一種高純陰極銅用復(fù)合添加劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高純陰極銅用復(fù)合添加劑，屬于電解精煉陰極銅生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電解銅在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的金屬材料消費(fèi)中僅次于鋁和鋼，廣泛應(yīng)用于制造核廢料容器、大型集成電路、記憶合金等方面。目前，業(yè)內(nèi)將銅含量達(dá)99.99%以上的精煉銅稱為高純陰極銅。高純陰極銅的主要制備工藝為:自然銅、硫化礦、氧化礦等銅礦物的銅品位最低是0.4%?0.5%，經(jīng)富集后得到銅精礦的銅品位提高到10%?30 %。將銅精礦熔煉制得冰銅(Cu含量為25?60% )，冰銅經(jīng)過(guò)吹練制得粗銅(Cu含量為98.0?98.5% )，粗銅在陽(yáng)極爐中精煉制得陽(yáng)極銅(Cu含量為99.2?99.5% )，陽(yáng)極銅在電解槽中電解精煉制得陰極銅(Cu含量為99.99%以上)。而目前國(guó)內(nèi)外火法煉銅生產(chǎn)工藝已有很大的進(jìn)步，熔煉工藝為閃速熔煉和熔池熔煉；吹煉工藝采用連續(xù)吹煉爐技術(shù)；粗銅火法精煉以回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐精煉為主。以銅火法冶金為主的行業(yè)形成了內(nèi)部循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈條，實(shí)現(xiàn)了廢水、廢氣、廢渣“零排放”，達(dá)到了節(jié)能、降耗、減污、增效。經(jīng)過(guò)幾十年的生產(chǎn)實(shí)踐和不斷改進(jìn)，國(guó)內(nèi)外銅火法冶金生產(chǎn)技術(shù)有了長(zhǎng)足進(jìn)步，并取得了豐碩的成果。
[0003]火法精煉的銅含量?jī)H為99.0%?99.5%，純度低不能滿足工業(yè)化要求，必須經(jīng)過(guò)電解精煉提純達(dá)到99.99%以上。高純陰極銅生產(chǎn)過(guò)程中，電解工序是一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)?，F(xiàn)在工業(yè)上生產(chǎn)一噸電解銅大概消耗260?280kw *h電能，占電解車間電耗的85%?90%，占全廠電耗的60%?70%。此外，電解生產(chǎn)期間，陰極銅質(zhì)量不穩(wěn)定，易出現(xiàn)發(fā)脆、板面粒子較多、表面有氣孔現(xiàn)象。通過(guò)大量濕法電解的技術(shù)研究表明，在生產(chǎn)實(shí)踐中深刻認(rèn)識(shí)到，提尚電流效率、降低能耗，已成為電解生廣技術(shù)提升的關(guān)鍵。
[0004]長(zhǎng)期以來(lái)，為降低電解法制高純陰極銅的電耗，并改善陰極銅的質(zhì)量，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了大量的研究。如在電解液中加入添加劑。目前工廠常用的添加劑有明膠、硫脲、干酪素、氯離子等。制造的陰極銅產(chǎn)品外觀質(zhì)量與內(nèi)在品質(zhì)差異較大，產(chǎn)品表面枝晶生長(zhǎng)嚴(yán)重，添加劑消耗量大，工藝穩(wěn)定性差，生產(chǎn)成本高，電解過(guò)程電流效率低。電解銅生產(chǎn)屬資源消耗大、能耗高、污染重的產(chǎn)業(yè)，因此我國(guó)電解銅行業(yè)的低碳及循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排的任務(wù)還任重道
Mo

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是，提供一種高純陰極銅用復(fù)合添加劑，同時(shí)還提供該復(fù)合添加劑的配制方法及利用其生產(chǎn)高純陰極銅。使制造的高純陰極銅表面平整無(wú)枝晶生長(zhǎng)，銅的純度多99.99%,電解效率多90%。其電解精煉銅可達(dá)到高純陰極銅的標(biāo)準(zhǔn)，且生成成本低廉，工藝簡(jiǎn)單。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種高純陰極銅用復(fù)合添加劑，其特殊之處在于添加劑中包含膠類添加劑、硫脲、干酪素、氯離子、稀土類添加劑，其中膠類添加劑為骨膠與明膠、瓜爾豆膠、阿拉伯膠、聚丙烯酰胺水凝膠、瓜爾膠、卡拉膠和黃原膠中的一種或幾種以任意比例的混合物。
[0008]上述原料的用量為，每升電解精煉銅電解液中復(fù)合添加劑分別為:10.0?90.0mg/L膠類添加劑、0.1 ?9.0mmol//L硫脈、5.0 ?70.0mg/L干酪素、10.0 ?100.0mmoI /L氯離子、0.01?5.0mmol/L稀土類添加劑。
[0009]上述原料的最佳用量為，每升電解精煉銅電解液中復(fù)合添加劑分別為:20.0?50.0mg/L膠類添加劑、1.0 ?5.0mmol//L硫脈、10.0 ?50.0mg/L干酪素、10.0 ?30.0mmoI /L氯離子、0.05?1.0mmol/L稀土類添加劑。
[0010]所述的明膠的分子量為0.3?15萬(wàn)。所述明膠優(yōu)先選用分子量為I?7萬(wàn)的中分子膠；所述骨膠的分子量為0.4?50萬(wàn)。所述骨膠優(yōu)先選用分子量為3?30萬(wàn)；所述瓜爾豆膠的分子量為0.5?100萬(wàn)。所述瓜爾豆膠優(yōu)先選用分子量為5?80萬(wàn)；所述阿拉伯膠的分子量為0.4?50萬(wàn)。所述阿拉伯膠優(yōu)先選用分子量為20?30萬(wàn)；所述聚丙烯酰胺水凝膠的分子量為100?1000萬(wàn)。所述聚丙烯酰胺水凝膠優(yōu)先選用分子量為100?500萬(wàn)；所述瓜爾膠的分子量為5?150萬(wàn)。所述瓜爾膠優(yōu)先選用分子量為5?80萬(wàn)；所述卡拉膠的分子量為20?200萬(wàn)。所述卡拉膠優(yōu)先選用分子量為20?100萬(wàn)；所述黃原膠的分子量為100?5000萬(wàn)。所述黃原膠優(yōu)先選用分子量為200?2000萬(wàn)。
[0011]所述的干酪素選用分子量為I?50萬(wàn)。所述干酪素優(yōu)先選用分子量為5.7?37.5萬(wàn)。
[0012]所述的氯離子為鹽酸、氯化鉀、氯化鈉、氯化銅提供。
[0013]所述的稀土類添加劑為硝酸稀土類添加劑(硝酸鐿、硝酸銩、硝酸鈥、硝酸鏑、硝酸鉺、硝酸鈷、硝酸釤、硝酸鋱、硝酸銪、硝酸鎵、硝酸銦、硝酸釔、硝酸鎳、硝酸鋯、硝酸鈰、硝酸鑭、硝酸鐠、硝酸釓、硝酸釹、硝酸鈰銨、硝酸鈧、硝酸鎰、硝酸镥)、氯化稀土類添加劑(氯化镥、氯化鐿、氯化銩、氯化鉺、氯化鈥、氯化鏑、氯化釓、氯化鈧、氯化銪、氯化釤、氯化鋱、氯化銦、氯化釔、氯化鈰、氯化鐠、氯化釹、氯化鑭)、醋酸稀土類添加劑(醋酸鐿、醋酸銩、醋酸鏑、醋酸鋱、醋酸鈥、醋酸鉺、醋酸镥、醋酸銪、醋酸釔、醋酸釤、醋酸釓、醋酸釹、醋酸鐠、醋酸鈰、醋酸鑭)、硫酸稀土類添加劑(硫酸鑭、硫酸鈰銨、硫酸鈰、硫酸釹、硫酸镥、硫酸鈧、硫酸鐠)、碳酸稀土類添加劑(碳酸鑭、碳酸鈰、碳酸釔)、稀土氧化物(氧化銩、氧化镥、氧化鈥、氧化鐿、氧化IL、氧化鉺、氧化鋪、氧化釤、氧化乾、氧化鑭、氧化釹、氯化鎵、氧化鋪、氧化鎵)、鋯系列產(chǎn)品(氧化鋯、碳酸鋯、硝酸鋯、鈰鋯復(fù)合氧化物、釔穩(wěn)定氧化鋯)中的一種或任意比例的幾種的混合物。
[0014]本發(fā)明的目的在于提供一種可用于電解精煉陰極銅生產(chǎn)工藝用復(fù)合添加劑，使用該復(fù)合添加劑制造的電解陰極銅表面平整無(wú)枝晶生長(zhǎng)，銅的純度多99.99%，電解效率^ 90%。其電解精煉銅可達(dá)到高純陰極銅的標(biāo)準(zhǔn)，且生成成本低廉，工藝簡(jiǎn)單。
[0015]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合本發(fā)明的具體實(shí)施方案，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于以下具體實(shí)施方案。
[0017]本發(fā)明的復(fù)合添加劑在制造高純陰極銅時(shí)，電解液組成為70?170g/L五水硫酸銅、60?120mL/L濃硫酸(98% )。電解液溫度60?70°C，電流密度240?255A/m2，陰陽(yáng)極的極間距4.5?5.5cm。在生產(chǎn)過(guò)程中將添加下述復(fù)合添加劑。采用常規(guī)的企業(yè)電解精煉銅生產(chǎn)工藝。
[0018]實(shí)施例一:一種可用于電解精煉陰極銅生產(chǎn)工藝用復(fù)合添加劑，每升電解液中含有5.0mg/L明膠(分子量在I?7萬(wàn))、10.0mg/L骨膠(分子量在3?30萬(wàn))、5.0mg/L明膠(分子量在I?7萬(wàn))、15.0mg/L瓜爾顯膠(分子量在5?80萬(wàn))、2.0mmol//L硫脲、15.0mg/L干酪素(分子量在5.7?37.5萬(wàn))、20.0mmol/L氯離子(鹽酸)、0.lmmol/L硝酸鑭。采用上述復(fù)合添加劑制造的高純陰極銅表面平整無(wú)枝晶生長(zhǎng)，銅的純度為99.995%，電解效率為99.0%。
[0019]實(shí)施例二: 一種可用于電解精煉陰極銅生產(chǎn)工藝用復(fù)合添加劑，每升電解液中含有20.0mg/L骨膠(分子量在3?30萬(wàn))、20.0mg/L聚丙烯酰胺水凝膠(分子量在100?500 萬(wàn))、4.5mmol//L 硫脲、10.0