一種采用框式陽(yáng)極裝置直接電解-酸浸聯(lián)合法回收銅鉭鈮廢料中有價(jià)金屬的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采用框式陽(yáng)極裝置直接電解-酸浸聯(lián)合法回收銅鉭鈮廢料中有價(jià)金屬的方法，屬于資源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鉭和鈮屬于稀有貴重金屬，因具有熔點(diǎn)高、耐腐蝕、冷加工性能好等優(yōu)良挺個(gè)性，所以在冶金工業(yè)、電子工業(yè)、原子能、超導(dǎo)技術(shù)、宇航等許多領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，尤其在國(guó)防和尖端高新技術(shù)部門(mén)是須臾不能離開(kāi)的。隨著我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的加速，對(duì)鉭和鈮這些戰(zhàn)略性金屬需求不斷上升，無(wú)疑會(huì)對(duì)鉭鈮資源的供給提出重大挑戰(zhàn)。雖然我國(guó)鉭鈮儲(chǔ)量分別占世界總鉭鈮儲(chǔ)量的10%和17%，儲(chǔ)量豐富，但原礦品位及低，五氧化二鉭和五氧化二鈮含量0.003-0.02% ;礦物組分復(fù)雜，總與其他礦物共生，長(zhǎng)伴隨有放射性元素；礦物嵌布粒度細(xì)，選礦難度大；回收率只有45~55% (比國(guó)外低15~25%)，生產(chǎn)成本高。我國(guó)對(duì)金屬鉭和鈮的需求量不斷增加，在加上環(huán)境保護(hù)的壓力下，這對(duì)冶金企業(yè)提出了挑戰(zhàn)。
[0003]因此，鉭鈮資源的循環(huán)利用將是一個(gè)緩解鉭鈮資源供求緊張的有效途徑。再生鉭鈮資源主要包括新資源和舊資源。工業(yè)加工中產(chǎn)生的腳邊料、廢料、碎肩等就是新資源，經(jīng)過(guò)消費(fèi)后報(bào)廢的催化劑、硬質(zhì)合金、電容器等屬于舊資源。
[0004]鉭鈮合金是再生鉭鈮資源的一種。在回收合金中有價(jià)金屬的傳統(tǒng)工藝中，一般采用燒結(jié)、酸浸、萃取、離子交換等組合工藝。
[0005]本發(fā)明提出采用陽(yáng)極裝置直接電解一酸浸聯(lián)合法回收鉭鈮基合金廢料中金屬銅、鉭、鈮的方法，對(duì)鉭鈮基合金廢料進(jìn)行破碎清潔后直接放入陽(yáng)極框裝置中進(jìn)行電溶除雜。在一定的電解工藝參數(shù)下，陰極沉淀析出合格的雜質(zhì)金屬(如金屬銅、鎳、鈷、鋅、錫等)。對(duì)電解后的剩余的含少量雜質(zhì)的鉭鈮合金，在H2SO4-H2O2-H2O體系中進(jìn)行浸出深度除雜，可以得到純凈的金屬鉭和鈮。本發(fā)明不僅有效回收鉭鈮基合金中的鉭和鈮，同時(shí)也有效回收廢料中的雜質(zhì)金屬，并省去傳統(tǒng)中對(duì)人體環(huán)境有害的氫氟酸、萃取劑等的使用，在環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益中實(shí)現(xiàn)了雙豐收。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及不足，本發(fā)明提供一種采用框式陽(yáng)極裝置直接電解-酸浸聯(lián)合法回收銅鉭鈮廢料中有價(jià)金屬的方法。該方法直接將含部分可電溶金屬的銅鉭鈮基合金廢料經(jīng)過(guò)破碎清潔后裝入陽(yáng)極框中進(jìn)行電解，不僅實(shí)現(xiàn)了鉭鈮資源的綜合回收利用，且省去了對(duì)人體環(huán)境有害的氫氟酸、萃取劑等藥劑的使用，在環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益中實(shí)現(xiàn)了雙豐收，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0007]一種采用框式陽(yáng)極裝置直接電解-酸浸聯(lián)合法回收銅鉭鈮廢料中有價(jià)金屬的方法，其具體步驟如下:
(I)首先將銅鉭鈮廢料破碎至直徑0.5-3.0cm,長(zhǎng)0.5-20.0cm,然后采用清潔試劑清洗；
(2)將清洗后的銅鉭鈮廢料裝入到以鈦網(wǎng)為材料的框式陽(yáng)極中，采用機(jī)械或人工的方式對(duì)碎片進(jìn)行壓實(shí)，然后將框式陽(yáng)極放入到電解槽中，以裝有銅鉭鈮廢料的鈦網(wǎng)為陽(yáng)極，AIS1-316不銹鋼板為陰極，以CuSO4-H2SO4-H2O作為電解質(zhì)，在電解液溫度為20~70°C、電流密度為100~400A/m2、明膠為50~400g/tCu、硫脲為20~200g/tCu、極間距為8~18cm條件下電解3~7d獲得陰極銅、電解廢液和鈦網(wǎng)中剩余的含少量雜質(zhì)銅的鉭鈮廢料；
(3)將步驟(2)剩余的含少量雜質(zhì)銅的鉭鈮廢料按照液固比為10:1~1:10g/ml加入到酸浸劑中，其中酸浸劑為濃度50~1500g/l的硫酸和濃度為5~200g/L的雙氧水，在攪拌速度為50~600r/min條件下浸出l~24h獲得金屬鉭鈮。
[0008]所述步驟(I)中銅鉭鈮廢料中含銅10wt%~70wt%，含鉭和鈮量為30wt%~90wt%。
[0009]所述清潔試劑為先經(jīng)濃度為0.5~5mol/L的&504或HCl清洗，然后用H 20清洗，再采用95wt%的C2H5OH清洗。
[0010]所述步驟(2)鈦網(wǎng)為L(zhǎng)(長(zhǎng)度)*W(寬度)*T(厚度)900~1300mm*800~1200mm*40~80_的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，孔隙率控制在15~80%。
[0011]所述步驟(2)中CuSO4-H2SO4-H2O電解質(zhì)CuSO4濃度為l~2mol/L，H離子濃度為0.5—2.5mol/L。
[0012]所述步驟(2)得到的電解廢液經(jīng)凈化除雜后冷卻結(jié)晶獲得結(jié)晶硫酸銅。
[0013]上述除限定濃度之外的試劑其它都為分析純?cè)噭?br>[0014]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明采用了框式陽(yáng)極電解框裝置，能耗較低；
(2)本發(fā)明采用電溶除雜法，省去對(duì)人體環(huán)境有害的氫氟酸、萃取劑等藥劑的使用。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]實(shí)施例1
如圖1所示，該采用框式陽(yáng)極裝置直接電解-酸浸聯(lián)合法回收銅鉭鈮廢料中有價(jià)金屬的方法，其具體步驟如下:
(1)首先將銅鉭鈮廢料破碎至直徑1.0-3.0cm，長(zhǎng)1.0-20.0cm，然后采用清潔試劑清洗；其中銅鉭鈮廢料中含銅30wt%，含鉭55wt%和含鈮量為15wt%，銅鉭鈮廢料先經(jīng)濃度為5mol/L的H2SO4清洗，然后用H 20清洗，再采用95wt%的C2H5OH清洗；
(2)將清洗后的銅鉭鈮廢料裝入到以鈦網(wǎng)為材料的框式陽(yáng)極中，采用機(jī)械或人工的方式對(duì)碎片進(jìn)行壓實(shí)，然后將框式陽(yáng)極放入到電解槽中，以裝有銅鉭鈮廢料的鈦網(wǎng)為陽(yáng)極，AIS1-316不銹鋼板為陰極，以CuSO4-H2SO4-H2O作為電解質(zhì)，在電解液溫度為40°C、電流密度為ΙΟΟΑ/m2、明膠為80g/tCu、硫脲為20g/tCu、極間距為8cm條件下電解3d獲得99.9wt%陰極銅、電解廢液和鈦網(wǎng)中剩余的含少量雜質(zhì)銅的鉭鈮廢料；其中鈦網(wǎng)為L(zhǎng) (長(zhǎng)度)*W(寬度)*T (厚度)900mm*800mm*40mm的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，孔隙率控制在15%，所述步驟(2)中CuSO4-H2SO4-H2O電解質(zhì)CuSO4濃度為2mol/L，H離子濃度為2.5mol/L ;步驟(2)得到的電解廢液經(jīng)凈化除雜后冷卻結(jié)晶獲得結(jié)晶硫酸銅；
(3)將步驟(2)剩余的含少量雜質(zhì)銅的鉭鈮廢料按照液固比為10:lg/ml加入到酸浸劑中，其中酸浸劑為濃度200g/l的硫酸和濃度為30g/L的雙氧水，在攪拌速度為150r/min條件下浸出24h獲得金屬鉭鈮。
[0018]實(shí)施例2
如圖1所示，該采用框式陽(yáng)極裝置直接電解-酸浸聯(lián)合法回收銅鉭鈮廢料中有價(jià)金屬的方法，其具體步驟如下