一种废杂铜熔化成型直接电解提取铜的方法
【专利摘要】本发明提供一种废杂铜熔化成型直接电解提取阴极铜的方法，包括步骤：1）将含铜60%以上的废杂铜直接熔化铸型作为阳极，以纯铜薄片作为阴极；2）用硫酸铜、硫酸、盐酸配制电解液加入电解槽中，电解液成分范围：硫酸铜浓度45-60克/升，硫酸浓度160-200克/升，盐酸浓度0.04-0.08克/升，其余为水；3）在电解槽内通入直流电进行电解，工艺条件：电解液温度55-65℃、阴极电流密度 150-260A/m2；本方法适用的废杂铜的成分范围：铜60-99.5%，铅0-10%，镍0-5%，铁0-3%，锡0-3%，锌0-10%，本方法解决了现有生产工艺存在着的工艺流程长、回收率低、能耗高、利用水平低、环境污染大等问题，本方法取消了现有工艺中氧化、还原等熔炼工序，具有回收率高、成本低、生产周期短、减轻环境污染等优点。
【专利说明】一种废杂铜熔化成型直接电解提取铜的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及废杂铜再生精炼冶金工艺，特别涉及一种废杂铜熔化成型直接电解提 取铜的方法，利用本方法将废杂铜直接熔化成型作为阳极，可直接电解生产出标准阴极铜。
【背景技术】
[0002] 1、目前，我国的铜矿资源短缺，需要大量进口铜精矿来满足国民经济发展的需要。 据权威机构统计，2013年我国产铜量684万吨，但是自产铜精矿产铜159. 6万吨，炼铜所需 铜精矿主要依赖进口。在进口铜精矿的同时，我国也进口了大量的废杂铜。2013年废杂铜 回收利用渠道产铜175万吨，占总产铜量的25. 6%。再生铜生产比原生铜节能80%以上，节 约生产成本60%-65%，节约铜矿山投资2万元/吨。将废杂铜作为原料生产出再生铜有利于 扩大资源渠道、节约能源、减少环境污染和增加社会综合效应。
[0003] 2、行业内通常将废杂铜根据含铜量分为1号杂铜，含铜量在96%以上；2号杂铜， 含铜量在94%以上；3号杂铜，含铜在90%以上；含铜90%以下的称为等外杂铜。
[0004] 3、目前国内外回收利用废杂铜的方法很多，主要可分为两大类：第一类是将高质 量的废杂铜直接轧制铜杆或直接生产相应牌号的铜合金后供用户使用，称作直接利用；第 二类是将废杂铜冶炼成阳极板后经电解精炼成电解铜后供用户使用，称为间接利用。其间 接利用又可分为三种：一段法、二段法和三段法。
[0005] 4、如上所述的1号杂铜通常被直接利用。2号或部分3号杂铜采用一段法和二段法 处理。一段法是将废杂铜直接加入阳极炉精炼成阳极板后，再经电解精炼成电解铜的方法， 主要缺点是劳动强度大、生产率低、金属回收率低。二段法是将废杂铜加入鼓风炉或转炉 熔炼成粗铜，粗铜又加入阳极炉熔炼成阳极板后再电解精炼成电解铜的方法。含杂质高的 3号杂铜和等外杂铜通常采用三段法处理，三段法是将废杂铜加入鼓风炉熔炼成黒铜，黒铜 加入转炉炼成次粗铜，次粗铜再加入阳极炉炼成阳极板后电解精炼成电解铜的方法。目前， 使用最广还是一段法，二段法逐渐被新的二段法"熔池熔炼-阳极炉精炼"所替代。采用三 段法的工厂已经很少，只有国外部分工厂在继续使用。
[0006] 5、现有传统工艺处理废杂铜的生产流程：将废杂铜加入阳极炉熔炼，经过加料熔 化、氧化、还原、浇铸产出含铜99%以上，杂质含量控制在较低范围的阳极铜，再经电解精炼 产出标准阴极铜。该方法存在着生产工艺流程长、回收率低、能耗高、利用水平低、环境污染 大等问题，造成生产成本高居不下。
[0007] 6、我国多数废杂铜精炼工厂规模小、工艺落后、装备差、环保问题严重，这些工厂 规模一般在〇. 5-3万吨，火法精炼基本采用阳极炉，炉能在25-110吨大小不等，热效率低、 金属回收率低、能耗高、污染严重。
[0008] 7、相关统计数据显示，我国约三分之一的精炼铜来自再生铜，废杂铜中60%左右 用来作为再生铜的原料，另外40%左右被直接利用。因此，提高铜的回收率-特别是废杂铜 的金属回收率就成为行业的首先要解决的问题。
[0009] 8、随着国家相关产业政策、铜冶炼行业规范条件等相关法规的陆续出台，我国再 生铜工业将进入史无前例的竞争时期。因此迫切的需要一种新技术加快再生铜企业的技术 进步，降低加工成本，提高环保水平和有价金属综合回收能力。
[0010]9、为解决废杂铜再生利用工艺中存在的以上弊端，开发综合回收废杂铜的高效清 洁新工艺，对我国废杂铜加工产业升级，解决困扰废杂铜产业的环保与资源的高效利用等 问题具有重要的意义。
[0011] 因此迫切的需要一种新技术加快再生铜企业的技术进步，降低加工成本，提高环 保水平和有价金属综合回收能力。这也正是发明人所要解决的问题。
【发明内容】
[0012] 针对现有废杂铜再生利用产业存在生产流程长、金属回收率低、环保压力大、生产 成本高的不足之处，发明的目的就是为克服现有技术的不足，针对生产成本高、金属回收率 低的难题，提供一种废杂铜熔化成型直接生产标准阴极铜的方法，实现缩短生产工艺流程、 提高回收率、降低能耗、提高利用水平、减少环境污染，进而降低加工厂生产成本。
[0013] 本发明是通过这样的技术方案实现的：废杂铜熔化成型直接电解提取铜的方法， 其特征在于，具体步骤如下： (1) 将含铜60%以上的废杂铜直接熔化铸型作为阳极，以纯铜薄片作为阴极； (2) 用硫酸铜、硫酸、盐酸配制电解液加入电解槽中，电解液成分范围：硫酸铜浓度 45-60克/升，硫酸浓度160-200克/升，盐酸浓度0. 04-0. 08克/升，其余为水； (3) 在电解槽内通入直流电进行电解，工艺条件：电解液温度55-65°C、阴极电流密度 150-260A/m2;将铜原料直接熔化铸成长方形板，在长方形板上打孔穿铜导电棒作为阳极或 直接铸成阳极板作为阳极；本方法适用的废杂铜的成分范围：铜60-99. 5%，铅0-10%，镍 0-5%，铁 0-3%，锡 0-3%，锌 0-10%。
[0014] 本发明有益效果是： 1、使用本发明，由于在废杂铜加工成阳极过程中取消了氧化、还原精炼工序，缩短了工 艺流程，提高了金属回收率。铜总回收率在99%以上，与现有传统工艺比较，金属回收率提 高2-3个百分点。
[0015] 2、使用本发明对废杂铜熔化成型直接电解，与现有传统工艺比较，缩短了生产时 间，提高了生产效率，降低了生产综合成本。
[0016] 3、使用本发明由于在废杂铜加工成阳极过程中取消了氧化、还原精炼工序，减轻 了环境污染，提高环保水平。
[0017] 4、使用本发明可处理含铜量在60%以上的废杂铜，产出阴极铜纯度可达到 99. 96%以上，质量符合GB/T467-1997标准，而除铜之外的大部分杂质元素以阳极泥的形 式产出并富集再回收，提高了有价金属综合回收能力。
[0018] 本方法主要特点是在冶炼过程中免去了氧化还原这一环节，能减少污染，并且缩 短了工艺流程。电解环节的控制参数就是经过长时间实验总结出来的。
[0019] 解决了现有生产工艺存在着的工艺流程长、回收率低、能耗高、利用水平低、环境 污染大等问题。本方法取消氧化、还原等熔炼工序，具有回收率高、成本低、生产周期短、减 轻环境污染的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1、生产工艺流程图。
【具体实施方式】
[0021] 为了更清楚的理解本发明，结合附图1和实施例详细描述本发明； 实施例一：原料为92%的杂铜 1、 将杂铜熔化铸成长方形打孔，穿铜导电棒作为阳极，薄铜片作为阴极； 熔铸成的阳极成分
【权利要求】
1. 废杂铜熔化成型直接电解提取铜的方法，其特征在于，具体步骤如下： (1) 将含铜60%以上的废杂铜直接熔化铸型作为阳极，以纯铜薄片作为阴极； (2) 用硫酸铜、硫酸、盐酸配制电解液加入电解槽中，电解液成分范围：硫酸铜浓度 45-60克/升，硫酸浓度160-200克/升，盐酸浓度0. 04-0. 08克/升，其余为水； (3) 在电解槽内通入直流电进行电解，工艺条件：电解液温度55-65°C、阴极电流密度 150-260A/m2;将铜原料直接熔化铸成长方形板，在长方形板上打孔穿铜导电棒作为阳极或 直接铸成阳极板作为阳极；本方法适用的废杂铜的成分范围：铜60-99. 5%，铅0-10%，镍 0-5%，铁 0-3%，锡 0-3%，锌 0-10%。
2. 根据权利要求1所述的废杂铜熔化成型直接电解提取铜的方法，其特征在于：将铜 原料直接熔化铸型，采用熔化炉或其它加热方式直接熔化，取消目前传统工艺流程中氧化、 还原精炼工序。
3. 根据权利要求1所述的废杂铜熔化成型直接电解提取铜的方法，其特征在于：以纯 铜薄片或不锈钢板作为阴极。
4. 根据权利要求1所述的废杂铜熔化成型直接电解提取铜的方法，其特征在于：电解 过程中需加入添加剂：骨胶200-400克/吨析出铜，硫脲20-60克/吨析出铜，提高铜析出 质量。
5. 根据权利要求1所述的废杂铜熔化成型直接电解提取铜的方法，其特征在于：电解 过程中需加入硫酸铜，保持电解液中的硫酸铜浓度在范围之内。
【文档编号】C25C1/12GK104278291SQ201410573987
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】毛允正, 李英念, 卢斗江, 王金祥, 贾久喜, 金铎屹, 董海涛, 李树学 申请人:天津中色再生金属工程技术研究院