且處置的效 果不影響產(chǎn)品硫酸銅的品質(zhì)，其工藝操作簡(jiǎn)單、流程短、成本低、環(huán)境良好、回收率高、產(chǎn)品 品質(zhì)高，增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了資源的高效回收，也符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此： 本發(fā)明制備硫酸銅所用的某種含銅廢料物料，測(cè)定其具體的含量廢料中的化學(xué)成分如 下： 表1含銅廢料的化學(xué)成份

【權(quán)利要求】
1. 一種從含銅廢料中選擇性生產(chǎn)高品質(zhì)硫酸銅的工藝方法，其特征在于包括以下步 驟： 1) 溶銅浸出：含銅廢料通過(guò)微泡溶解的方式在高溫高酸并鼓入空氣條件下進(jìn)行銅的浸 出，得到浸出液； 2) 粉體旋流電解生產(chǎn)電積銅粉：精密后的浸出液在循環(huán)泵的作用下，控制一定的流速 在旋流電解槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)向上流動(dòng)；在電場(chǎng)的作用下，氫氧根陰離子向陽(yáng)極定向移動(dòng)，溶液中的 銅離子向陰極定向移動(dòng)，銅離子在陰極得到電子沉積析出金屬銅粉，陰離子在陽(yáng)極失去電 子析出氧氣，采用專用的粉體收集系統(tǒng)收集銅粉，得到銅粉和電積后液； 3) 銅粉的收集：當(dāng)旋流電解達(dá)到10-30分鐘后，采用壓縮空氣沖出旋流電解槽管道內(nèi) 的銅粉，再采用步驟2)的電積后液反沖洗，整個(gè)過(guò)程采用PLC進(jìn)行自動(dòng)控制，含銅粉的沖洗 液進(jìn)入沉降槽后進(jìn)行過(guò)濾分離，得到電積銅粉，沖洗液用泵送入步驟2)的旋流電解槽中繼 續(xù)電解； 4) 銅的萃?。翰襟E2)得到的電積后液調(diào)好酸度，精密過(guò)濾后進(jìn)入用LIX984N萃取工序 進(jìn)行萃取，萃取液經(jīng)超聲波氣振及氣浮塔除油后送至步驟1)中作為浸出液用，萃余液進(jìn)入 廢水處理站進(jìn)行中和沉淀處理； 5) 將步驟3)中收集的電積銅粉清洗后，采用精制硫酸微泡溶解，得到工業(yè)級(jí)硫酸銅溶 液，再通過(guò)結(jié)晶、干燥得到高品質(zhì)的硫酸銅產(chǎn)品，結(jié)晶母液返回至步驟1)中作為浸出液用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅廢料生產(chǎn)精制硫酸銅的工藝方法，其特征在于步 驟1)中得到的浸出液為銅離子濃度為20-70 g/L，硫酸濃度為60-100g/l的硫酸銅溶液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅廢料生產(chǎn)精制硫酸銅的工藝方法，其特征在于步 驟1)中所述的溶銅浸出溫度為80°C -85°C，溶銅速度為300-500Kg/m3. d。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅廢料生產(chǎn)精制硫酸銅的工藝方法，其特征在于步 驟2)中旋流電解中電流密度為1100-1250 A/m2、電解循環(huán)量為1900-2100L/h。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅廢料生產(chǎn)精制硫酸銅的工藝方法，其特征在于步 驟2)電流密度為1200A/m2、電解循環(huán)量為2000L/h。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅廢料生產(chǎn)精制硫酸銅的工藝方法，其特征在于 步驟3)中電解銅粉在陰極附近達(dá)到一定的產(chǎn)量以旋流電解時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，旋流電解時(shí)間為 10-30min，進(jìn)行銅粉收集。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅廢料生產(chǎn)精制硫酸銅的工藝方法，其特征在于步 驟3)中所述反沖洗的流量為150-200m 3/h，反沖時(shí)間為10-30s。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅廢料生產(chǎn)精制硫酸銅的工藝方法，其特征在于步 驟4)中電積后液中含銅為22-26g/L，含硫酸150-180g/L，電積后液調(diào)酸度方法如下：在電 積后液添加含銅廢料，降低溶液的酸度，再用NaOH調(diào)PH值為4,所加的含銅廢料至每升電積 后液中含25-35gCu。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅廢料生產(chǎn)精制硫酸銅的工藝方法，其特征在于步 驟4)中所述的萃余液采用硫酸鐵和石灰石沉淀處理工藝，除去溶液中的砷渣，濾液進(jìn)入廢 水站處理。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅廢料生產(chǎn)精制硫酸銅的工藝方法，其特征在于 步驟5)中所述的精制銅粉微泡溶解后的銅離子濃度為70-80g/l，通過(guò)蒸發(fā)器蒸發(fā)結(jié)晶得 到硫酸銅溶液濃度為170-180g/l，最終得到電鍍級(jí)品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的硫酸銅產(chǎn)品。
【文檔編號(hào)】C01G3/10GK104108740SQ201410381027
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】鄧濤, 劉勇鋒 申請(qǐng)人:浙江科菲科技股份有限公司