專利名稱：常溫電解精煉銅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解精煉銅的方法，主要是運用于常溫(10-25°c)下，無需對電解 液加熱就能進行電解銅的生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
目前，普遍的電解銅技術(shù)都是將粗銅(含銅98%)預(yù)先制成厚板作為陽極，純銅制 成薄片作陰極，以硫酸(H2SO4)和硫酸銅(CuSO4)的混和液作為電解液。通電后，銅從陽極 溶解成銅離子向陰極移動，到達陰極后獲得電子而在陰極析出純銅(亦稱電解銅)。粗銅中 雜質(zhì)如比銅活潑的鐵和鋅等會隨銅一起溶解為離子。運用該方法對電解條件的要求比較苛 刻，要求電解液的雜質(zhì)含量必須非常小、電解液的溫度一般都要控制在50-60°C。為了維持 電解液的較高溫度，同時必須要求電解液循環(huán)流動，這就需要消耗大量的電能或煤，從而使 電解銅生產(chǎn)的能耗和污染變成一個比較大的環(huán)境問題，而且經(jīng)濟效益大大的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有電解銅生產(chǎn)技術(shù)中電解液必須加熱保持在50-60°C 的條件而帶來的能耗和環(huán)保問題。通過反復(fù)實驗，本申請人成功的研究出新的電解液配 方，即在電解液中添加復(fù)合添加劑，以改善電解液里面的導(dǎo)電能力；同時也除去在常溫 (10-25°C)條件下電解液中的雜質(zhì)金屬離子；提高常溫條件下電解液中銅離子的定向運動 速度，減少濃差極化；改善陰極銅析出質(zhì)量，從而使常溫條件下生產(chǎn)電解銅變?yōu)楝F(xiàn)實。由于 運用該新的電解液配方可以使電解液的溫度無需再像傳統(tǒng)的電解液必須維持在50-60°C的 條件下，所以常溫電解銅的生產(chǎn)方法中對電解液的要求是不用加熱，也不用循環(huán)流動，這樣 對生產(chǎn)條件的要求大大的簡單化。而且由于電解液是靜止的，降低了電解液中雜質(zhì)微粒被 吸附到電解銅陰極板的可能性，電解雜質(zhì)沉積在電解泥中，使生產(chǎn)得到的陰極板表面更加 光滑漂亮，陰極板含銅量比傳統(tǒng)加熱方法的更高。本發(fā)明常溫電解精煉銅的生產(chǎn)方法如下 1、電解液配方
H2SO4 :150-220g/L ；Cu2+ :40-60g/L ；骨膠28_38mg/L ；硫脲10_l5mg/L ；PAM (聚丙烯 酰胺)8-12 mg/L ；乙酸(CH3COOH) :5_10mg/L。以上各個配方藥品按照用量依次直接加入到電解液中，電解生產(chǎn)過程無須單獨添 加個別的藥品，而是要根據(jù)電解液的液面高低適當(dāng)補充同樣配方的備用電解液。2、電解槽
電解槽是電解精煉銅的主體設(shè)備，電解槽為長方形槽子，槽內(nèi)附設(shè)有進液管和出液管， 電解槽大小尺寸可根據(jù)實際生產(chǎn)的產(chǎn)品電解銅陰極板的規(guī)格做適應(yīng)的調(diào)整，電解槽材質(zhì)采 用軟板PVC或玻璃鋼襯里，由于電解液不需要加熱和循環(huán)，所以該電解槽簡單。3、陽極材料
粗銅陽極板(傳統(tǒng)的含銅98%的電解銅陽極板)、高爐銅錠、打包成塊狀的廢雜銅、用陽極袋包裝的廢銅線的粉碎銅針等。4、電解液溫度
常溫(10-25°C)條件下就可以生產(chǎn)，無須加熱。實踐證明，在電解液溫度高于25度也 可以正常生產(chǎn)電解銅，但是產(chǎn)率和質(zhì)量沒有更明顯的提高，所以沒必要對電解液進行加熱。5、電解液的循環(huán)流動
電解液無須循環(huán)流動。實踐證明，電解液靜止穩(wěn)定反而有利于產(chǎn)出質(zhì)量更好的陰極銅板。6、電流密度范圍在150-320A/m2。7、極間距為 100_160讓。本發(fā)明的主要優(yōu)點是
1、徹底改變傳統(tǒng)電解銅的生產(chǎn)條件，可以在不用加熱電解液的條件下常溫(10-25°c) 就能進行電解銅的生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本，避免了燃燒煤所產(chǎn)生的環(huán)境污染；
2、由于電解液無須加熱循環(huán)流動，對生產(chǎn)設(shè)備的要求大大降低。不用再需要加熱用的 高壓蒸汽爐和高位池；也不需要鋪設(shè)用于循環(huán)的耐熱耐酸的管道，也不需要循環(huán)流動的動 力機器耐酸泵等；
3、該生產(chǎn)方法生產(chǎn)得到的電解銅含銅量大于99.99%，表面平整光滑。相比較傳統(tǒng)的加 熱電解銅，本發(fā)明的電解銅陰極板表面沒有長粒子和凸瘤、不發(fā)脆、不產(chǎn)生麻孔；色澤是顯 眼的玫瑰紅色，光滑度堪比鏡面；
4、可以用于作為本發(fā)明的電解陽極的粗銅的范圍非常廣，粗銅陽極板(傳統(tǒng)的含銅 98%的電解銅陽極板)、高爐銅錠、打包成塊狀的廢雜銅、用陽極袋包裝的廢銅線的粉碎針 狀物等，一切含銅量超過85%的電解銅陽極板或者廢銅料都可以用來生產(chǎn)電解銅；
5、整個生產(chǎn)過程無污染、環(huán)保和節(jié)能，具有極大的經(jīng)濟效益和社會效益。
具體實施例方式一種常溫電解精煉銅的生產(chǎn)方法，包括
1、電解液組成:H2SO4 160g/L ；Cu2+ 45g/L;骨膠 30mg/L ；硫脲 12mg/L ；PAM (聚丙烯 酰胺)10 mg/L;乙酸(CH3COOH)6mg/L，其中，Cu2+以硫酸銅的形式加入。以上各個配方藥品 按照用量依次直接加入到電解液中，電解生產(chǎn)過程無須單獨添加個別的藥品，而是要根據(jù) 電解液的液面高低適當(dāng)補充同樣配方的備用電解液。2、電解槽電解槽為長方形槽子，槽內(nèi)附設(shè)有進液管和出液管，電解槽大小尺寸根 據(jù)實際生產(chǎn)的產(chǎn)品電解銅陰極板的規(guī)格做適應(yīng)的調(diào)整，電解槽材質(zhì)采用軟板PVC。3、陽極材料用作電解陽極的粗銅包括(A)粗銅陽極板，即傳統(tǒng)的含銅98%的電 解銅陽極板，(B)高爐銅錠，(C)打包成塊狀的廢雜銅，(D)用陽極袋包裝的廢銅線的粉碎銅 針；含銅量> 85%的電解銅陽極板或者廢銅料都可以用來做常溫電解銅。4、電解液溫度在常溫(10_25°C)條件下生產(chǎn)，無須加熱。實踐證明，在電解液溫 度高于25°C也可以正常生產(chǎn)電解銅，但是產(chǎn)率和質(zhì)量沒有更明顯的提高，所以沒必要對電 解液進行加熱。5、電解液的循環(huán)流動電解液無須循環(huán)流動。實踐證明，電解液靜止穩(wěn)定反而有利 于產(chǎn)出質(zhì)量更好的陰極銅板。
6、電流密度范圍在200_250A/m2。7、極間距為 110_120mm。
權(quán)利要求
一種常溫電解精煉銅的方法，其特征在于其電解液組合物包括H2SO4 150 220g/L；Cu2+40 60g/L；骨膠28 38mg/L；硫脲10 15mg/L；PAM(聚丙烯酰胺)8 12 mg/L；乙酸(CH3COOH)5 10mg/L；電解液溫度為10 25℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫電解精煉銅的方法，其特征在于陰極電流密度為 150-320A/m2 ；陰陽極間距為 100_160mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的常溫電解精煉銅的方法，其特征在于用作電解陽極的 粗銅包括(A)粗銅陽極板，即傳統(tǒng)的含銅98%的電解銅陽極板，(B)高爐銅錠，(C)打包成 塊狀的廢雜銅，(D)用陽極袋包裝的廢銅線的粉碎針狀物；含銅量> 85%的電解銅陽極板或 者廢銅料都可以用來做常溫電解銅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的常溫電解精煉銅的方法，其特征在于電解液為靜止的 無須循環(huán)流動。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的常溫電解精煉銅的方法，其特征在于電解液為靜止的無須 循環(huán)流動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電解精煉銅的方法，該方法主要在于電解液組成的改進，電解液的組成為H2SO4150-220g/L；Cu2+40-60g/L；骨膠28-38mg/L；硫脲10-15mg/L；PAM(聚丙烯酰胺)8-12mg/L；乙酸(CH3COOH)5-10mg/L。由于在電解液中添加復(fù)合添加劑，從而改善電解液的導(dǎo)電能力；同時也除去在常溫(10-25℃)條件下電解液中的雜質(zhì)金屬離子；提高常溫條件下電解液中銅離子的定向運動速度，減少濃差極化；改善陰極銅析出質(zhì)量，從而使常溫條件下生產(chǎn)電解銅變?yōu)楝F(xiàn)實。所述常溫電解精煉銅的生產(chǎn)方法對電解液的要求是不用加熱，也不用循環(huán)流動，大大的簡化生產(chǎn)條件，由該方法生產(chǎn)得到的電解銅含銅量大于99.99%，表面平整光滑。
文檔編號C25C1/12GK101928957SQ20101029842
公開日2010年12月29日 申請日期2010年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月4日
發(fā)明者余東 申請人:普寧市長欣五金有限公司