富春江冶炼有限公司高铅镍锑阳极铜电解精炼实践.pdf

d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．2 0 9 5 1 7 4 4 ．2 0 1 3 ．0 1 ．0 0 4 富春江冶炼有限公司高铅镍锑阳极铜 电解精炼实践 圜李涛岗 杭州富春江冶炼有限公司杭州 3 1 1 4 0 0 摘要介绍杭州富春江冶炼有限公司高铅、镍、锑阳极铜电解精炼生产情况。分析高含量铅、镍、锑对阳极铜电 解精炼生产过程中产生的危害，提出解决问题的相应对策，生产出合格的高纯阴极铜。不仅缓解原料供应紧张的 情况，还可使企业获得更好的经济效益。 关键词铜电解；阳极铜；杂质；添加剂；槽电压 中图分类号T F 8 1 1 ；T F 8 0 4 ．4文献标志码A文章编号2 0 9 5 1 7 4 4 2 0 1 3 0 1 - 0 0 2 7 - 0 2 杭州富春江冶炼有限公司是一家铜冶炼企业，为适 应市场原料形式多样化以及市场行情因素的影响，在实际 生产中攻克了高铅、镍、锑含量阳极铜电解精炼这一难题， 为企业利益最大化打下坚实的基础。 l 高铅镍锑阳极铜的杂质含量 2 0 0 8 年金融危机以来，原料市场形势波动较大，外 购较好的粗杂铜已经比较困难，采购进来的多为含杂质高 的粗杂铜，综合考虑经济效益及工艺技术可行性，制定出 阳极铜主要成分内控标准，如表I 所示。实际生产过程中 产出的阳极铜与内控标准比较，铅、镍、锑含量波动较大， 铅最高超标2 倍，镍最高超标1 ．0 6 倍，锑最高超标1 ．6 倍。 表1 阳极铜主要成分 ／％ 2 高铅镍锑阳极铜电解存在的问题及 其应对措施 2 ．1 阳极普遍钝化 氧化铅和复合物镍云母之类，如 6 C u O ‘8 N i O 2 A s O ， 和 6 C u O N i O 2 S b O ， ，它们在电解时均是难溶的化合 物，易在阳极表面形成薄膜，阻碍阳极板的溶解，从而导 致阳极板钝化。实践中，阳极钝化的明显标志是槽电压升 高，其在阴极铜上可以看出阴极铜板面中间区域会集中出 现密集的圆形粒子，电解正常的槽电压平均在O ．2 7V 左 右，而钝化时的槽压曾高达0 ．3 5 ～0 ．5V ，使电耗大幅度上升， 生产成本增加。 2 ．2 阳极泥量显著增加 难溶的化合物的生成，使阳极泥量显著增加，电解液 会逐渐混浊，颜色变黑，黏度变大，随着阳极的钝化和槽 压不断升高，造成析出的阴极铜出现严重的质量问题。 造成阴极铜的表面不合格，主要是阴极铜表面附着 有许多开花状粒子，粒子内部是黑色的阳极泥颗粒，严重 影响铜的外观。阴极铜的化学成分不合格，主要是阴极铜 杂质含量超标，其中的主要杂质元素有硫、硒、砷、锑等。 因为这些元素的电极电位与铜的电极电位比较接近，在电 解过程中当电解液中砷、锑、铋等杂质含量波动较大时有 可能在阴极放电析出。另外，电极电位比较正的硫、硒、碲 等杂质元素，因为极距较近、流量过大等因素的影响，存 钝化的阳极板经取样化验，其砷、锑、镍、铅含量均 箨薯昌羿2 李0 涛1 2 - 岗0 6 - 2 1 9 9 8 2 曩男，陕西成阳市人，助理工程师 较高。因为这些元素在阳极炉精炼工序中，易生成氧化镍、 主要从事铜电解等方面的研究。 有色金属工程2 0 1 3 年第1 期2 7 万方数据 _ 看芴陬桓 N O N F E R R O U SM E T A L SE N G I N E E R I N G 在着机械粘附阴极表面的可能，造成阴极铜的化学成分难 以达到A 级铜的标准。 2 ．3 实践中采取的应对措施 在实际生产过程中，逐步摸索出适应铅、镍、锑含量 较高的阳极铜的电解新方法。为了能够消除高铅、镍、锑 所带来的危害，使得铅、镍、锑含量较高的阳极板进入电 解精炼后，同样能够获得标准的高纯阴极铜，对杂质波动 大的阳极铜进行分批次、入槽登记，主要目的是针对杂质 含量波动大的阳极铜入槽后进行信息跟踪，根据反馈的信 息再进行不同的人工处理和技术调整。 2 ．3 ．1 添加剂调整 使用的添加剂为明胶、硫脲、干酪素、盐酸，在原有 添加剂的基础之上，适当增加添加剂的用量。因添加剂 具有抑制阴极铜表面粒子生成、改善极化作用，因此在阳 极杂质较高时，应增加去极化添加剂用量，改善阳极状况。 盐酸对由铋、铅等引起的阳极钝化有缓解作用，因为氯离 子可与之生成化合物沉淀降落槽底，防止进一步的钝化反 应，同时对漂浮阳极泥有凝聚作用。当阳极金、银含量低 或砷、锑含量高，阳极泥密度降低时，就要增加干酪素用 量以凝聚漂浮阳极泥，使阴极免受污染。 2 ．3 ．2 酸度、温度和流量控制 视阴极铜析出情况，在调整添加剂用量情况下适当提 高电解的酸度和温度，取得了较好的效果。适当提高酸浓 度 主要是指硫酸 和温度的目的是减少阳极表面氧化物 的覆盖，提高铜离子的扩散速度以达到降低电解液电阻和 槽压的效果。酸浓度提高幅度一般是在原有基础上提高 2 ％- 5 ％，温度一般控制在6 5 - 6 7 ℃。因电解过程中大量 阳极泥的产出，为避免流量过大造成阳极泥机械性粘附 于阴极铜上，采取降低电解液循环量，由原来每槽2 5 ～3 0 L ／m i n 降为2 0L ／m i n 左右，阳极泥粘附现象明显改善。 2 ．3 ．3 槽电压控制 槽电压偏高大多数出现于阳极铜电解的第二周期和 第三周期 阳极周期为三期 ，需根据槽内阴极铜吸附隋况 及槽电压，针对性采取洗槽、阳极振打，取得显著的效果。 如发现槽压较高、槽内漂浮阳极泥较多，槽内阴极铜表面 阳极泥粒子析出较多的电解槽，必须放置短路棒，短路过 程中进行阳极振打、清洗，约2 0m i n 后拿掉短路棒，槽电 压明显降低，阴极铜析出质量明显改善。 2 ．3 ．4 电解液中有害杂质含量控制 通过加大电解液的处理量可有效降低电解液中砷、 锑、铋等有害杂质的含量，并稳定在一定的范围内，2 0 11 年 7 一1 1 月份电解液主要杂质含量月平均值见表2 。 2 ．4 取得的实际效果 通过调整工艺参数和技术条件，适应了铅、镍、锑含 表22 0 1 1 年卜1 1 月份电解液含杂主要成分／ g L _ 1 A s4 ．0 84 ．44 ．3 639 54 ．1 5≤5 S b0 ．3 7 40 ．3 7 60 ．3 8 2 0 ．3 8 4 0 ．3 7 3≤0 ．8 B i0 ．1 40 ．1 3 50 ．1 4 50 ．1 4 60 ．2 1 3≤0 ．8 F e 0 ．2 6 0 ．2 7 50 ．2 50 ．2 3 30 ．2 4 8 ≤3 N i1 4 ．3 21 3 ．5 71 4 ．1 l1 5 ．11 6 ．1 8≤1 8 量高的阳极铜的生产，产出的阴极铜符合国家A 级铜的标 准，见表3 。 表3 抽取两批电解阴极铜化学成分 质量分数 ／％ 菅煞百9 ≯1 而0 焉鬻 组 元素 月批月批含量≤g 茗岂 3 结语 在原料市场价格波动大，供应紧张的情况下，在铜的 电解精炼过程中，有计划地使用铅、镍、锑含量较高的铜 阳极板，只要在生产中控制好一定的技术条件，加强管理， 严格操作是完全能够生产出合格的高纯阴极铜，较多使用 杂质含量高但价格低廉的粗杂铜，不仅缓解原料供应紧 张的情况，还可使企业获得更好的经济效益。 参考文献 【1 ] 张源．明胶作为铜电解添加剂的研究与实践[ J 】．稀有金 属，2 0 0 0 1 6 6 - 6 9 ． [ 2 】马朝庆．添加剂在铜电解精炼中的作用及应用[ J 】．矿冶工 程，1 9 9 9 ，1 9 4 4 6 4 8 ． 【3 ] 陈维东．铜电解精炼中阳极杂质的行为[ J ] 有色冶炼， 19 9 3 4 6 0 6 6 ． 【4 】朱国祥，钟占芝．高砷铜阳极电解精炼电铜质量的控制【J 】． 有色金属 冶炼部分 ，1 9 8 9 1 4 - 7 ． [ 5 ] 侬建福，李保平，蔺国盛，等．高镍阳极铜电解精炼实践[ J ] ． 有色冶炼，2 0 0 0 3 2 1 - 2 3 ． [ 6 ] 易克俊．砷在铜冶炼过程的分布及其控制[ J ] ．湖南有色金 属，2 0 0 1 增刊1 2 - 3 ． 2 8 工程技术E n g i n e e r i n gT e c h n o l o g y 万方数据