专利名称：旋流电解技术处理废杂铜料电积回收铜工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于含铜废料回收铜技术领域，具体涉及ー种高效、可靠、エ艺流程简单、 操作简便、成本低廉的旋流电解技术处理废杂铜料电积回收铜エ艺。
背景技术：
废杂铜可分为新废杂铜和旧废杂铜，约各占一半。新废杂铜是エ业生产中产生的废料，旧废铜是使用后被废弃的铜或被废弃的物品或废料中的铜。目前国内外回收利用废铜的方法很多，主要分为两类，第一类是直接利用，占废铜总量的2/3，即将高质量的废杂铜直接熔炼成精铜或铜合金；第二类是间接利用，占废杂铜总量的1/3，即通过冶炼除去废杂铜中的贱金属杂质，并将其铸成阳极板，电解精炼成电解铜。一般废杂铜的冶炼エ艺，即间接利用エ艺，分为一段法、ニ段法、三段法。一段法处理铜品位> 90%的紫杂铜、黄杂铜等，直接将其加入精炼炉内精炼成阳扱，再电解生产阴极铜。ニ段法处理含铜> 70%的废杂铜，其在熔炼炉或吹炼炉内先熔化，还原或吹炼成粗铜， 再经过精炼炉-电解精炼，产出阴极铜。三段法是将含铜低于70%的废杂铜及含铜废料经鼓风炉(或ISA炉、TBRC炉、卡尔多炉等)熔炼-转炉吹炼-阳极精炼-电解，产出阴极铜。目前我国的废杂铜冶炼企业的冶炼エ艺技术存在明显的缺点①对原料的适应性差，现有エ艺智能处理高品位废杂铜；②由于科研投入不足，现有冶炼厂原料的综合回收程度低，増加了回收处理的难度和成本，难以获得好的收益；③能耗高、环境差是国内废杂铜冶炼厂较普遍的问题；④在エ艺、生产规模的选择上突出“新”和“犬”，而忽略了效益这个核心；⑤生产流程长、较少较难处理低品位废杂铜。因此，在环保需求越来越严格的今天，节能减排和发展循环经济成为了必然选择，同时为了处理废杂铜吋，降低能耗、縮短エ艺流程、 降低运行成本、改善工作环境、提高综合效益等问题，需要研究新的废杂铜的处理和回收铜 エ艺，具有十分重要的意义。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种高效、可靠、エ艺流程简单、操作简便、成本低廉的旋流电解技术处理废杂铜料电积回收铜エ艺。它通过采用分检、破碎、浸出、旋流电解全套湿法エ艺，有效处理各种品位的废杂铜以及缩短エ艺流程，达到节能减排、高效环保的目的。所述的旋流电解技术处理废杂铜料电积回收铜エ艺，其特征在于包括如下步骤
1)分拣将原料废杂铜料经人工粗步筛检和分类，去除胶皮、塑料、漆类等有机杂质；
2)破碎将步骤1)经过分拣的废杂铜用金属粉碎机粉碎成5-10mm均勻颗粒物料，以便投料、加快反应效率、提高铜的浸出率；
3)曝气气浮溶铜将步骤2)得到的废杂铜颗料物料加入溶铜反应器，将空气通过溶铜反应器的微孔膜管和微孔中空板曝气鼓入溶铜反应器，与100-180g/L的硫酸充分乳化，得到废杂铜浸出液，所述的微孔膜管和微孔中空板孔径为5-10μπι;4)精密过滤将步骤3)得到的废杂铜浸出液进行精密过滤处理；
5)旋流电解生产阴极铜精密后的浸出液在循环泵的作用下，以极快的流速打入电积循环槽，再进入与电积循环槽连接的旋流电解装置内进行旋流电解脱铜，生成的阴极铜管由采集器采集得到，旋流电解脱铜后得到的电积贫液返回曝气气浮溶铜装置作为反应酸浸出废杂铜料，所述的电流密度220-800A/m2，电解液流速为12000_18000L/h ；
6)将步骤5)得到的阴极铜管放入烫洗板槽用含稀硫酸的烫洗液进行洗涤、干燥处理， 得到干净的阴极铜管，将该阴极铜管进入产品加工机組，加工成标准铜板。所述的旋流电解技术处理废杂铜料电积回收铜エ艺，其特征在于步骤3)中所述的溶出温度控制在80°C _85°C，溶铜速度为300-500Kg/m3. d。所述的旋流电解技术处理废杂铜料电积回收铜エ艺，其特征在于步骤3)中所述的废杂铜浸出液中的铜离子浓度20-70g/l，硫酸浓度为60-100g/l的硫酸铜溶液。所述的旋流电解技术处理废杂铜料电积回收铜エ艺，其特征在于步骤4)中所述的过滤速度为4. 5-5. 5 m3/ h。所述的旋流电解技术处理废杂铜料电积回收铜エ艺，其特征在于步骤4)中所述的滤液的PH值为-1-5，温度为20-60°C。所述的旋流电解技术处理废杂铜料电积回收铜エ艺，其特征在于步骤5)中所述的循环泵的流量为120-200m3/h，所述的电积贫液中铜离子浓度为5-15g/l，硫酸浓度为 160-180g/lo所述的旋流电解技术处理各种废杂铜回收铜エ艺，其特征在于步骤5)所述的电流密度 300-800A/m2，电解液流速为 13000_17000L/h。所述的旋流电解技术处理各种废杂铜回收铜エ艺，其特征在于步骤6)所述的烫洗液为PH在2. 5-3. 5的稀硫酸溶液，烫洗时间为20-30分钟，烫洗板槽的温度是> 90°C。通过采用上述技木，与现有技术相比，本发明的有益效果如下
1)本发明为了废杂铜料更好溶出，将原料进行粗检及金属粉碎机破碎，进入微泡溶铜装置进行湿法浸出，达到了高效环保的目的，不产生任何污染，同时实现浸出效率高、反应充分、无污染的特点；
2)本发明采用旋流电解エ艺处理废杂铜浸出液则具有较高的电流密度与电流效率；
3)本发明电积采用旋流电解技木，并且采用PLC循环泵系统自动控制电流和进液流量，有效提高工作量，在旋流电解中，采用电积金属智能回收采集设备采集铜管，该设备具有操作简便、安全、可靠等特点，可广泛应用于冶金行业，具有较强的技术和成本优势；
4)本发明通过便携式或模块组装，旋流电解装置及配套设备方便安装拆卸移址；溶液闭路循环，没有有害气体的排放；选择性的对金属进行电解沉积，应用旋流电解技术可以更好的提纯铜；较高的电流密度及电流效率，试剂消耗少，降低生产成本，提高企业效益；
5)本发明通过上述技木，可以有效替代传统的火法处理废杂铜エ艺，直接用湿法进行精炼，流程简化，废杂铜浸出溶液可直接电积，大大降低运营成本，降低技术风险缩短了エ 艺流程、降低了运行成本、提高了经济收益；回收的铜板纯度为99. 95%，总回收率为96%以上；
6)本发明由于旋流电解ェ艺采用密闭循环作业，可以有效的将析出的气体经过负压吸收至吸收净化塔处理，减少了有害气体的排放，有效改善了工作环境、环境污染小、ェ艺流程短、处理成本低，在废杂铜的处理方面具有推广运用价值，项目投资小、建设周期短、风险小，社会和经济效益显著。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明作进ー步的描述
本发明的旋流电解技术处理废杂铜料电积回收铜エ艺，包括如下步骤
1)分拣将原料废杂铜料经人工粗步筛检和分类，去除胶皮、塑料、漆类等有机杂质；
2)破碎将步骤1)经过分拣的废杂铜用金属粉碎机粉碎成5-10mm均勻颗粒物料，以便投料、加快反应效率、提高铜的浸出率；所述的金属粉碎机日处理块、条、线等各类不规则含铜废料4. 2吨，含铜物料的粉碎具有一定的难度，难度系数取1. 8，设计选用1台600型金属粉碎机组功率18. 5 — 22KW，主机尺寸2. 65X 1. 5X 1. 85m,处理能力:200 — 400kg/h ；
3)曝气气浮溶铜将步骤2)得到的废杂铜颗料物料加入溶铜反应器，将空气通过溶铜反应器的微孔膜管和微孔中空板曝气鼓入溶铜反应器，溶出温度控制在80°C _85°C，具体可以为80で、82で或85で，溶铜速度为300-500Kg/m3. d，具体为300Kg/m3. d、350Kg/m3. d、 400Kg/m3. d、450Kg/m3· d、500Kg/m3· d，与 100_180g/L 的硫酸充分乳化，硫酸浓度为 100 g/ L、120 g/L、150 g/L或180g/L，得到废杂铜浸出液，其中铜离子浓度60-65g/l，硫酸浓度为 60-80 g/Ι的硫酸铜溶液，所述的微孔膜管和微孔中空板孔径为5 μ m、7 μ m或10 μ m ；所述溶铜反应器的日处理含铜物料4. 2吨，每天作业15个小时，单位溶铜量为J80Kg/h，考虑到部分含铜废料溶出效果不佳，难度系数取1. 4，微泡溶铜装置単位溶铜效率取12 Kg/ m3. h,则需设备溶铜有效体积为280+12X 1.4=32. 7 m3，则需2. 8 X 2. 4X 5. 8m的微泡中和溶铜装置2套(单套有效容积23 m3);设计选用微泡溶铜后液玻璃钢储槽Φ 4000X 3000 1
I=I ；
4)精密过滤将步骤3)得到的废杂铜浸出液进行精密过滤处理，过滤速度为4.5-5. 5 m3/ h，具体为4. 5 m3/ h、5 m3/ h或5. 5 m3/ h过滤后得到的滤液的PH值为-1、1、2、3、 4或5，温度为20°C、40°C或60°C ；精密过滤日处理溶铜后含铜溶液为32m3，由于溶出液部分含有有机质或胶状物，过滤有时存在过滤慢或过滤不动等现象，为此，选用该设备需增加风险值1.8，设计选用5 m3/ h的精滤设备1套；选用精滤后液储槽(电解新液槽) Φ 3000 X 3000mm玻璃钢储槽1台；
5)旋流电解生产阴极铜精密后的浸出液在循环泵的作用下，以极快的流速打入电积循环槽，再进入与电积循环槽连接的旋流电解装置内进行旋流电解脱铜，生成的阴极铜管由采集器采集得到，旋流电解脱铜后得到的电积贫液返回曝气气浮溶铜装置作为反应酸浸出废杂铜料，实施例中也可将其中的小部分电积贫液经过处理后，进行无害化开路，所述的电流密度220-800A/m2，优选电流密度为300_800A/m2，电解液流速为12000_18000L/h，优选电解液流速为13000-17000L/h ；所述的循环泵的流量为120_200m3/h，所述的电积贫液中铜离子浓度为5-15g/l，硫酸浓度为160-180g/l ；
6)将步骤5)得到的阴极铜管放入烫洗板槽用含稀硫酸的烫洗液进行洗涤、干燥处理， 得到干净的阴极铜管，将该阴极铜管进入产品加工机組，加工成标准铜板，所述的烫洗液为 PH在2. 5、3. 0或3. 5的稀硫酸溶液，烫洗时间为20分钟、25分钟或30分钟，烫洗板槽的温度是85で、120で、150で或180°C。
实施例1
(1)将原料废杂铜料经人工粗步筛检和分类，去除胶皮、塑料、漆类等有机杂质，大块 (大于250mm)、不规则铜块料要进行切割，通过皮带输送至金属粉碎机粉碎成5 10mm均勻颗粒物料，由料斗送至微泡溶铜装置的加料ロ待用，然后将原料废杂铜料加入到装有硫酸微泡溶铜装置中，溶出温度控制在82°C，溶出得到铜离子浓度65g/l，硫酸浓度为70g/l的硫酸铜溶液，备用，溶铜速度最高可达500Kg/m3. d (主要是粉状物料)，块状物料也可达到 300Kg/m3. d ；
(2)将步骤1)得到的硫酸铜溶液经过精密过滤设备过滤，过滤速度为5m3/ h，除去悬浮物、有机质及颗粒状杂质，滤渣返回步骤1)中与原料混合，滤液进行下一歩操作；
(3)将步骤2)中得到的滤液转入储液槽中，滤液的PH值为2，温度为40°C，通过循环泵将滤液打入电积循环槽中，循环泵的流量为160m3/h，所述的电积循环槽与旋流电解装置连接，在旋流电解装置中进行旋流电解脱铜，析出铜管，铜管长至25kg吋，通过电积金属智能回收采集设备采集进入低浓度硫酸洗水烫洗槽中洗涤，取出晾干，回收的铜板纯度为 99. 95%，总回收率为96%以上，脱铜后的电解液备用(该电解液铜离子浓度为12g/l，硫酸浓度为 170g/l)；
(4)步骤3)中得到的铜管进入产品加工机組，加工成标准电积阴极铜板，脱铜后的电解液返回至步骤(1)中的溶铜浸出槽装置；
(5)步骤3)将硫酸铜溶液中的铜离子浓度由60g/l降低到12g/l，电流密度500A/m2， 电解液的流速为15000 1/hr。
权利要求
1.旋流电解技术处理废杂铜料电积回收铜エ艺，其特征在于包括如下步骤1)分拣将原料废杂铜料经人工粗步筛检和分类，去除胶皮、塑料、漆类等有机杂质；2)破碎将步骤1)经过分拣的废杂铜用金属粉碎机粉碎成5-10mm均勻颗粒物料，以便投料、加快反应效率、提高铜的浸出率；3)曝气气浮溶铜将步骤2)得到的废杂铜颗料物料加入溶铜反应器，将空气通过溶铜反应器的微孔膜管和微孔中空板曝气鼓入溶铜反应器，与100-180g/L的硫酸充分乳化，得到废杂铜浸出液，所述的微孔膜管和微孔中空板孔径为5-10μπι ；4)精密过滤将步骤3)得到的废杂铜浸出液进行精密过滤处理；5)旋流电解生产阴极铜精密后的浸出液在循环泵的作用下，以极快的流速打入电积循环槽，再进入与电积循环槽连接的旋流电解装置内进行旋流电解脱铜，生成的阴极铜管由采集器采集得到，旋流电解脱铜后得到的电积贫液返回曝气气浮溶铜装置作为反应酸浸出废杂铜料，所述的电流密度220-800A/m2，电解液流速为12000_18000L/h ；6)将步骤5)得到的阴极铜管放入烫洗板槽用含稀硫酸的烫洗液进行洗涤、干燥处理， 得到干净的阴极铜管，将该阴极铜管进入产品加工机組，加工成标准铜板。
2.根据权利要求1所述的旋流电解技术处理废杂铜料电积回收铜エ艺，其特征在于步骤3)中所述的溶出温度控制在80°C _85°C，溶铜速度为300-500Kg/m3. d。
3.根据权利要求1所述的旋流电解技术处理废杂铜料电积回收铜エ艺，其特征在于步骤3)中所述的废杂铜浸出液中的铜离子浓度20-70g/l，硫酸浓度为60-100g/l的硫酸铜溶液。
4.根据权利要求1所述的旋流电解技术处理废杂铜料电积回收铜エ艺，其特征在于步骤4)中所述的过滤速度为4. 5-5. 5 m3/ h。
5.根据权利要求1所述的旋流电解技术处理废杂铜料电积回收铜エ艺，其特征在于步骤4)中所述的滤液的PH值为-1-5，温度为20-60°C。
6.根据权利要求1所述的旋流电解技术处理废杂铜料电积回收铜エ艺，其特征在于步骤5)中所述的循环泵的流量为120-200m3/h，所述的电积贫液中铜离子浓度为5_15g/l，硫酸浓度为160-180g/l。
7.根据权利要求1所述的旋流电解技术处理各种废杂铜回收铜エ艺，其特征在于步骤5)所述的电流密度300-800A/m2，电解液流速为13000_17000L/h。
8.根据权利要求1所述的旋流电解技术处理各种废杂铜回收铜エ艺，其特征在于步骤6)所述的烫洗液为pH在2.5-3. 5的稀硫酸溶液，烫洗时间为20-30分钟，烫洗板槽的温度是彡90°C。
全文摘要
旋流电解技术处理废杂铜料电积回收铜工艺，属于含铜废料回收铜技术领域。它以收购的各种含铜废料为原料，经粗检及破碎，进入溶铜浸出槽装置连续铜溶出，溶出得到的硫酸铜溶液，再由精密过滤设备过滤，得到的滤液经过旋流电解脱铜，所得到的铜管经过微酸烫洗，然后进入产品加工机组成标准铜板。本发明通过便携式或模块组装，旋流电解槽及配套设备方便安装拆卸移址；溶液闭路循环，没有有害气体的排放；选择性的对金属进行电解沉积，应用旋流电解技术可以更好的提纯铜；较高的电流密度及电流效率，试剂消耗少，降低了生产成本，提高企业效益；对溶液进行高效、高纯度的电解提取，回收的铜为标准阴极铜,总回收率为96%以上。
文档编号C25C1/12GK102534656SQ201210029659
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月10日 优先权日2012年2月10日
发明者侯新常, 彭强林, 沈李奇, 甘海平, 邓涛, 陈东达 申请人:嘉兴科菲冶金科技股份有限公司