[发明专利]铜的电解精炼方法

说明书

本申请是申请号为CN200610163078.0(申请日为2006年11月30日)、发明名称为“铜的电解精炼方法”的中国申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在用熔融还原炉对含有铜、以及金、银、铂、钯、铑、钌(以下称为贵金属)中至少一种的有价值金属的铜、贵金属废料进行处理，精炼在铜中吸收了贵金属的还原金属，将所得粗铜进行电解精炼的情况下，当使用贵金属和Sn含有率高的阳极进行电解精炼时，防止悬浮泥的产生和钝化现象的发生、确保稳定的电解铜品质、并获得贵金属品位高的铜阳极泥的铜电解精炼方法。

背景技术

通常，铜冶炼中的电解铜例如通过图2所示的步骤制造。首先，将铜精矿在自热熔炼炉或反射炉等中熔融，接着用转炉氧化，将所得粗铜在精炼炉中精炼，将所得纯度为98-99质量％的精炼粗铜铸造成用于铜电解精炼的阳极板(以下称为阳极)。

接着，将铸造得到的阳极和阴极板(以下称为阴极)在加入了铜电解液的电解槽内相互交替以一定间隔配置，在以电流密度300A/m²或以上的通电电流的条件下，铜离子从作为精炼粗铜的阳极上溶出到电解液中并电沉积于阴极上，制备铜品位为99.99质量％或以上的电解铜。

另一方面，作为精炼粗铜的阳极中尽管微量但含有杂质，在上述电解进行过程中，Sn、As、Sb、Bi、Fe等杂质金属离子溶出到电解液中。这些杂质金属离子在电解液中的浓度达到一定值以上时，会导致电沉积铜的纯度降低，电流效率降低及电导率降低，因此必须进行除去杂质金属离子的液体净化处理。

象Sn等这样的、在电解液中的溶解度极小的金属离子则以铜电解阳极泥(以下称为铜阳极泥)的形式沉淀在电解槽底，可以作为槽底的铜阳极泥分离回收。但是，阳极中的Sn品位高，则Sn在电解液中形成悬浮阳极泥，卷入到电解铜中，使最终制品电解铜中的杂质增加。并且，在管线等中形成垢，最终堵塞管线等，在设备维护上产生障碍。因此，阳极中的Sn品位必须控制在不产生悬浮阳极泥的品位。

阳极中含有的银以外的贵金属均不溶出到电解液中，而是作为铜阳极泥沉淀在电解槽底，因此可以以槽底的铜阳极泥的形式分离回收，排出到体系外。而溶出到电解液中的银电析出在电解铜中，为防止该情况，添加盐酸，使电解液中的银离子形成氯化银，与铜阳极泥一起回收。

例如，冶炼铜精矿所得到的阳极中的贵金属总品位通常为0.1质量％左右或以下，Sn品位为0.004质量％左右或以下，用阴极电流密度(以下称为电流密度)200A/m²或以上的电流密度进行铜电解精炼。

但是，铜精炼步骤中，在对铜、贵金属废料原料进行主动处理的二次冶炼时，原料中的贵金属或Zn、Sn、Sb等杂质处理量增多，阳极中的贵金属或杂质品位增高。这样，如果使用贵金属品位高的阳极进行铜电解精炼，则阳极表面被贵金属品位高的致密的铜阳极泥覆盖，该铜阳极泥层妨碍了铜离子的扩散，如果提高电流密度，则引起钝化现象。这种情况下，可作为防止钝化现象的方法之一是进行低电流密度电解。

使用Sn品位高的阳极时，如上所述，在铜电解精炼步骤中产生悬浮阳极泥，导致电解铜的污染或管线垢的析出，由此对操作产生障碍，因此必须对阳极中的Sn品位进行限制。

如上所述，在将铜、贵金属废料原料进行熔融处理，将贵金属聚集到铜中后，不进行氧化精炼而直接进行铜电解精炼，该方法的一个例子可参考C.Anderson，T.Fayram，和M.Doolin“The application of copper metallurgy in the recovery of secondary precious metals”529-543页，Proceedings of Copper99-Cobre99International Conference Volume III-Ekectrorefining and Electrowinning of Copper，The Minerals，Metals&Materrials Society，1999(非专利文献1)。该方法中，将铜、贵金属废料原料进行熔融处理，将贵金属聚集到铜中后，电解精炼步骤的电解条件是：电流密度约为20A/m²左右，电流效率约为90％，电解铜的品质为99.9质量％，所得铜阳极泥中，Sn的品位为30-40质量％，贵金属品位的合计为4质量％左右，从不存在精炼步骤的角度看，可实现低成本处理，很经济。