旋流电积技术进行铜电解液净化脱铜除杂的研究

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1、分类号UDC密级编导十-初大学CENTRALSOUTHL，NIVERSITY硕十学位论文论文题目=蘸沆虫垂!捷本进行钢皂熙超净焦膨锕除杂的研窕学科、专业：¨⋯造垒王程研究生姓名：¨参晓靛导师姓名及专业技术职务郭璺叠熬攘分类导LJDc窜船㈣荆密级Y21鲥㈦_-f硕士学位论文旋流电积技术进行铜电解液；争化脱铜除杂的研究Studyonpu“ficationofcopperelectrolytewithde-copperingandimpuritiesremovalbycycloneelectrowirulingtechnology作者姓名：学科专业：学院(系、所)指导教师：李晓静冶金工程冶金科

2、学与工程学院郭学益教授论文答辩日期堡!!：i：!．答辩委员会主席：E旦丝i中南大学2012年5月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分

3、内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作翥签名中南大学硕士学位论文摘要铜足国民经济发展的重要原料。电解精炼是金属铜生产的主要工序。铜电解精炼过程中，As、sb、Bi等杂质在电解液中不断富集，造成阴极铜产品斗1杂质含量超标，故需要对电解液进行定期定量的净化。目前，电积法是电解液净化主要方法，但常规电积法要求铜电解液中铜离子浓度高、杂质浓度低，且脱铜除杂过程中浓差极化现象严重，造成大量铜损失，降低铜的回收率，增加电能消耗，并且产生大量酸雾和AsH，等有毒气体，严重危害环境及

4、人体健康。本论文针对大冶有色金属公司铜电解净化采用二段脱除法存在的铜损失大，砷锑铋杂质脱除率低，电耗高、生产环境差等问题，开发了旋流电积技术脱铜除杂的新工艺。为确保阴极铜产品质量及杂质高脱除率，依据cu2+浓度设计了三段脱铜、一段脱砷锑铋的技术路线。开展丁实验室小试及现场工业试验研究，考察了电流密度、循环流量及温度对每段电积过程电流效率、槽电压、阴极铜质量及杂质脱除率的影响，确定了最优工艺条件和技术参数。实验室小试研究结果表明：第一阶段Cu2+浓度在20乩以上，电流密度300～m2，循环流量600L，h，电积铜产品达到GBT467．1997高纯阴极铜(cu—cATH．1)的标准，电流效率

5、达到96．5％：第二阶段cu2+浓度在8叽以上，电流密度400A／m2，循环流量700L，h，电积铜产品达到标准阴极铜(cu．cATH．2)的规格。电流效率达到928％；第三阶段cu2。浓度在3扎以上，电流密度300A／m2，循环流量900L，}l，得到含cu9967％的粗铜，电流效率达到90．1％。第四阶段cu2+浓度在3乩以下，电流密度500～m2，循环流量250L，ll，终点溶液中cuH浓度0009叽，As、sb、Bi脱除率分别达90．6％、989％和999％。现场工业试验研究，验证了最佳工艺条件和技术参数，评价了工艺的技术经济指标。结果表明：第一阶段cu外浓度在20扎以上，电流密

6、度500～m2，循环流量9m3m，得到高纯阴极铜，电流效率达9908％；第二阶段cu2+浓度在8叽。以上，电流密度400A，m2，循环流量85In3，h，得到标准阴极铜，屯流效率达9365％；第三阶段cu”浓度在3∥L以上，电流密度300～m2，循环流量9m3，h，得到含cu9993％的粗铜，电流效率达8966％；第四阶段cun浓度在3卫，L以F，电流密度800刖m2，循环流量6m3，h，终点溶液中cu2+浓度o004虮，As、sb、中南人学硕士学位论文Bi脱除率分别达893％、80O％和99．9％。在整个脱铜阶段，铜回收率达93％，平均电流效率达94．4％。脱砷锑铋阶段砷的相对电流效率

7、达41．4％，相对于诱导脱砷法的电流效率高出3倍以上。脱杂产物黑铜渣中铜砷比为03039：l，可以直接用于砷锑铋的提取。旋流电积技术相对比大冶公司二段脱杂技术，脱铜电耗降低25％左右，脱砷电耗降低50％左右。本论文开发并设计了旋流电积技术进行铜电解液净化脱铜除杂的新工艺，为工业化生产提供了可行性方案，开辟了一条铜电解净化脱铜除杂高效、高选择性、清洁环境友好的新途径。关键词：旋流电积，铜电解液，脱铜除杂，电流效率中南大学硕士学位论文A