1.本發(fā)明涉及一種電積銅陽極液的凈化除鐵的方法。

背景技術(shù)：

2.萃取技術(shù)給銅的濕法冶金帶來了革命性的變化，創(chuàng)建了現(xiàn)代濕法銅工業(yè)。參照圖1，采用銅萃取劑對生產(chǎn)原液進行凈化除銅，反萃液再進行銅電積，形成系統(tǒng)中銅的開路，獲得重要的副產(chǎn)品電積銅。銅萃取劑的銅、鐵分離系數(shù)約為500～600，而且隨著萃取劑循環(huán)使用次數(shù)的增加，銅、鐵分離系數(shù)下降至350～500，因此，較多的鐵離子會進入銅電積溶液中。反萃液進行銅電積后，銅離子形成金屬銅，得到開路，而陽極液返回反萃工序循環(huán)使用。陽極液多次循環(huán)后，鐵離子會逐漸富集。富集的鐵離子雖然不至于在陰極上析出而影響產(chǎn)品質(zhì)量，但是存在兩方面的危害，一方面硫酸銅溶解度降低，陽極液電阻、粘度和密度增大，陽極泥沉降速度降低，陽極液中懸浮物含量增加，加大了陽極液和懸浮物對陰極銅的污染，導(dǎo)致陰極銅質(zhì)量降低，嚴(yán)重時導(dǎo)致銅掛耳斷裂；另一方面，陽極液中鐵離子fe2+和fe3+在陽極和陰極間反復(fù)耗電，使電流效率降低(≤70％)和噸銅電耗增加(由行業(yè)平均2000kwh/t增至2400kwh/t)。因此，電積過程中應(yīng)嚴(yán)格控制陽極液中雜質(zhì)鐵含量，一般控制在3g/l以下。為提高陰極銅質(zhì)量、降低噸銅電耗，必須對電積銅陽極液進行凈化除鐵。

3.目前電積銅陽極液濕法沉淀凈化除鐵主要采取每天按比例返回原液當(dāng)中，從而降低反萃液中的鐵離子濃度，但是該方法并沒有實現(xiàn)鐵離子的開路，鐵離子依然在系統(tǒng)中循環(huán)，且造成原液酸濃度升高、體系濃度降低。

4.目前電積銅陽極液濕法沉淀凈化除鐵方法主要有黃鐵礬法、針鐵礦法和氫氧化鐵沉淀法3種，工業(yè)化應(yīng)用過程中負效應(yīng)較為明顯。采用黃鐵礬法除鐵，所產(chǎn)生渣易于沉淀、過濾和分離，且主金屬量夾帶較少，但除鐵產(chǎn)物黃鐵礬生成過程中酸量逐步增加，溶液ph值控制較為困難；采用針鐵礦法除鐵，所產(chǎn)生鐵渣過濾性能好且環(huán)境污染較少，但此工藝要求溶液fe3+質(zhì)量濃度小于1g/l，方法局限性較強；采用氧化中和水解法除鐵，工藝簡單、成本低且能耗少，但電解液酸度變化頻繁，酸損失較大，且水解除鐵產(chǎn)物fe(oh)3沉淀往往以無定形膠狀物形式存在，較難過濾，伴生金屬損失量增大。

5.為了解決上述問題，特此提出本發(fā)明。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

6.本發(fā)明目的在于提供一種電積銅陽極液的凈化除鐵的方法，旨在徹底解決上述陰極銅質(zhì)量不合格、噸銅電耗上升等瓶頸問題，應(yīng)用于生產(chǎn)實踐后，能有效改善電積銅生產(chǎn)過程中鐵離子影響的問題。

7.為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

8.一種電積銅陽極液的凈化除鐵的方法，應(yīng)用于處理銅電積后的陽極液，包括以下步驟：

9.步驟1，準(zhǔn)備萃原液，所述萃原液為含有銅和鐵的硫酸溶液；

10.步驟2，配制有機相，所述有機相含有p204和稀釋劑；

11.步驟3，將步驟1和2所述萃原液和有機相進行逆流萃取,得到負載有機相和萃余液；萃取流比為有機相與水相流量之比為10:1～1:1，萃取級數(shù)3～10級，每級的混合時間為3～10min，溫度為15～55℃。

12.優(yōu)選的，步驟1中所述萃原液組成：銅濃度為35～40g/l，鐵濃度≥3g/l，硫酸濃度為185～210g/l。

13.優(yōu)選的，步驟2中所述有機相組成：p204濃度為10％～40％，其余為稀釋劑。

14.優(yōu)選的，步驟2中所述的稀釋劑為260#溶劑油。

15.優(yōu)選的，步驟3中所述的萃取條件有機相不需經(jīng)過皂化處理。不經(jīng)過皂化工序，有機相使用周期延長，有機相與水相的分相時間減少，有機相夾帶損失減少，降低有機相的消耗；p204萃取劑價廉易得，保證了整個方法的經(jīng)濟性；p204在萃取過程中不需經(jīng)過鈉皂，具有成本優(yōu)勢。富鐵陽極液硫酸濃度較高(185～210g/l)，鈉皂對體系ph調(diào)節(jié)作用不大，因此p204不需鈉皂(按皂化率60％計算，皂化堿量為0.45n，相當(dāng)于中和了22.05g/l的硫酸，體系ph變化較小)。

16.有益技術(shù)效果：

17.1.本發(fā)明通過萃取技術(shù)，實現(xiàn)電積銅陽極液中鐵的有效脫除，采用萃取技術(shù)在處理物料中的優(yōu)勢，實現(xiàn)p204萃取劑除鐵。

18.2.本發(fā)明實現(xiàn)電積銅陽極液中鐵離子的有效脫除，使陽極液中的鐵離子含量降低至2g/l以下；可以大幅提高電積銅產(chǎn)品質(zhì)量，確保陰極銅不再發(fā)生掛耳脫落現(xiàn)象。

19.3.本發(fā)明可以明顯提高電積電流效率至93％以上，銅電積電耗可以降至約2400kwh/t，噸銅節(jié)電約400kwh/t；改善萃取的操作性；具有流程簡單，無廢渣、廢液排放，具有高效、經(jīng)濟、環(huán)保、實用性強的優(yōu)點。

附圖說明

20.圖1為背景技術(shù)中電積銅生產(chǎn)工藝流程圖。

21.圖2為本發(fā)明電積銅陽極液的凈化除鐵的方法的工藝流程圖。

具體實施方式

22.實施例1

23.參照圖2，將所述電積銅后的富鐵陽極液即萃原液導(dǎo)入p204萃取線；所述萃原液的組成：銅濃度為35g/l，鐵濃度為5g/l，硫酸濃度為185g/l。

24.配制有機相，以260#溶劑油為稀釋劑，其中p204濃度為25％，稀釋劑為75％。

25.利用所配制的有機相與富鐵陽溶液在流比2.5:1的條件下逆流5級萃取，每級混合時間為3min，萃取溫度為25℃。

26.萃取所得負載有機相中鐵濃度為1.4g/l，銅濃度為0.001g/l，鐵的萃取率達到64％，銅的萃取率僅為0.001％。

27.萃余液中鐵的濃度降到2g/l。

28.實施例2：

29.將所述電積銅后的富鐵陽極液即萃原液導(dǎo)入p204萃取線；所述萃原液的組成：銅

濃度為40g/l，鐵濃度為5g/l，硫酸濃度為210g/l。

30.配制有機相，以260#溶劑油為稀釋劑，其中p204濃度為30％，稀釋劑為70％。

31.利用所配制的有機相與萃原液在流比3:1的條件下逆流5級萃取，每級混合時間為5min，萃取溫度為15℃。

32.萃取所得負載有機相中鐵濃度為1.5g/l，銅濃度為0.001g/l，鐵的萃取率達到70％，銅的萃取率僅為0.001％。

33.萃余液中鐵的濃度降到1.5g/l。

34.實施例3：

35.將所述電積銅后的富鐵陽極液即萃原液導(dǎo)入p204萃取線；所述萃原液的組成：銅濃度為40g/l，鐵濃度為5g/l，硫酸濃度為210g/l。

36.配制有機相，以260#溶劑油為稀釋劑，其中p204濃度為10％，稀釋劑為90％。

37.利用所配制的有機相與萃原液在流比10:1的條件下逆流3級萃取，每級混合時間為10min，萃取溫度為55℃。

38.萃取所得負載有機相中鐵濃度為1.5g/l，銅濃度為0.001g/l，的萃取率達到70％，銅的萃取率僅為0.001％。

39.萃余液中鐵的濃度降到1.5g/l。

40.實施例4：

41.將所述電積銅后的富鐵陽極液即萃原液導(dǎo)入p204萃取線；所述萃原液的組成：銅濃度為40g/l，鐵濃度為5g/l，硫酸濃度為210g/l。

42.配制有機相，以260#溶劑油為稀釋劑，其中p204濃度為40％，稀釋劑為60％。

43.利用所配制的有機相與萃原液在流比1:1的條件下逆流10級萃取，每級混合時間為10min，萃取溫度為55℃。

44.萃取所得負載有機相中鐵濃度為1.6g/l，銅濃度為0.001g/l，萃余液中鐵的濃度降到1.6g/l。技術(shù)特征：

1.一種電積銅陽極液的凈化除鐵的方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1，準(zhǔn)備萃原液，所述萃原液為含有銅和鐵的硫酸溶液；步驟2，配制有機相，所述有機相含有p204和稀釋劑；步驟3，將步驟1和2所述萃原液和有機相進行逆流萃取,得到負載有機相和萃余液；萃取流比為有機相與水相流量之比為10:1～1:1，萃取級數(shù)3～10級，每級的混合時間為3～10min，溫度為15～55℃。2.根據(jù)權(quán)1所述電積銅陽極液的凈化除鐵的方法，其特征在于，步驟1中所述萃原液組成：銅濃度為35～40g/l，鐵濃度≥3g/l，硫酸濃度為185～210g/l。3.根據(jù)權(quán)1所述電積銅陽極液的凈化除鐵的方法，其特征在于，步驟2中所述有機相組成：p204濃度為10％～40％，其余為稀釋劑。4.根據(jù)權(quán)3所述電積銅陽極液的凈化除鐵的方法，其特征在于，步驟2中所述的稀釋劑為260#溶劑油。5.根據(jù)權(quán)3所述電積銅陽極液的凈化除鐵的方法，其特征在于，步驟3中所述的萃取條件有機相不需經(jīng)過皂化處理。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及一種電積銅陽極液的凈化除鐵的方法，包括如下步驟：步驟1，準(zhǔn)備萃原液，萃原液為含有銅和鐵的硫酸溶液；步驟2，配制有機相，所述有機相含有P204和稀釋劑；步驟3，將步驟1和2所述萃原液和有機相進行逆流萃取,得到負載有機相和萃余液；萃取流比為有機相與水相流量之比為10:1～1:1，萃取級數(shù)3～10級，每級的混合時間為3～10min，溫度為15～55℃；步驟1中所述萃原液組成：銅濃度為35～40g/L，鐵濃度≥3g/L，硫酸濃度為185～210g/L；步驟2中所述有機相組成：P204濃度為10％～40％，其余為稀釋劑；步驟2中所述的稀釋劑為260#溶劑油。本發(fā)明可以實現(xiàn)電積銅陽極液中鐵離子的有效脫除，使陽極液中的鐵離子含量降低至2g/L以下；大幅提高電積銅產(chǎn)品質(zhì)量，確保陰極銅不再發(fā)生掛耳脫落現(xiàn)象。脫落現(xiàn)象。脫落現(xiàn)象。

技術(shù)研發(fā)人員：凌怊 孔繁振 劉元龍 王科 馬佳 徐靜云 劉亮 丁伯芬

受保護的技術(shù)使用者：浙江天能新材料有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.05.12

技術(shù)公布日：2021/9/3