[发明专利]一种锌-氨-铵盐溶液体系置换沉积海绵铜粉的方法

说明书

本发明公开了一种锌‑氨‑铵盐溶液体系置换沉积海绵铜粉的方法。该方法是将锌阳极与阴极浸入含铜离子的锌‑氨‑铵盐溶液中，通直流电进行置换反应，固液分离，得到海绵铜粉。该方法与单纯用锌粉置换铜相比，直流电能促进、加速置换过程，大大提高置换效率，且大大减少了锌的消耗量，降低成本。置换所得海绵铜粉与传统锌粉置换所得铜渣相比，铜粉没有包裹锌、纯度高、杂质少。置换后溶液经过深度净化后再用于电积金属锌板；该方法工艺简单，所得海绵铜粉纯度高，可以用于黄铜生产；与锌冶金过程相结合，便于实行产业化生产。

技术领域

本发明公开了一种沉积海绵铜的方法，特别涉及一种从锌-氨-铵盐溶液体系中通过化学方法和电化学方法相结合置换沉积海绵铜粉的方法，属于湿法冶金技术领域。

背景技术

铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。火法再生铜产生的渣灰中含有高的锌和铜，为了满足锌电积的要求，需要对溶液进行除杂，同时回收铜。

常见的从锌浸出液除铜(回收铜)方法有锌粉置换铜，萃取铜，电积除铜等。应用最广的是锌粉置换，利用锌的活性大于铜，锌失去电子进入溶液，而铜得到电子转化成单质铜从溶液中析出，被置换出来。传统的锌粉置换铜有许多的问题，该方法只适用于处理溶液含铜离子小于1g/L的浸出液，且置换过程锌粉消耗量大，因为部分锌粉包裹在铜粉里，影响铜粉纯度，含杂质多，铜含量低于60％。而采用溶剂萃取提铜的方法，存在萃取剂价格高、流程长、氨的夹带与投资大的问题，成本上不合算。在锌-氨-铵盐溶液体系，单纯采用电积的方法脱除铜，难以有效脱除溶液中的铜离子，因为电沉积过程中：

阴极：Cu(NH₃)_n²⁺+e^-→Cu(NH₃)_m⁺+(n-m)NH₃ (1)

Cu(NH₃)_m⁺+e^-→Cu+mNH₃ (2)

Cu(NH₃)_n²⁺+2e^-→Cu+nNH₃ (3)

阳极：Cu(NH₃)_m⁺+(n–m)NH₃–e^-→Cu(NH₃)_n²⁺ (4)

2NH₃–6e^-→6H⁺+N₂ (5)

导致电沉积铜的电流效率低；因此需要采用隔膜电积来提高电流效率，导致设备复杂，操作难。

发明内容

针对现有从湿法浸出液中回收铜的工艺存在的不足之处，本发明的目的是在于提供一种在通直流电作用下利用锌置换铜获得海绵铜粉的方法，该方法能耗低，置换效率高，操作简单，流程短，铜粉纯度高，易满足工业生产要求。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种锌-氨-铵盐溶液体系置换沉积海绵铜粉的方法，该方法是将锌阳极与阴极浸入含铜离子的锌-氨-铵盐溶液中，通直流电进行置换反应，固液分离，得到海绵铜粉。