铜电解精炼流程简述
火法精炼产出的阴极铜品位一般为99.2~99.7%,其中还含有0.3~0.8%的杂质。为了提高铜的性能,使其达到各种应用的要求,同时回收其中的有价金属,特别是贵金属、铂族金属和稀散金属,必须对其进行电解精炼。
粗铜电解精炼是以铜阳极板为阳极,纯铜始极片或不锈钢板为阴极,以硫酸铜和硫酸溶液为电解液,将极板按一定的极距相间排列于电解槽内,通入直流电,阳极不断溶解,便在阴极上析出电解铜。电解过程中,阳极铜中的贵金属和硒、碲等有价元素进入阳极泥,沉积于电解槽底,定期排出,送阳极泥车间提取贵金属。镍、砷、锑、铋等杂质大部分进入电解液,需从循环液中抽取一部分进行净化处理。工艺流程包括电解精炼和电解液净化两部分。
电解精炼工艺有常规电解、周期反向电流电解和永久阴极电解三种方租兆法可供选用。
1、常规电解
以纯铜始极片为阴极,电源为恒向直流电,电流密度为弊扰租220~280A/m2。该法在世界各国均已有多年生产历史,工艺成熟可靠,电耗低。特别是采用了机械化、自动化水平高的阴阳极加工机组,并采用新技术适当提高了阴阳极板的垂直度以后,阴极铜产品质量得到显著的改善。常规电解精炼工艺流程见图3-1。
图3-1 常规铜电解精炼工艺流程图
但是传统法的始极片制作工艺复杂,不仅需要独立的生产系统,而且制作过程中劳动强度过大。除此之外,这种工艺流程自身还存在两个难以克服的缺点:(l)电解精炼李银过程中存在“极限电流密度”,电解精炼时的实际电流密度必须低于极限电流密度,否则就会使阴极铜沉积表面粗糙,甚至形成“枝晶”,造成电解槽短路,使电解过程能耗大大增加,并且影响正常生产过程和产品质量。(2)容易形成“阳极钝化”,在正常电压下阳极不能溶解,必须提高电压使钝化膜在更高的电压下被破坏并溶解,不仅影响正常生产,还会造成电能浪费和阴极铜的化学成分不稳定,进而影响产品的质量和物理性能。
2、周期反向电流电解
周期性短时间改变直流电流方向的电解方法。电解阴极及阳极和常规电解相同,周期性短暂反向,是为了克服阳极钝化,电流密度达300~350A/m2。,可强化生产,节省投资,缩短电解铜在产周期。缺点是电流效率低,电耗高于常规电解。适于老厂扩大生产能力和电价低廉地区采用。
3、永久阴极电解
又名艾萨(ISA)电解法。和常规电解不同,阴极是永久性的不锈钢板,在不锈钢阴极板上析出的电解铜定期取出剥离作为成品。1979年澳大利亚精炼铜公司(Coppei refinet iesplyLtd.CRL)首先将此法用于铜电解精炼工业生产,以后美国、加拿大和联邦德国等精炼厂也应用了这一方法。它的优点是可省掉铜始板片生产系统,不锈钢阴极平直,短路发生率低,阴极质量高。
本设计采用ISA法电解工艺。