1.本发明属于铜电解
精炼领域，涉及一种抑制低砷铜
阳极电解精炼过程中铜粉生成的方法。
背景技术：
2.铜电解精炼过程中，铜阳极在溶解过程中不可避免地会产生部分cu
+
，而cu
+
在铜
电解液中极易发生歧化反应生成cu
2+
和金属铜粉。生成的铜粉一部分会进入阳极泥中，造成铜的损失以及阳极泥的后续处理困难；另一部分铜粉则会粘附在阴极表面，形成新的活性结晶核心并迅速生长为铜粒子，从而降低阴极铜的表面质量。
3.因此要降低铜粉对电解过程产生的影响，必须尽量抑制cu
+
的产生及其歧化反应。电解时产生cu
+
的主要原因有两种：一种是部分阳极铜原子在电流的作用下以cu
+
形态发生电化学溶解；另一种是阳极板中的cu2o与h2so4溶液发生化学反应生成cu
+
。其中，阳极板中的大部分cu2o可通过用电解液提前充分泡洗而除去，而铜原子经电化学溶解生成cu
+
在铜电解精炼流程中将无可避免地出现。
4.杂质含量处于标准状态下的铜阳极板在铜电解精炼过程中产生的cu
+
和铜粉并不多，并未对铜电解过程造成太大危害，因此，国内外研究者并未过多关注如何减少电解液中cu
+
及铜粉含量的问题。然而，随着物料来源的日益复杂，低砷铜阳极被应用于铜电解精炼领域，该类铜阳极在电解精炼时表现出槽电压较高的现象，过高的槽压有利于cu
+
的生成，cu
+
在电解液中不稳定易发生歧化反应生成金属铜粉，并最终降低阴极铜的电流效率和阴极表面质量，且使得阳极泥后续处理更为复杂。
技术实现要素：
5.本发明公开了一种抑制低砷铜阳极电解精炼过程中铜粉生成的方法，以解决现有技术的上述以及其他潜在问题中任一问题。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种抑制低砷铜阳极电解精炼过程中铜粉生成的方法，该方法通过在低砷铜阳极电解精炼过程中加入铜粉抑制剂,铜粉抑制剂能够抑制电解精炼过程中cu
+
发生歧化反应，将阳极泥中铜粉含量降低29.8％，将阴极电流效率提高至93％。
7.进一步，该方法的具体包括以下步骤：
8.s1)将低砷铜阳极板和阴极装入电解槽中，再加入含铜离子电解液，并调节电解液温度和循环量；
9.s2)再将铜粉抑制剂加入到循环槽中，将循环槽内的铜粉抑制剂均匀连续加入至高位槽中，调节电流密度，进行电解。
10.进一步，
所述s1)中的低砷铜阳极板装入电解槽内，先用电解液充分泡洗铜阳极，时长为1-10h；
11.所述阴极为316l不锈钢。
12.进一步，所述s1)中的铜离子电解液中的铜离子浓度为35-55g/l，硫酸浓度为150-200g/l。
13.进一步，所述s1)中的电解液温度为55-70℃，电解液循环量为25-40l/min。
14.进一步，所述s2)中铜粉抑制剂包括骨胶、硫脲、盐酸和添加剂；
15.在电解液中的加入量为：骨胶浓度为1-5mg/l，硫脲为1-5mg/l，盐酸浓度为35-75mg/l、浓度为5-50mg/l。
16.进一步，所述添加剂为氧化剂或络合剂中一种或两种。
17.进一步，所述氧化剂为双氧水、过硫酸、过硫酸钠、次氯酸、过甲酸、过醋酸中的一种或多种。
18.进一步，所述络合剂为硝基水杨酸、乙二胺四乙酸、联吡啶、乙二胺中的一种或多种
19.进一步，所述方法得到阴极铜中a级铜合格率不低于95％。
20.本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，本发明的方法通过在低砷铜阳极电解精炼过程中加入铜粉抑制剂抑制电解精炼过程中cu
+
发生歧化反，从而减少低砷铜阳极电解精炼过程中铜粉的生成，阳极泥中铜粉含量由原来的68.3％降低至29.8％，简化了阳极泥后续处理步骤，将阴极电流效率由87％提高至93％，并显著改善了阴极铜表面质量，a级铜合格率由80％提升至95％。
附图说明
21.图1为本发明一种抑制低砷铜阳极电解精炼过程中铜粉生成的方法的流程框图。
22.图2为采用本发明方法处理前后阴极表面对比图(左为添加前，右为添加后)。
具体实施方式
23.为进一步理解本发明，下面结合附图及附表对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。但是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
24.本发明一种抑制低砷铜阳极电解精炼过程中铜粉生成的方法，该方法通过在低砷铜阳极电解精炼过程中加入铜粉抑制剂,铜粉抑制剂能够抑制电解精炼过程中cu
+
发生歧化反应，将阳极泥中铜粉含量降低29.8％，将阴极电流效率提高至93％。
25.如图1所示，该方法的具体包括以下步骤：
26.s1)将低砷铜阳极板和阴极装入电解槽中，再加入含铜离子电解液，并调节电解液温度和循环量；
27.s2)再将铜粉抑制剂加入到至循环槽中，将循环槽内的铜粉抑制剂均匀连续加入至高位槽中，调节电流密度，进行电解，电解周期为11天。
28.所述s1)中的低砷铜阳极板装入电解槽内，先用电解液充分泡洗铜阳极，时长为1-10h；
29.所述阴极为316l不锈钢。
30.所述s1)中的铜离子电解液中的铜离子浓度为35-55g/l，硫酸浓度为150-200g/l。
31.所述s1)中的电解液温度为55-70℃，电解液循环量为25-40l/min。
32.所述s2)中铜粉抑制剂包括骨胶、硫脲、盐酸和添加剂；
33.在电解液中的加入量为：骨胶浓度为1-5mg/l，硫脲为1-5mg/l，盐酸浓度为35-75mg/l、浓度为5-50mg/l。
34.所述添加剂为氧化剂或络合剂中一种或两种。
35.所述氧化剂为双氧水、过硫酸、过硫酸钠、次氯酸、过甲酸、过醋酸中的一种或多种。
36.所述络合剂为硝基水杨酸、乙二胺四乙酸、联吡啶、乙二胺中的一种或多种
37.所述方法得到阴极铜中a级铜合格率不低于95％。
38.实施例1：将低砷铜阳极板(其具体成分如附表1)装入电解槽内，用电解液充分泡洗铜阳极，时长为4h；以316l不锈钢作为阴极装入槽中，控制电解液成分为铜离子浓度为42g/l，硫酸浓度为170g/l，电解液温度为65℃，电解液循环量为30l/min，电流密度为300a/m2，将添加剂骨胶、硫脲、盐酸分别均匀连续加入至循环槽中，将稀释后的二硝基水杨酸溶液均匀连续加入至高位槽中，电解11天后，检测阳极泥中铜粉含量并观察阴极表面质量；
39.电解时电解液中骨胶浓度为2mg/l，硫脲为3mg/l，盐酸浓度为40mg/l、二硝基水杨酸浓度为20mg/l。
40.附表2为加入二硝基水杨酸前后阳极泥主要成分，从该表中可以看出加入二硝基水杨酸后该类阳极泥中含铜量显著降低，表明在二硝基水杨酸的作用下，成功抑制了铜粉的生成。
41.如图2所示为加入二硝基水杨酸前后阴极铜表面，可以看出，加入添加剂后阴极表面非常光滑，鲜有粒子生成。
42.测算后阴极铜的a级铜合格率可达95％，电流效率可达93％。
43.附表1：低砷铜阳极化学成分表
[0044][0045]
附表2：添加二硝基水杨酸前后低砷铜阳极泥化学成分表
[0046][0047]
实施例2：将低砷铜阳极板装入电解槽内，用电解液充分泡洗铜阳极，时长为4h；以316l不锈钢作为阴极装入槽中，控制电解液成分为铜离子浓度为42g/l，硫酸浓度为170g/l，电解液温度为55℃，电解液循环量为30l/min，电流密度为300a/m2，将添加剂骨胶、硫脲、
盐酸和双氧水分别均匀连续加入至循环槽中，将稀释后的双氧水均匀连续加入至高位槽中，电解11天后，检测阳极泥中铜粉含量并观察阴极表面质量；
[0048]
电解时电解液中骨胶浓度为4mg/l，硫脲为2mg/l，盐酸浓度为20mg/l、双氧水浓度为30mg/l。
[0049]
测算后阴极铜的a级铜合格率可达95％，电流效率可达93％。
[0050]
实施例3：将低砷铜阳极板装入电解槽内，用电解液充分泡洗铜阳极，时长为4h；以316l不锈钢作为阴极装入槽中，控制电解液成分为铜离子浓度为42g/l，硫酸浓度为170g/l，电解液温度为70℃，电解液循环量为30l/min，电流密度为300a/m2，将添加剂骨胶、硫脲、盐酸分别均匀连续加入至循环槽中，将稀释后的过硫酸和联吡啶溶液均匀连续加入至高位槽中，电解11天后，检测阳极泥中铜粉含量并观察阴极表面质量。
[0051]
电解时电解液中骨胶浓度为5mg/l，硫脲为1mg/l，盐酸浓度为50mg/l、过硫酸和联吡啶浓度为35mg/l。
[0052]
测算后阴极铜的a级铜合格率可达95％，电流效率可达93％。
[0053]
以上对本技术实施例所提供的一种抑制低砷铜阳极电解精炼过程中铜粉生成的方法，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。
[0054]
如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本技术的一般原则为目的，并非用以限定本技术的范围。本技术的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
[0055]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0056]
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0057]
上述说明示出并描述了本技术的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本技术并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本技术的精神和范围，则都应在本技术所附权利要求书的保护范围内。
技术特征：
1.一种抑制低砷铜阳极电解精炼过程中铜粉生成的方法，其特征在于，该方法通过在低砷铜阳极电解精炼过程中加入铜粉抑制剂,铜粉抑制剂能够抑制电解精炼过程中cu
+
发生歧化反应，将阳极泥中铜粉含量降低29.8％，将阴极电流效率提高至93％。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法的具体包括以下步骤：s1)将低砷铜阳极板和阴极装入电解槽中，再加入含铜离子电解液，并调节电解液温度和循环量；s2)再将铜粉抑制剂加入到循环槽中，将循环槽内的铜粉抑制剂均匀连续加入至高位槽中，调节电流密度，进行电解。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述s1)中的低砷铜阳极板装入电解槽内，先用电解液充分泡洗铜阳极，时长为1-10h；所述阴极为316l不锈钢。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述s1)中的铜离子电解液中的铜离子浓度为35-55g/l，硫酸浓度为150-200g/l。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述s1)中的电解液温度为55-70℃，电解液循环量为25-40l/min。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述s2)中铜粉抑制剂包括骨胶、硫脲、盐酸和添加剂；在电解液中的加入量为：骨胶浓度为1-5mg/l，硫脲为1-5mg/l，盐酸浓度为35-75mg/l、添加剂浓度为5-50mg/l。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述添加剂为氧化剂或络合剂中一种或两种。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述氧化剂为双氧水、过硫酸、过硫酸钠、次氯酸、过甲酸、过醋酸中的一种或多种。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述络合剂为硝基水杨酸、乙二胺四乙酸、联吡啶、乙二胺中的一种或多种。10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法将阴极电流效率由87％提高至93％，得到阴极铜中a级铜合格率不低于95％。
技术总结
本发明属于铜电解精炼领域，涉及一种抑制低砷铜阳极电解精炼过程中铜粉生成的方法。该方法通过在低砷铜阳极电解精炼过程中加入铜粉抑制剂抑制电解精炼过程中Cu
技术研发人员：
杨鹏 张旭泳 谌思磊 李露
受保护的技术使用者：
江西铜业技术研究院有限公司
技术研发日：
2022.12.07
技术公布日：
2023/3/28
