1.本發(fā)明涉及有色金屬冶金領(lǐng)域，具體涉及一種精煉銅電解液中高效電解除砷的方法。

背景技術(shù)：

2.在自然界中自然銅存量極少，一般多以金屬共生礦的形態(tài)存在。銅礦石中常伴生有多種重金屬和稀有金屬，如金、銀、砷、銻、鉍、硒、鉛、碲、鈷、鎳、鉬等。由于砷的電負性比銅要大，在精煉銅過程中，砷從陽極中溶解進入到電解液中，電解液中砷濃度過高會降低精煉銅效率，若隨意排放則會對環(huán)境造成很大影響。目前，我國《工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生標準》規(guī)定：地面水中砷最高允許質(zhì)量濃度為0.04mg/l。

3.目前國內(nèi)外處理含砷廢液的方法主要有溶劑萃取法和化學沉淀法，利用有機溶劑將電解液中的砷萃取脫除或利用中和反應(yīng)將砷與ca，mg，ba，fe，al等的氫氧化物共沉淀而分離去除。但是上述方法產(chǎn)生的含砷產(chǎn)物成為新的固廢垃圾，無法得到妥善處置，只能選擇堆放或是轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生的硫化砷或砷酸鈣等固體廢物都不穩(wěn)定，極易發(fā)生分解，對空氣和水體產(chǎn)生二次污染，用鐵鹽沉淀產(chǎn)生的砷鐵共沉物雖然穩(wěn)定性好可以選擇安全填埋，但用該方法不能實現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)使用，經(jīng)濟成本較高。因此，發(fā)展一種能夠高效脫砷且經(jīng)濟循環(huán)的生產(chǎn)方式是提高有色金屬冶煉環(huán)保和經(jīng)濟效益的關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

4.本發(fā)明目的是提供一種精煉銅電解液中高效電解脫除砷的方法，解決了電解精煉銅過程中砷濃度過高影響生產(chǎn)效率的問題，實現(xiàn)了砷的高效去除。

5.一種精煉銅電解液中高效電解脫除砷的方法，其特征在于包括以下步驟：

6.利用電解槽對含30-35g/l銅和35-40g/l砷的精煉銅廢液進行電解，陰極為銅板，陽極為鉛板，電極面積為2

×

2cm2，在陰、陽極間施加0.5a/cm2的電流密度進行電解，每電解一小時將電解液進行過濾，過濾后的清液中加入cuso4·

5h2o維持電解液中銅離子的濃度為2g/l；電解溫度為20-30℃，電解時間6-8h，電解結(jié)束后，固液分離的固體可作為粗銅出售，液體可作為電解液循環(huán)進入工業(yè)電解精煉銅體系，電解后電解液中砷含量降低至10g/l以下；

7.所述電解液中cu

2+

濃度優(yōu)選范圍1.5～3.0g/l；

8.所述電流密度優(yōu)選范圍0.25～0.75a/cm2；

9.所述電解溫度優(yōu)選15-30℃；

10.所述電解時間優(yōu)選6-8h。

11.所述陰極為銅板；

12.所述陽極為鉛板；

13.所述過程需過濾處理。

14.本發(fā)明所述方法具有的優(yōu)點是：實現(xiàn)了精煉銅電解液中砷的高效脫除，過程簡單，

脫砷效率高，經(jīng)濟效益高，為精煉銅過程中含砷廢液無害處理和循環(huán)利用提供支撐。

附圖說明：

15.圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的精煉銅電解液脫砷方法的整體工藝流程圖。

16.圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例1的銅、砷濃度隨時間變化圖。

17.圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例2的銅、砷濃度隨時間變化圖。

18.圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例3和實施例4的銅、砷濃度隨時間變化圖。

具體實施方式：

19.需要說明的是，在不沖突的情況下，本技術(shù)中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

20.如背景技術(shù)所描述的，現(xiàn)有技術(shù)處理含砷廢液容易產(chǎn)生二次污染，為了解決該問題，本技術(shù)提供了一種經(jīng)濟循環(huán)精煉電解銅廢液脫砷的方法，該方法包括以下步驟：利用電解槽對含30-35g/l銅和35-40g/l汞的精煉銅廢液進行電解，陰極為銅板，陽極為鉛板，電極面積為2

×

2cm2，在陰、陽極間施加0.5a/cm2的電流密度進行電解，每電解一小時將電解液進行過濾，過濾后的清液中加入cuso4·

5h2o維持電解液中銅離子的濃度為2g/l；電解溫度為20-30℃，電解時間6-8h，電解結(jié)束后，固液分離的固體可作為粗銅出售，液體可作為電解液循環(huán)進入工業(yè)電解精煉銅體系，電解后電解液中砷含量降低至10g/l以下。

21.本發(fā)明所述方法具有的優(yōu)點是：實現(xiàn)了精煉銅電解液中砷的高效脫除，過程簡單，脫砷效率高，經(jīng)濟效益高，為精煉銅過程中含砷廢液無害處理和循環(huán)利用提供支撐。

22.在本技術(shù)一個優(yōu)選的實施方式中，精煉銅電解液中砷的高效脫除方法包括以下步驟：利用電解槽對含30-35g/l銅和35-40g/l砷的精煉銅廢液進行電解，陰極為銅板，陽極為鉛板，電極面積為2

×

2cm2，在陰、陽極間施加0.5a/cm2的電流密度進行電解，每電解一小時將電解液進行過濾，過濾后的清液中加入cuso4·

5h2o維持電解液中銅離子的濃度為2g/l；電解溫度為20-30℃，電解時間6-8h，在電解過程中，脫砷后的液體可作為電解液循環(huán)入工業(yè)電解精煉銅體系，最終整體電解液中砷含量降低至10g/l以下。

23.本發(fā)明所使用的電解液中cu

2+

濃度優(yōu)選范圍1.5～3.0g/l。

24.本發(fā)明的電解液中cu

2+

濃度優(yōu)選范圍1.5～3.0g/l。

25.本發(fā)明的電解溫度優(yōu)選15-30℃。

26.本發(fā)明的電解時間優(yōu)選6-8h。

27.本發(fā)明的陰極為銅板。

28.本發(fā)明的陽極為鉛板。

29.本發(fā)明的過程需過濾處理。

30.本發(fā)明所述方法具有的優(yōu)點是：實現(xiàn)了精煉銅電解液中砷的高效脫除，過程簡單，脫砷效率高，經(jīng)濟效益高，為精煉銅過程中含砷廢液無害處理和循環(huán)利用提供支撐。

31.通過使用以上說明的本發(fā)明的精煉銅廢液脫砷的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)電解液的循環(huán)利用以及高效的脫砷效率。通過本發(fā)明，可以很好地解決常規(guī)廢液脫砷需使用化學試劑、容易產(chǎn)生二次污染、操作條件苛刻的問題。本發(fā)明對廢液砷含量要求低，且可循環(huán)，達到綠色生

產(chǎn)要求。下面結(jié)合具體實施例和對比例詳細介紹本發(fā)明。但以下的實施例僅限于解釋本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)包括權(quán)利要求的全部內(nèi)容，不僅僅限于本實施例。而且本發(fā)明通過下面實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠完全實現(xiàn)本發(fā)明權(quán)利要求記載的所有內(nèi)容。

32.實施例1：

33.利用銅板和鉛板分別作為陰陽極，將含有32.5g/l銅和38.9g/l砷的電解液300ml恒電流電解4小時，電流密度為0.5a/cm2，電解溫度為20℃，過濾后將濾渣收集，電解后電解液中含有2.4g/l銅和34.6g/l的砷。濾液中加入cuso4·

5h2o補充電解液中銅離子濃度，每電解1h過濾一次并補充銅離子，8h后電解液中砷的濃度降低了32.5g/l。圖2給出了該條件下電解液中銅、砷濃度隨時間變化圖。

34.實施例2：

35.利用銅板和鉛板分別作為陰陽極，將含有32.5g/l銅和38.9g/l砷的電解液300ml恒電流電解4小時，電流密度為0.25a/cm2，電解溫度為20℃，過濾后將濾渣收集，電解后電解液中含有3.8g/l銅和36.6g/l的砷。在濾液中加入cuso4·

5h2o補充電解液中銅離子濃度，每電解1h過濾一次并補充銅離子，7h后電解液中砷的濃度降低了14g/l

36.實施例3：

37.利用銅板和鉛板分別作為陰陽極，將含有32.5g/l銅和38.9g/l砷的電解液300ml恒電流電解6小時，電流密度為0.25a/cm2，電解溫度為20℃，在電解過程中不進行過濾處理，每間隔1h取一次樣后繼續(xù)電解，電解6h后電解液中砷的濃度僅降低了6g/l。

38.實施例4：

39.利用銅板和鉛板分別作為陰陽極，將含有32.5g/l銅和38.9g/l砷的電解液300ml恒電流電解6小時，電流密度為0.50a/cm2，電解溫度為20℃，在電解過程中不進行過濾處理，每間隔1h取一次樣后繼續(xù)電解，電解6h后電解液中砷的濃度僅降低了7g/l。

40.實施例2與實施例1相比改變了電解時電流密度，即實施例1和實施例2分別采用大電流密度和小電流密度電解除砷。實施例3和實例4改變了電解液處理方式，采取不過濾方式，對比電流密度及循環(huán)方式對脫砷效果的影響。

41.在實施例1-2的兩種條件下本發(fā)明可以實現(xiàn)電解液中砷的高效脫除，除砷后廢液滿足要求，且電解液經(jīng)過濾后可循環(huán)利用。實施例3和4以在相同條件下進行電解除砷，只是不進行過濾處理，除砷效率大大降低，證實了過濾處理的必要性。

42.從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實施例達到了如下技術(shù)效果：

43.(1)大電流密度和小電流密度對除砷均有較好的效果，在大電流密度下除砷速率更快。

44.(2)不經(jīng)過濾處理的電解液會出現(xiàn)反溶導(dǎo)致除砷效率下降。

45.以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種精煉銅電解液中高效電解脫除砷的方法，其特征在于包括以下步驟：精煉銅電解液中銅和砷的濃度分別為32.5g/l和38.9g/l，以鉛板為陽極，銅板為陰極，電極裸露面積為2

×

2cm2，其余部分均用硅膠覆蓋，電解時電流密度為0.5a/cm2。取300ml含砷電解液，先將電解液恒電流電解4h后，過濾將固液分離。在過濾后的電解液中加入cuso4·

5h2o，維持電解液中銅的濃度為2g/l，之后仍保持電流密度為0.5a/cm2，每電解1h后將固體過濾掉，重新加入cuso4·

5h2o維持電解液中銅離子濃度。在電解8小時后，電解液中砷的濃度可降為6.5g/l。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精煉銅電解液中高效電解脫除砷的方法，其特征在于：所述電解液中cu

2+

濃度優(yōu)選范圍1.5～3.0g/l。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精煉銅電解液中高效電解脫除砷的方法，其特征在于：所述電流密度優(yōu)選范圍0.25～0.75a/cm2。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精煉銅電解液中高效電解脫除砷的方法，其特征在于：所述電解溫度優(yōu)選15-30℃。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精煉銅電解液中高效電解脫除砷的方法，其特征在于：所述電解時間優(yōu)選6-8h。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精煉銅電解液中高效電解脫除砷的方法，其特征在于：所述陰極銅板。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精煉銅電解液中高效電解脫除砷的方法，其特征在于：所述陽極為鉛板。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精煉銅電解液中高效電解脫除砷的方法，其特征在于：所述過程中需過濾處理。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種精煉銅電解液中高效電解除砷的方法，屬于有色金屬冶金領(lǐng)域。該方法包括以下步驟：精煉銅電解液中銅和砷的濃度分別為32.5g/L和38.9g/L，以鉛板為陽極，銅板為陰極，電極裸露面積為2

技術(shù)研發(fā)人員：公旭中 張彤 王志 汪玉華 劉俊昊

受保護的技術(shù)使用者：中國科學院過程工程研究所

技術(shù)研發(fā)日：2021.03.10

技術(shù)公布日：2022/9/19