废电解液处理工艺优化与生产实践

左东平，谢祥添，余华清

（阳谷祥光铜业有限公司，山东 聊城 252300）

在铜冶炼过程中，为提高铜含量，将火法精炼产出的品位在99.2%～99.8%的阳极铜需经过电解精炼除杂[1]。在铜电解精炼过程中，随着电解进行，电解液的成分不断地发生变化；As、Sb、Bi等与铜电极电位相近的杂质大部分在电解液中富集，当达到一定浓度时，在阴极表面与铜一起夹杂析出。为了维持电解液中的铜、酸含量以及杂质浓度在阴极铜生产规定的范围内，保证电解阴极铜的纯度，定期对电解液进行净化和调整，以保证电解过程的正常进行[2]。

1 原废电解液处理工艺

在电解液净化过程中，按上升速度最快的杂质元素计算，抽出一定数量的电解液送往净液工序，然后向电解液循环系统中补充相应数量的除盐水和硫酸，以保持电解液的体积不变。抽出的废电解液，其中所含的铜、镍等有价成分必须尽可能地回收，砷、锑、铋等杂质应尽量除去。传统电解系统废电解液处理工艺流程见图1。

图1 传统电解系统废电解液处理工艺流程

传统电解系统废电解液处理采用粗硫酸铜+诱导脱铜脱杂工艺。该工艺首先经过浓缩结晶产出主品位80%的粗硫酸铜，随着硫酸铜市场的饱和，产品按铜含量进行一定计价系数的折价销售，同时外卖硫酸铜带走部分硫酸，在电解系统需补充相应数量的硫酸和水，以确保电解液成分、体积稳定。

经浓缩后的结晶母液含铜33g/l左右，通过诱导脱铜脱杂工艺，产出的电积铜需重新返精炼系统，回炉处理生产阳极板，再经电解精炼产出产出A级铜外售；电积脱铜过程中采用电解残极作为阴极板进行生产，残极占用量大，造成重复冶炼半成品多、资金占压等诸多问题。

2 优化后废电解液处理工艺

优化后的废电解液处理工艺流程见图2。

图2 优化后的废电解液处理工艺流程

优化后的废电解液处理工艺特点：

（1）实现电解系统硫酸自平衡，不需要在生产中补入硫酸。

（2）用于电解液净化的含铜28g/l以上的电解液，全部直接生产A级铜产品，不仅电积铜、含铜物料1、黑铜板等重复冶炼的半产品大幅较少，而且物料转运量也大幅降低。

（3）硫酸铜生产工序取消，整个电解大系统电解液净化工艺流程缩短，生产成本大幅降低。

3 优化后生产实践

新工艺已投产运行1年，各项技术经济指标全部达到预期目标，以年产45万t阴极铜计算优化前后优化前后副产品产出对比见表1。

表1 优化前后副产品产出对比表

（1）年可取消粗硫酸铜6500t产量。

（2）电解车间生产不再消耗硫酸，年可节约硫酸量1400t。

（3）年可增产A级铜产品4539t，电解车间年可减少电积铜产量3165t。

（4）改造后，工艺流程大幅缩短，电解脱杂工序残极占压量、运输费用降低，同时铜回收率提高了0.45%，改造后节约费用超过300万元。

4 结语

原有废电解液处理流程及后续生产工艺流程长，重复冶炼半成品过多，同时随着硫酸铜市场的饱和，造成生产成本过高；本文提出了全新废电解液处理工艺，新工艺通过增加变频式循环泵，改变了电解液原有循环方式，缩短了处理工艺，提高有价金属回收率；减少半成品的重复冶炼和资金占压，阴极铜生产成本降低。