廢電解液處理工藝優(yōu)化與生產(chǎn)實踐

左東平，謝祥添，余華清

（陽谷祥光銅業(yè)有限公司，山東 聊城 252300）

在銅冶煉過程中，為提高銅含量，將火法精煉產(chǎn)出的品位在99.2%～99.8%的陽極銅需經(jīng)過電解精煉除雜[1]。在銅電解精煉過程中，隨著電解進(jìn)行，電解液的成分不斷地發(fā)生變化；As、Sb、Bi等與銅電極電位相近的雜質(zhì)大部分在電解液中富集，當(dāng)達(dá)到一定濃度時，在陰極表面與銅一起夾雜析出。為了維持電解液中的銅、酸含量以及雜質(zhì)濃度在陰極銅生產(chǎn)規(guī)定的范圍內(nèi)，保證電解陰極銅的純度，定期對電解液進(jìn)行凈化和調(diào)整，以保證電解過程的正常進(jìn)行[2]。

1 原廢電解液處理工藝

在電解液凈化過程中，按上升速度最快的雜質(zhì)元素計算，抽出一定數(shù)量的電解液送往凈液工序，然后向電解液循環(huán)系統(tǒng)中補(bǔ)充相應(yīng)數(shù)量的除鹽水和硫酸，以保持電解液的體積不變。抽出的廢電解液，其中所含的銅、鎳等有價成分必須盡可能地回收，砷、銻、鉍等雜質(zhì)應(yīng)盡量除去。傳統(tǒng)電解系統(tǒng)廢電解液處理工藝流程見圖1。

圖1 傳統(tǒng)電解系統(tǒng)廢電解液處理工藝流程

傳統(tǒng)電解系統(tǒng)廢電解液處理采用粗硫酸銅+誘導(dǎo)脫銅脫雜工藝。該工藝首先經(jīng)過濃縮結(jié)晶產(chǎn)出主品位80%的粗硫酸銅，隨著硫酸銅市場的飽和，產(chǎn)品按銅含量進(jìn)行一定計價系數(shù)的折價銷售，同時外賣硫酸銅帶走部分硫酸，在電解系統(tǒng)需補(bǔ)充相應(yīng)數(shù)量的硫酸和水，以確保電解液成分、體積穩(wěn)定。

經(jīng)濃縮后的結(jié)晶母液含銅33g/l左右，通過誘導(dǎo)脫銅脫雜工藝，產(chǎn)出的電積銅需重新返精煉系統(tǒng)，回爐處理生產(chǎn)陽極板，再經(jīng)電解精煉產(chǎn)出產(chǎn)出A級銅外售；電積脫銅過程中采用電解殘極作為陰極板進(jìn)行生產(chǎn)，殘極占用量大，造成重復(fù)冶煉半成品多、資金占壓等諸多問題。

2 優(yōu)化后廢電解液處理工藝

優(yōu)化后的廢電解液處理工藝流程見圖2。

圖2 優(yōu)化后的廢電解液處理工藝流程

優(yōu)化后的廢電解液處理工藝特點：

（1）實現(xiàn)電解系統(tǒng)硫酸自平衡，不需要在生產(chǎn)中補(bǔ)入硫酸。

（2）用于電解液凈化的含銅28g/l以上的電解液，全部直接生產(chǎn)A級銅產(chǎn)品，不僅電積銅、含銅物料1、黑銅板等重復(fù)冶煉的半產(chǎn)品大幅較少，而且物料轉(zhuǎn)運量也大幅降低。

（3）硫酸銅生產(chǎn)工序取消，整個電解大系統(tǒng)電解液凈化工藝流程縮短，生產(chǎn)成本大幅降低。

3 優(yōu)化后生產(chǎn)實踐

新工藝已投產(chǎn)運行1年，各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)全部達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，以年產(chǎn)45萬t陰極銅計算優(yōu)化前后優(yōu)化前后副產(chǎn)品產(chǎn)出對比見表1。

表1 優(yōu)化前后副產(chǎn)品產(chǎn)出對比表

（1）年可取消粗硫酸銅6500t產(chǎn)量。

（2）電解車間生產(chǎn)不再消耗硫酸，年可節(jié)約硫酸量1400t。

（3）年可增產(chǎn)A級銅產(chǎn)品4539t，電解車間年可減少電積銅產(chǎn)量3165t。

（4）改造后，工藝流程大幅縮短，電解脫雜工序殘極占壓量、運輸費用降低，同時銅回收率提高了0.45%，改造后節(jié)約費用超過300萬元。

4 結(jié)語

原有廢電解液處理流程及后續(xù)生產(chǎn)工藝流程長，重復(fù)冶煉半成品過多，同時隨著硫酸銅市場的飽和，造成生產(chǎn)成本過高；本文提出了全新廢電解液處理工藝，新工藝通過增加變頻式循環(huán)泵，改變了電解液原有循環(huán)方式，縮短了處理工藝，提高有價金屬回收率；減少半成品的重復(fù)冶煉和資金占壓，陰極銅生產(chǎn)成本降低。