一种铜镍基合金废料回收铜、镍的方法
【专利摘要】本发明涉及一种铜镍基合金废料回收铜、镍的方法，属于资源综合利用【技术领域】。首先将铜镍基合金废料升温至熔融态浇铸成可溶性阳极板，然后以可溶性阳极板为阳极，不锈钢板为阴极，硫酸铜为电解液进行电解，当电解液中铜离子浓度降低至5~30g/L，即在阴极上制备得到铜；将上述步骤得到的电解液循环进入到旋流电积中，以不溶性铱膜为阳极，环形钛板为阴极，电积至电解液中铜离子浓度为1~5g/L，即能在阴极上制备得到铜；将上述步骤得到的电解液除铜后作为电积镍的电解液，以铅阳极复合板为阳极，不锈钢板为阴极，电积阴极周期结束后即可在阴极上制备得到镍。本发明有效的将阳极板浇铸和合金结构破坏两工艺耦合为一体，工艺节能效果显著。
【专利说明】一种铜镍基合金废料回收铜、镍的方法
【技术领域】[0001]本发明涉及一种铜镍基合金废料回收铜、镍的方法，属于资源综合利用【技术领域】。【背景技术】
[0002]中国镍供给有两个部分组成，一部分是新产镍精矿供应，这部分占镍总供给量的72.9%，另一部分来自再生镍占27.1%，随着经济建设和钢铁工业的发展，镍的需求量不断增加。2010年预计中国镍消费量达到40万吨/年以后，中国成为世界最大的镍消费国。2010年中国镍金属基础储量只有230万吨左右，2010-2013年来中国镍矿勘探没有重大进展，如果就按照这样消费下去的话，10年后中国的镍矿资源将逐渐消耗殆尽，铜资源状况与之类似。缓解我国铜、镍资源的资源压力，需加大对二次资源的利用效率。
[0003]同时镍铜合金废料料在逐年增加，主要包括机械加工时产生的废料、冶炼过程中产生的废料、工业部门中损坏的合金构件和零件等。另外，目前国内市场上流通的镍-铜合金废料大部分从日本、韩国和中国的台湾等地购入，是电子元件厂产出的废料，其化学成分以镍、铜为主，加强对此的资源化利用无疑对缓解我国镍、铜资源压力有较为积极的作用。但目前关于此合金废料的利用方式为分类后合金制作工艺中作为合金元素添加剂加入，利用率偏低且经济性表现差。
[0004]专利申请号为201310455464.7提供“一种从镍铁铜合金废料中回收铜、镍的方法”，该方法首先将镍铁铜合金废料升温得到熔融态镍铁铜合金废料，然后加入造渣剂并喷入氧化气体，得到金属液和渣；然后将金属液浇铸成可溶性阳极，最后一段电解精炼回收铜，将已回收铜的电解液除铜后电沉积镍。该方法中一段电解精炼铜的过程中为防止镍电解出来，需间歇性补充Cu2+，使电解液Cu2+离子浓度维持在20~80g/L，且在电沉积镍之前必须将电解液中的Cu2+除去，因此工艺较复杂和繁琐，且最终获得的铜、镍产品纯度不高。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种铜镍基合金废料回收铜、镍的方法。该方法借鉴复杂铜原料电解精炼的思想，提出镍铜基合金废料重熔破坏合金结构三段电解精炼回收其中镍、铜的新思路。本发明有效的将阳极板浇铸和合金结构破坏两工艺耦合为一体，工艺节能效果显著，且通过三段湿法精炼的方式回收其中铜、镍，并制备高纯镍、铜，废弃资源综合利用度高，工业推广应用前景良好，本发明通过以下技术方案实现。
[0006]一种铜镍基合金废料回收铜、镍的方法，其具体步骤如下:
(1)首先将铜镍基合金废料升温至熔融态保温0.5^2.5h后，将铜镍金属液浇铸成可溶性阳极板，然后以可溶性阳极板为阳极，不锈钢板为阴极，硫酸铜为电解液，在控制槽电压为1.r3.0V且同时电流密度为16(T320A/m2条件下电解至电解液中铜离子浓度为5~30g/L，即能在阴极上制备得到铜；
(2)将步骤(1)得到的铜离子浓度为5~30g/L的电解液循环进入到旋流电积中，以不溶性铱膜为阳极，环形钛板为阴极，在控制槽电压为2.(T3.0V且同时电流密度为30(T700A/m2、电解液流速为0.r2L/min条件下电积至电解液中铜离子浓度为f 5g/L，即能在阴极上制备得到铜；
(3)将步骤(2)得到的铜离子浓度为f 5g/L的电解液除铜后作为电积镍的电解液，以铅阳极复合板为阳极，不锈钢板为阴极，电积阴极周期结束后即可在阴极上制备得到镍。
[0007]所述铜镍基合金废料包括以下质量百分比的组分:Cu3(T98%，Ni2~70%。
[0008]上述步骤(1)、(2)、(3)中控制电解液的温度为45飞5°C。
[0009]上述步骤(1)中铜镍基合金废料保温温度为150(Tl650°C。
[0010]上述步骤(3)中电积镍过程中控制槽电压为2.2~2.6V。
[0011]上述步骤(3)中电积镍阴极周期为7~10天。
[0012]上述步骤(3)中除铜过程为:镍黑法或硫化沉淀法。
[0013]本发明的有益效果是:(I)本方法有效的将阳极板浇铸和合金结构破坏两工艺耦合为一体，工艺节能效果显著，且通过三段湿法精炼的方式回收其中铜、镍并制备高纯镍、铜，废弃资源综合利用度高，工业推广应用前景良好；(2)本方法工艺简单，试剂少，成本较低；(3)通过电解和旋流电积获得的铜产品纯度都高于99.9%，电积镍获得的最终镍产品纯度也高于99.9%。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明工艺流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明作进一步说明。
[0016]实施例1
如图1所示，该铜镍基合金废料回收铜、镍的方法，其具体步骤如下:
(1)首先将铜镍基合金废料升温至熔融态保温0.5h后，将铜镍金属液浇铸成可溶性阳极板，然后以可溶性阳极板为阳极，不锈钢板为阴极，硫酸铜为电解液，在控制槽电压为
1.4V且同时电流密度为160A/m2条件下电解至电解液中铜离子浓度为5g/L，即能在阴极上制备得到铜，其中铜镍基合金废料中铜、镍质量百分比分别为98%和2%，铜镍基合金废料升温温度为1500°C，可溶性阳极板尺寸为670X870X10mm，电解槽尺寸为871 X 1131mm，同极极板间距为80mm ；
(2)将步骤(1)得到的铜离子浓度为5g/L的电解液循环进入到旋流电积中，以不溶性铱膜为阳极，环形钛板为阴极，在控制槽电压为2.0V且同时电流密度为300A/m2、电解液流速为0.lL/min条件下电积至电解液中铜离子浓度为lg/L，即能在阴极上制备得到铜；
(3)将步骤(2)得到的铜离子浓度为lg/L的电解液除铜后作为电积镍的电解液，以铅阳极复合板为阳极，不锈钢板为阴极，电积阴极周期结束后即可在阴极上制备得到镍，其中电积镍过程中控制槽电压为2.2V ;电积镍阴极周期为7天。
[0017]上述步骤(1)、(2)、(3)中控制电解液的温度为45°C ;步骤(3)中除铜过程为:硫化沉淀法。
[0018]经分析检测，上述步骤(1)中得到的阴极铜纯度为99.994%，上述步骤(2)中得到的铜纯度为99.93% ;步骤(3)中得到的阴极镍纯度为99.91%。
[0019]实施例2
如图1所示，该铜镍基合金废料回收铜、镍的方法，其具体步骤如下:
(1)首先将铜镍基合金废料升温至熔融态保温2.5h后，将铜镍金属液浇铸成可溶性阳极板，然后以可溶性阳极板为阳极，不锈钢板为阴极，硫酸铜为电解液，在控制槽电压为
3.0V且同时电流密度为320A/m2条件下电解至电解液中铜离子浓度为30g/L，即能在阴极上制备得到铜，铜镍基合金废料中铜、镍质量百分比分别为30%和70%，铜镍基合金废料升温温度为1650°C，可溶性阳极板尺寸为700X900X10mm，电解槽尺寸为871 X 1131mm，同极极板间距为85mm ；
(2)将步骤(1)得到的铜离子浓度为30g/L的电解液循环进入到旋流电积中，以不溶性铱膜为阳极，环形钛板为阴极，在控制槽电压为2.5V且同时电流密度为700A/m2、电解液流速为2L/min条件下电积至电解液中铜离子浓度为5g/L，即能在阴极上制备得到铜；
(3)将步骤(2)得到的铜离子浓度为5g/L的电解液除铜后作为电积镍的电解液，以铅阳极复合板为阳极，不锈钢板为阴极，电积阴极周期结束后即可在阴极上制备得到镍，其中电积镍过程中控制槽电压为2.6V、电积镍阴极周期为10天。
[0020]上述步骤(1)、(2)、(3)中控制电解液的温度为65°C;上述步骤(3)中除铜过程为:
镍黑法。
[0021]经分析检测，上述步骤(1)中得到的阴极铜纯度为99.98%，上述步骤(2)中得到的铜纯度为99.93% ;步骤(3)中得·到的阴极镍纯度为99.992%。
[0022]实施例3
如图1所示，该铜镍基合金废料回收铜、镍的方法，其具体步骤如下:
(1)首先将铜镍基合金废料升温至熔融态保温Ih后，将铜镍金属液浇铸成可溶性阳极板，然后以可溶性阳极板为阳极，不锈钢板为阴极，硫酸铜为电解液，在控制槽电压为2.5V且同时电流密度为250A/m2条件下电解至电解液中铜离子浓度为18g/L，即能在阴极上制备得到铜，其中铜镍基合金废料中铜、镍、铁质量百分比分别为45%、35%和20%,铜镍基合金废料升温温度为1600°C，可溶性阳极板尺寸为720X900X 10mm，电解槽尺寸为940X 1350mm，同极极板间距为90mm ；
(2)将步骤(1)得到的铜离子浓度为18g/L的电解液循环进入到旋流电积中，以不溶性铱膜为阳极，环形钛板为阴极，在控制槽电压为3.0V且同时电流密度为350A/m2、电解液流速为1.5L/min条件下电积至电解液中铜离子浓度为3g/L，即能在阴极上制备得到铜；
(3)将步骤(2)得到的铜离子浓度为3g/L的电解液除铜后作为电积镍的电解液，以铅阳极复合板为阳极，不锈钢板为阴极，电积阴极周期结束后即可在阴极上制备得到镍，其中步骤(3)中电积镍过程中控制槽电压为2.4V ;电积镍阴极周期为8天。
[0023]上述步骤(1)、(2)、(3)中控制电解液的温度为50°C;上述步骤(3)中除铜过程为:硫化沉淀法。
[0024]经分析检测，上述步骤(1)中得到的阴极铜纯度为99.98%，上述步骤(2)中得到的铜纯度为99.92% ;步骤(3)中得到的阴极镍纯度为99.94%。
【权利要求】
1.一种铜镍基合金废料回收铜、镍的方法，其特征在于具体步骤如下: (1)首先将铜镍基合金废料升温至熔融态保温0.5^2.5h后，将铜镍金属液浇铸成可溶性阳极板，然后以可溶性阳极板为阳极，不锈钢板为阴极，硫酸铜为电解液，在控制槽电压为1.r3.0V且同时电流密度为16(T320A/m2条件下电解至电解液中铜离子浓度为5~30g/L，即能在阴极上制备得到铜； (2)将步骤(1)得到的铜离子浓度为5~30g/L的电解液循环进入到旋流电积中，以不溶性铱膜为阳极，环形钛板为阴极，在控制槽电压为2.(T3.0V且同时电流密度为30(T700A/m2、电解液流速为0.r2L/min条件下电积至电解液中铜离子浓度为f 5g/L，即能在阴极上制备得到铜； (3)将步骤(2)得到的铜离子浓度为f5g/L的电解液除铜后作为电积镍的电解液，以铅阳极复合板为阳极，不锈钢板为阴极，电积阴极周期结束后即可在阴极上制备得到镍。
2.根据权利要求1所述的铜镍基合金废料回收铜、镍的方法，其特征在于:所述铜镍基合金废 料包括以下质量百分比的组分:Cu3(T98%，Ni2~70%。
【文档编号】C25C1/08GK103668322SQ201310673020
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】王 华, 李磊, 邱在军, 廖彬, 谢晓峰, 张仁杰, 胡建杭, 魏永刚 申请人:昆明理工大学