利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110106522A(43)申请公布日2019.08.09(21)申请号201910358819.8(22)申请日2019.04.30(71)申请人上海大学地址200444上海市宝山区上大路99号申请人铜联商务咨询（上海）有限公司(72)发明人谈定生李增辉周胜刘正丁伟中郭海亮陈灵丽邓维(74)专利代理机构上海上大专利事务所(普通合伙)31205代理人顾勇华(51)Int.Cl.C25C1/12(2006.01)权利要求书1页说明书7页(54)发明名称利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法(57)摘要本发明公开了一种利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法。该方法以铋黄铜废料熔铸成的金属板为阳极，钛板为阴极，在碱性络合物电解液体系下进行电解精炼。利用在碱性条件下，铋离子不与络合剂络合，而是发生水解，水解产物进入阳极泥。铜、锌离子均可与络合剂形成络合离子，但锌络离子的电位低于铜络离子，控制电流密度使阴极只有铜络离子电化学还原，锌络离子留在电解液中，结果阴极只有铜的析出得到阴极铜。该方法工艺流程短、设备简单、操作简便，所用络合剂无毒无味无污染，对环境友好。CN110106522ACN110106522A权利要求书1/1页1.一种利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，其特征在于，包括如下步骤：a.在950～980℃的温度下，以石墨粉为覆盖剂，将铋黄铜废料熔化并浇铸成铋黄铜合金板，备用；b.将电解液加入到电解槽中，在所述电解液中，铜离子浓度为0.2～0.5mol/L，络合剂浓度为0.3～1.5mol/L，添加剂浓度为20～60mg/L，电解液的pH值为8.0～13.0；所述络合剂和铋离子不发生络合作用，但能与锌离子和铜离子分别生成锌络离子和铜络离子；添加剂不参加电解过程的电极反应；c.以金属钛板为阴极，将在所述步骤a得到的铋黄铜合金板作为阳极，组成电解装置；通过阳极和阴极向电解液通入直流电，控制阴极电流密度为80～240A/m2，在温度30～70℃条件下，进行电解；随着电解过程的进行，阳极中的锌电化学氧化为锌离子进入电解液后，以锌络合物的形式保留在电解液中，铋水解形成氢氧化铋进入阳极泥实现铋的富集，而铜发生电化学氧化为铜离子，并以铜络离子的形式进入电解液；控制阴极电流密度，使阴极电位低于铜络离子的析出电位而高于锌络离子的析出电位，使阴极附近的铜络离子发生电化学还原反应，使铜离子与络合剂分离，从而析出并沉积在阴极表面，得到阴极铜。2.根据权利要求1所述利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，其特征在于：在所述步骤b中，在电解液中的络合剂为羟基羧酸盐。3.根据权利要求2所述利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，其特征在于：在所述步骤b中，在电解液中的络合剂为柠檬酸钠和IDS中至少一种。4.根据权利要求1～3中任意一项所述利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，其特征在于：在所述步骤b中，所述添加剂为表面活性剂、凝聚剂中至少一种。5.根据权利要求1～3中任意一项所述利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，其特征在于：在所述步骤b中，在所述电解液中，铜离子浓度为0.3125～0.5mol/L，络合剂浓度为0.4688～0.7818mol/L，添加剂浓度为20～60mg/L，电解液的pH值为11.0～13.0。6.根据权利要求1～3中任意一项所述利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，其特征在于：在所述步骤c中，控制阴极电流密度为120～160A/m2，在温度30～60℃条件下，进行电解。7.根据权利要求1～3中任意一项所述利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，其特征在于：在所述步骤c中，待电解液中的铜离子浓度降低到不高于0.078mol/L时，停止电解过程，然后将电解残液经过脱铜、脱锌后，将络合剂进行回收并进行重复使用。8.根据权利要求1～3中任意一项所述利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，其特征在于：在所述步骤a中，铋黄铜废料中铜、锌、铋质量含量分别不低于60％、30％和1.0％。2CN110106522A说明书1/7页利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法技术领域[0001]本发明涉及一种制取电解铜的方法，特别是涉及一种利用电解工艺从含铜络合物离子中析出沉积铜的方法，还涉及一种从铋黄铜废料中提炼铜的方法，应用于铜电解精炼法技术和铜二次资源循环利用技术领域。背景技术[0002]黄铜是由铜和锌组成的二元合金，具有良好的机械、物理和工艺性能，因而在各工业领域得到广泛应用。为了改善黄铜机械加工时的切削性能，通常需在黄铜中添加合金元素，其中铅被认为是最好的添加元素，由此得到的铅黄铜是目前应用最广泛的铜合金，约占全部铜合金的80％，我国铅黄铜的年产量有数百万吨。然而，