含铜废料直接电解精炼的方法 本发明涉及一种含铜废料直接电解精炼的工艺方法。
利用含铜废料生产电解铜，一般采用火法工艺，该法存在工艺流程长，投资大，环保费用高，回收率低和能耗大等问题，为解决上述问题，有的采用框式电极直接电解的方法，但该法所用原料必须是废杂铜料，含铜需在60％以上，因此利用铜灰、铜泥等低品位含铜废料直接电解，未能在工业生产上实现。
本发明是提供一种利用铜灰、铜泥等含铜废料直接电解精炼的工艺方法，其特征在于采用一种特殊的工艺分离杂质，把各种含铜废料按一定比例混合，配制成阳极铜料，装入阳极框直接电解，阳极框用玻璃钢制成，内装形状、尺寸与阳极框相同的涤纶布套，阳极框中间固定有一块铅阳极板。
本发明所用的特殊的除杂方法是：将铜灰、铜泥等含铜废料先经水洗脱泥和初步除砂，然后用废电解液浸除其大部分可溶性杂质，而其中大部分不溶性砂石杂质，放在电解后再筛分和浮选处理，再将初步除杂后的铜料(粗粒料)与次级料及细料按1∶2∶3的比例混合，配制成阳极铜料，其中，粗粒料为含砂石杂质类的铜粒料，次级料和细料为不含砂石杂质的铜泥料和铜沫料，粗粒料含铜量必须在30％以上，阳极铜料的配成品位为60-80％。采用不同品位铜料的搭配，既保证了对阳极铜料的较高的品位要求，又允许阳极铜料中保留较大地杂质含量，从而保证了经初步除杂后的任何品位的铜料都能直接电解精炼。
阳极铜料是按粗粒铜料的粒度分为若干类，分类进行电解，每类的粗铜粒的粒度与其中砂石的粒度一致，粗粒铜料中最大粒度与最小粒度差以较小为宜。以粗粒铜料沉积于阳极框底20公分为一电解周期，为保证电解时沉积料中98％以上的铜料的粒度小于最小砂石的粒度，要控制电溶化至所需粒度的时间与铜料沉积于框底的时间一致。
本发明的方法，在进行电解精炼时，阳极板在电解槽底部比阴极板低10公分，开始装料时，先在阳极框底，装入细铜料，装10公分高，然后装入阳极铜料，装料面比电解液面高15公分，在电解周期的后期，加入一定量的纯细铜料，使未沉淀的粗铜粒溶解到分离所需粒度，并与砂石一起沉淀，保证了砂石较高的分离率。当粗铜粒的粒度溶化到小于最小砂石的粒度时，则用筛分离出阳极泥中的砂石，小于200目的阳极泥料用浮选法分离杂质。电解精炼时，控制电解槽电压为0.25V-0.5V，以0.35V为宜，电流密度为150-280A/m2，以220A/m2为宜，两极距为1.5-2公分。电解液成分：Cu40-50g/L，以45g/L为宜，H2SO4200g/L，Fe≤1.2g/L Zn≤35g/L。
本发明所述的电解精炼法，可电解铜灰、铜泥、铜渣及沉淀铜等含铜废料，铜的总回收率在98％以上，阳极的平均电流效率为98％，阴极的平均电流效率为96％，在电流效率相同时，与火法比较，设备投资少，工艺简单，综合能耗低50％左右，既减少了除杂工艺中的铜耗，又无熔炼，浇铸工艺中铜的烧损。
下面以一实施例对本发明做进一步的说明。
原料：1、黄铜灰：Cu10％ Zn 6％ Fe2％
泥率50％ 砂32％ 粒度20-270目
2、纯铜沫：Cu95％ Zn余量 粒度100-250目
3、拉丝泥：Cu 88％ O2余量
先将黄铜灰水洗脱泥，然后筛分为6类，各类经水选器分离砂石和磁选除铁后，再用废电解液在60℃浸出半小时，得到初步除杂后的铜料，该铜料与铜沫、拉丝泥及浮选铜料按1∶2∶3的比例混合，配制成阳极铜料，其配成品位在80％以上，电解时，先在阳极框底装入细铜泥(或铜沫)，装10公分高，再装入阳极铜料，装料面比电解液面高15公分，电解时，每隔一段时间，加料一次，使料面始终比电解液面高10公分，电解10天为一周期，8天后停止加阳极铜料，改加纯细铜料，最后一天停止加料，电解结束时，将阳极泥过筛，除去砂石杂质，再将小于200目的阳极泥料进行浮选除杂。
电解的工艺条件：电解液成分：Cu 40-50g/L、H2SO4 200g/L，电解温度：50-60℃，电解槽电压：0.35V，电流密发：220A/m3
所得电解铜的含铜率为99.95-99.96％，符合一级品的标准，阳极的平均电流效率为98.2％，阴极的平均电流效率为97％。