專利名稱：利用含銅廢棄物濕法提取高品位銅板清潔節(jié)能環(huán)保新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及資源回收再利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種利用含銅廢棄物濕法提取高品位銅板清潔節(jié)能環(huán)保新エ藝。
背景技術(shù)：
銅是人類最早使用的金屬，早在史前時(shí)代，人們就開始采掘露天銅礦，并用獲取的銅制造武器、式具和其他器皿。銅的使用對早期人類文明的進(jìn)步影響深遠(yuǎn)。銅是ー種存在于地殼和海洋中的金屬，銅在地殼中的含量約為0.01%,在個(gè)別銅礦床中，銅的含量可以達(dá)到3% 5%。自然界中的銅，多數(shù)以化合物即銅礦物存在。銅礦物與其他礦物聚合成銅礦石，開采出來的銅礦石，經(jīng)過選礦而成為含銅品位較高的銅精礦。銅是與人類關(guān)系非常密切的有色金屬，被廣泛應(yīng)用于電氣、輕エ、機(jī)械制造、建筑エ業(yè)、國防エ業(yè)等領(lǐng)域，在中國有色金屬材料的消費(fèi)中僅次于鋁。銅在電氣、電子エ業(yè)中應(yīng)用最廣、用量最大，占總消費(fèi)量一半以上。用于各種電纜和導(dǎo)線，電機(jī)和變壓器，開關(guān)以及印刷線路板等的制造，在機(jī)械和運(yùn)輸車輛制造中，用于制造エ業(yè)閥門和配件、儀表、滑動(dòng)軸承、模具、熱交換器和泵等。我國銅資源比較緊缺，毎年都要花大量外匯進(jìn)ロ大量銅精礦、雜銅和電解銅。而對于含銅廢棄物中銅的提取再利用沒有做到十分完善。如對于含銅廢棄衣物拉鏈、印制電路板等中銅的提取回收主要方法有物理法、化學(xué)法和微生物法。物理法主要是采用重力分選、磁選、靜電分選等方法將金屬混合物中的銅分選出來，其缺點(diǎn)是銅的回收率和品位不高；微生物法還不夠成熟，尚處于摸索階段；在化學(xué)方法中主要采用漂洗、冶煉或使用化學(xué)溶液把銅離子置換出來，這些方法都存在著回收率不高，環(huán)境污染大，廢氣、廢水很難處理，且提取的銅品位不高，很難達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供ー種方法簡單，提取純度高的利用含銅廢棄物濕法提取高品位銅板清潔節(jié)能環(huán)保新エ藝。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)ー種利用含銅廢棄物濕法提取高品位銅板清潔節(jié)能環(huán)保新エ藝，其エ藝步驟為I.首先將含銅廢棄物進(jìn)行分選、粉碎，將粉碎后的原料裝入陽極框；2.將裝入原料的陽極框放入電解槽作為陽極，在每兩個(gè)陽極框之間設(shè)有一陰極板作為陰極，將含有酸性硫酸銅溶液及一定數(shù)量添加劑的溶液作為電解液，將電解液進(jìn)行加熱，并經(jīng)電解液循環(huán)系統(tǒng)始終在電解槽內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，當(dāng)電解槽內(nèi)直流電通過時(shí)，陽極上發(fā)生銅的電化溶解，同時(shí)在陰極上析出純銅；3.在電解過程中，由于貴金屬和部分其它雜質(zhì)進(jìn)入陽極泥，另ー些雜質(zhì)則主要轉(zhuǎn)入到溶液中與雜質(zhì)分離，經(jīng)電解精練可得到高品位的電解銅，以及富集有貴金屬的陽極泥，將含有成品電解銅的陰極板進(jìn)行清洗，并經(jīng)計(jì)量、檢測、入庫，作為成品電解銅出售；4.對陽極泥經(jīng)進(jìn)一歩處理，回收其中的貴金屬；
5.將含有較多雜質(zhì)的電解液，從電解液循環(huán)系統(tǒng)中抽出一部分進(jìn)行凈化，并制取副產(chǎn)品硫酸銅和硫酸鎳，為保證電解液的電解能力，在浄化后，對電解液進(jìn)行取樣化驗(yàn)，并根據(jù)需要加入硫酸及蒸餾水，從而電解液中雜質(zhì)含量不致超過允許的限度，以保證電解精練的正常作業(yè)；6.對副產(chǎn)品硫酸銅進(jìn)行電積脫銅，制得電積銅，并將電積銅隨原料一起裝入陽極框進(jìn)行電解吸收。電解液中應(yīng)保持足夠高的硫酸的濃度，在120-180克/升；電解液的溫度不要太高，控制在50_56°C。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明エ藝步驟簡單，能夠有效的對資源進(jìn)行回收利率，其銅的提取率可達(dá)到99. 99%，沒有廢棄物的排除，對環(huán)境友好，經(jīng)濟(jì)效益高。


圖I為本發(fā)明エ藝流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)ー步闡述本發(fā)明。ー種利用含銅廢棄物濕法提取高品位銅板清潔節(jié)能環(huán)保新エ藝，其エ藝步驟為I.首先將含銅廢棄物進(jìn)行分選、粉碎，將粉碎后的原料裝入陽極框；2.將裝入原料的陽極框放入電解槽作為陽極，在每兩個(gè)陽極框之間設(shè)有一陰極板作為陰極，將含有酸性硫酸銅溶液及一定數(shù)量添加劑的溶液作為電解液，將電解液進(jìn)行加熱，并經(jīng)電解液循環(huán)系統(tǒng)始終在電解槽內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，當(dāng)電解槽內(nèi)直流電通過時(shí)，陽極上發(fā)生銅的電化溶解，同時(shí)在陰極上析出純銅；3.在電解過程中，由于貴金屬和部分其它雜質(zhì)進(jìn)入陽極泥，另ー些雜質(zhì)則主要轉(zhuǎn)入到溶液中與雜質(zhì)分離，經(jīng)電解精練可得到高品位的電解銅，以及富集有貴金屬的陽極泥，將含有成品電解銅的陰極板進(jìn)行清洗，并經(jīng)計(jì)量、檢測、入庫，作為成品電解銅出售；4.對陽極泥經(jīng)進(jìn)一歩處理，回收其中的貴金屬；5.將含有較多雜質(zhì)的電解液，從電解液循環(huán)系統(tǒng)中抽出一部分進(jìn)行凈化，并制取副產(chǎn)品硫酸銅和硫酸鎳，為保證電解液的電解能力，在浄化后，對電解液進(jìn)行取樣化驗(yàn)，并根據(jù)需要加入硫酸及蒸餾水，從而電解液中雜質(zhì)含量不致超過允許的限度，以保證電解精練的正常作業(yè)；6.對副產(chǎn)品硫酸銅進(jìn)行電積脫銅，制得電積銅，并將電積銅隨原料一起裝入陽極框進(jìn)行電解再吸收。電解精練可以近似的用下列電化系統(tǒng)表示Cu 純 /CuSo4 H2So4 H20/Cu 不純由于電離的緣故，在電解液中按下列反應(yīng)生成離子CiiSo4~ Cu正2 價(jià)+S0:負(fù)2 價(jià)
丨丨，S(h ^^ 2丨丨+SO,負(fù)2價(jià)H2O -^ HiHl價(jià)OH負(fù)I價(jià)在未通電時(shí)，由于處于動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)直流電源接通時(shí)，在外界電場的作用下，各種離子做定向運(yùn)動(dòng)，在陽極上發(fā)生下式反應(yīng)Cu-2e —" Cu iE2價(jià)
在正常的情況下，成ニ價(jià)銅離子狀態(tài)，該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電位為0.344伏持。只有當(dāng)電解液的銅離子濃度很大時(shí)，或電解槽內(nèi)陽極嚴(yán)重鈍化、槽電壓上升到2伏特以上時(shí)，才有氫氧根離子的放電，在陽極上析出氧氣，至于硫酸根離子的放電，因其電位更正，所以銅電解過程中是不能進(jìn)行的。在陰極上發(fā)生下式反應(yīng)CiuO 價(jià)+2e- Cu該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電位為0. 344伏特,氫的標(biāo)準(zhǔn)電位較銅負(fù)，并且氫在銅陰極上析出的超電壓植又較大，正常操作情況下銅離子不會(huì)析出的，只有在陰極附近的電解液中銅離子的濃度極底的情況下，才有析出氫氣的可能。由此可見，銅電解精練過程中，在兩極上的主要反應(yīng)是銅在陽極上溶解和銅離子在陰極上的析出。但是在電解吋，陽極銅除以2價(jià)銅離子的形態(tài)進(jìn)入溶液外還有以I價(jià)銅離子的形態(tài)溶解。Cu-e=Cu 正 I 價(jià)生成的一價(jià)銅離子，在有金屬銅存在的情況下，和ニ價(jià)銅離子存在下列平衡Cu+Cu=2Cu這種平衡關(guān)系在一定的溫度下有著一定的平衡常數(shù)，隨著溫度的升高，反應(yīng)向生成ー價(jià)銅的方向進(jìn)行，但是，在一般的電解條件下，一價(jià)銅離子的平衡濃度是很小的，而且在生產(chǎn)的過程中，一價(jià)銅和ニ價(jià)銅之間的平衡不斷的受到破壞，其原因有ニ I、一價(jià)銅氧化成ニ價(jià)銅Cu2S04+H2S04+ 二分之一 02=2CuS04+H20此反應(yīng)的速度隨著溫度的升高以及與空氣的接觸程度的增加而加快，結(jié)果使溶液中的銅離子的濃度增加，并消耗了溶液中的硫酸。2、ー價(jià)銅分解而析出銅粉2CuS() ~^CiiS(),+Cu析出的銅粉進(jìn)入陽極泥，稀釋了其中的貴金屬的含量，并造成銅的損失。綜合上述可以得出以下結(jié)論銅電解精練過程，是在直流電的作用下，銅在陽極上以ニ價(jià)的形態(tài)溶解，而ニ價(jià)銅在陰極上以金屬的形態(tài)析出的過程，但是除此之外，還不可避免的有一價(jià)銅離子的產(chǎn)生，并因此而引起ー些不利的副反應(yīng)，為了使這些不利的副反應(yīng)減少到最小的程度及獲得良好的電解效果，電解時(shí)應(yīng)遵守下列條件I、電解液中應(yīng)保持足夠高的硫酸的濃度，120-180克/升；2、盡量減少電解液與空氣的接觸；3、電解液的溫度不要太高，控制在50_56°C ；4、保持足夠高的電流密度。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.利用含銅廢棄物濕法提取高品位銅板清潔節(jié)能環(huán)保新エ藝，其特征在于其エ藝步驟為 a.首先將含銅廢棄物進(jìn)行分選、粉碎，將粉碎后的原料裝入陽極框； b.將裝入原料的陽極框放入電解槽作為陽極，在每兩個(gè)陽極框之間設(shè)有ー陰極板作為陰極，將含有酸性硫酸銅溶液及一定數(shù)量添加劑的溶液作為電解液，將電解液進(jìn)行加熱，并經(jīng)電解液循環(huán)系統(tǒng)始終在電解槽內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，當(dāng)電解槽內(nèi)直流電通過時(shí)，陽極上發(fā)生銅的電化溶解，同時(shí)在陰極上析出純銅； c.在電解過程中，由于貴金屬和部分其它雜質(zhì)進(jìn)入陽極泥，另ー些雜質(zhì)則主要轉(zhuǎn)入到溶液中與雜質(zhì)分離，經(jīng)電解精練可得到高品位的電解銅，以及富集有貴金屬的陽極泥，將含有成品電解銅的陰極板進(jìn)行清洗，并經(jīng)計(jì)量、檢測、入庫，作為成品電解銅出售； d.對陽極泥經(jīng)進(jìn)ー步處理，回收其中的貴金屬； e.將含有較多雜質(zhì)的電解液，從電解液循環(huán)系統(tǒng)中抽出一部分進(jìn)行凈化，并制取副產(chǎn)品硫酸銅和硫酸鎳，為保證電解液的電解能力，在浄化后，對電解液進(jìn)行取樣化驗(yàn)，井根據(jù)需要加入硫酸及蒸餾水，從而電解液中雜質(zhì)含量不致超過允許的限度，以保證電解精練的正常作業(yè)； f.對副產(chǎn)品硫酸銅進(jìn)行電積脫銅，制得電積銅，并將電積銅隨原料一起裝入陽極框進(jìn)行電解吸收。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用含銅廢棄物濕法提取高品位銅板清潔節(jié)能環(huán)保新エ藝，其特征在于所述電解液中硫酸的濃度保持在120-180克/升。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用含銅廢棄物濕法提取高品位銅板清潔節(jié)能環(huán)保新エ藝，其特征在于所述電解液的溫度控制在50-56°C。
全文摘要
一種利用含銅廢棄物濕法提取高品位銅板清潔節(jié)能環(huán)保新工藝，涉及資源回收再利用技術(shù)領(lǐng)域，首先將含銅廢棄物粉碎后裝入陽極框；將裝入原料的陽極框放入電解槽作為陽極，在每兩個(gè)陽極框之間設(shè)有一陰極板作為陰極，將含有酸性硫酸銅溶液及一定數(shù)量添加劑的溶液作為電解液，將電解液進(jìn)行加熱，并經(jīng)電解液循環(huán)系統(tǒng)始終在電解槽內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，當(dāng)電解槽內(nèi)直流電通過時(shí)，陽極上發(fā)生銅的電化溶解，同時(shí)在陰極上析出純銅；將含有成品電解銅的陰極板進(jìn)行清洗，并經(jīng)計(jì)量、檢測、入庫，作為成品電解銅出售；對陽極泥經(jīng)進(jìn)一步處理，回收其中的貴金屬。本發(fā)明工藝步驟簡單，能夠有效的對資源進(jìn)行回收利率，其銅的提取率可達(dá)到99.99%，沒有廢棄物的排除，對環(huán)境友好，經(jīng)濟(jì)效益高。
文檔編號C22B7/00GK102776527SQ20121026878
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者芮小保, 袁海波, 鄭妙軍, 黃冬冬 申請人:安徽嘉偉再生資源有限公司