浸出电解回收铜1铜的浸出及电积Word文件下载.docx
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A.酸性浸出—电解提取铜
浸铜液铜溶液成份:
(供参考)
硫酸180—220克\升
硝酸10—30克\升
助剂1—3克\升
溶铜时利用的氧化剂:
氧气(O2)或双氧水(H2O2)
说明:
1.硫酸:
铜溶剂。
含量越高,溶铜越多。
硫酸含量越高溶液粘度越大,且硫酸含量高时易产生硫酸铜结晶,据实际情形,建议硫酸含量在180—210克为佳。
2.硝酸:
溶铜时作催化剂。
含量越高,溶铜(浸针铜)时速度越快。
浸出--电解法回收铜第2页共页
硝酸是氧化性酸,在铜电积提取时,造成阴极板上铜的返溶,在可能情形下,尽可能采用下限。
3.添加剂:
用于稳固溶液,维持溶液稳固,按正常损耗补加即可。
4.温度:
常温至50℃,高温时,硝酸易挥发。
此工艺常常利用于覆铜板边料回收铜。
酸性浸出--电解法长处:
1.溶液成份简单,易于保护.
2.浸出及电积是本钱较低.
酸性浸出--电解法缺点:
1.浸出铜时速度很慢,须低温浸出(避免硝酸挥发)。
2.电积铜时对阳极要求高,且常常利用的尺寸稳固阳极很贵,一次性投资专门大.
酸性浸出—电解液的配制。
配制设备:
配置缸(耐酸,且用PP制造)
配制方式:
1.在配制缸中加入计算量80%—85%的水。
2.开动空气搅拌。
3.往配制缸中缓慢滴入市售浓硫酸、
A.浓硫酸缓慢滴(加)入水中,且不断搅拌,严禁水加入浓硫酸中,不然会发生硫酸伤人事故。
B.在加入浓硫酸的进程中,搅拌不能停止.
浸出--电解法回收铜第3页共页
c.若溶液温度较高,应停止加入浓硫酸,待冷却后再滴入.
4.加完硫酸后冷却溶液温度少于40℃.
5.加入计算量硝酸.
6.加入计算量助剂(此助剂也可在电解前添加).
7.加入余下水.
酸性浸出—电解提铜液的化验见附页
氨性浸出—电解回收铜溶液成份:
硝酸铵(NH4NO3)20—150克/升
溶铜盐20—150克/升
注:
(硝酸铵+溶铜盐)为100—200克/升
氨水50—200毫升/升
助剂1—5克/升
水余量
正常浸出液成份:
铜含量50—120克/升
硝酸铵+溶铜盐100—200克/升
氨水100—250毫升/升
PH值—
波美度14—22婆美
******硝酸铵液的配制:
化学反映:
HNO3+→NH4NO3
浸出--电解法回收铜第4页共页
计算原则:
在反映进程中,NO3-的总数不变。
C1V1=C2V2
C1---配制前硝酸根的浓度。
单位:
克/升。
V1---配制前硝酸的体积。
C2---配制成品硝酸根的浓度。
V2---配制成品硝酸的体积。
硝酸含硝酸根的系数为.
设定溶液中所含NO3-设定为100克/升,则每立方成品电解液含NO3-为100千克。
按照硝酸浓度对照表,需含以下硝酸:
65%硝酸千克,体积升。
(该硝酸比重,摩尔浓度,百分比含量65%),或45%硝酸,222kg,体积升(该硝酸比重,摩尔浓度,百分比含量%。
氨水(以20%氨水计),20%氨水比重,含量100毫升),化学反映式
HNO3+→NH4NO3
631780
生产100千克NH4NO3所需纯氨水,(折算为20%氨水生产100kgNH4NO3所需纯硝酸,折算65%硝酸为千克。
以配制好溶液体积调节为400升计,则含NH4NO3为250克/升。
配比A:
65%硝酸(体积:
升)
20%氨水(体积升)
水约197kg
浸出--电解法回收铜第5页共页
或配比B:
45%硝酸175kg(体积升)
水约148升
配制步骤:
1.在配制缸中加入计算量的水(见上表数据)。
缓慢加入硝酸并用水泵搅拌均匀。
在加硝酸进程中会发烧,如温度>50℃,则停止加入硝酸,冷却至温度低于40℃以下再加。
至加完硝酸为止。
2.冷却至室温。
3.在搅拌状况下缓慢加入氨水。
在加入氨水进程中会发烧,如温度>50℃,则停止加入氨水,冷却温度低于40℃以下再加,至加完氨水为止。
4.冷却至室温。
5.补加水至标准液位,搅拌均匀。
6.成品液送贮存,该液含硝酸铵(NH4NO3)250克/升。
******以硝酸(HNO3)和碳酸氢铵(NH4HCO3)配制NH4NO3。
化学反映式:
HNO3+NH4HCO3→NH4NO3+H2O+CO2↑
798018
每制造100千克NH4NO3产生水,需NH4HCO3约100kg。
以配制好溶液体积调节为400升计,则含NH4NO3为250克/升。
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65%硝酸(体积升)
碳酸氢铵100kg
水1250
水2补加至标准液位
配比2:
水1约210kg
操作:
1.往调制缸中加入计算量的水1.
2.往调制缸中加入计算量的硝酸,搅拌均匀,冷却至室温。
3.往调制缸中加入计算量的碳铵(碳铵分多次添加,添加碳铵后将产生大量气泡,故碳铵添加量一次不宜过量。
4.当多次添加完碳铵后,自然或搅拌反映数小时
5.当反映缸中所有碳铵溶解后,补加水至标准液位,搅拌均匀
*******铜浸出液
配方:
NH4NO320—150克/升
(NH4NO3+溶铜盐=100—200克/L)
氨水100—200毫升/L
水加至1升
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备注:
1.每kgNH4NO3(纯)与的氨水(氨水浓度20%)形成可溶铜化合物。
2.每kg溶铜盐与—氨水(氨水浓度20%)形成可溶性化合物
3.因此,氨水的添加量由NH4NO3及溶铜盐的含量计算而得。
考虑计算方便,取(NH4NO3+溶铜盐)与20%氨水的比例为1:
1(重量比)
配制:
1.往调制缸中加入计算量的水1
2.往调制缸中加入计算量的硝酸铵液,搅拌均匀。
3.往调制缸中加入计算量的氨水,搅拌均匀。
4.往调制缸中加入计算量的溶铜盐,搅拌至溶铜盐溶解。
5.蚀刻铜时需氧气或双氧水做氧化剂。
附录:
1.<
<
安全知识>
>
2.<
比重与波美度换算>
3.<
硫酸浓度与比重换算表>
4.<
硝酸浓度与比重换算表>
5.<
氨水浓度与比重换算表>
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安全知识
生产事故的预防,第一应从思想上引发高度重视,决不能麻痹大意.生产前,应了解设备的性能和药品的性质和操作的进程中的安全注意事项.在生产进程中,应集中注意力,小心仔细地进行操作和观察现象,严格地遵守操作规程.
安全生产的一般注意事项
1.生产前检查设备及仪器是不是完全无损,安装是不是正确稳妥.
2.生产进程中常常注意设备有无漏气.漏电.破裂.反映进行是不是正常
3.估量可能发生危险的生产操作,操作时应利用防护眼镜.面罩.手套等防护设备.
4.生产中所用药品.不得谁意散失.遗弃.对于反映中产生有害气体的生产,应按规定处置.
5.严禁在生产车间抽烟或吃食物,生产结束后要把手洗净.
6.充分熟悉安全用具和灭火器.砂桶和急救箱的放置地址和利用方式,并妥加保管.
一般伤害的救护
1.割伤:
取岀伤囗中的玻璃或固体物,用蒸馏水洗后涂上红药水,用绷带扎住.大伤口则应先垵紧主血管以避免大量岀血,急送医疗单位.
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2.烫伤:
轻伤凃以玉树油或鞣酸油肓,重伤凃以烫伤油膏后送医疗单位.
3.受酸侵蚀:
先用大量水冲洗,再用饱和碳酸氢钠溶液或稀氨水洗,最后用水冲洗.若是酸溅入眼内也用此法,只是碳酸氢钠溶液改用1%的浓度,禁用稀氨水.
4.受碱侵蚀:
先用大量水冲洗,再用醋酸溶液(20克/升)洗,最后用水冲洗.若是碱溅入眼内,可硼酸溶液(10克/升)洗,最后用水冲洗.
5.双氧水:
先用大量水冲洗,轻伤凃以玉树油或鞣酸油膏,重伤凃以烫伤油膏后送医疗单位.
急救箱药品:
1.绷带.纱布.棉花.橡皮膏.医用镊子.剪子等.
2.凡士林.玉树油或鞣酸油膏.烫伤油膏及消毒剂等.
3.醋酸溶液(2%).硼酸溶液(1%).碳酸氢钠溶液(1%及饱和).酒精.甘油.红汞.龙胆紫等.
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比重与波美度换算(比重大于水的溶液)
比重=145/(145-波美度)或波美度=145-145/比重
比重
波美度
1
17
46
2
18
48
3
19
50
4
20
52
5
22
54
6
24
56
7
26
58
8
28
60
9
30
62
10
32
64
11
34
66
12
36
68
13
38
70
14
40
15
42
16
44
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浸出--电解法回收铜第12页共页
浸出--电解法回收铜第13页共页
硝酸浓度比重对照表(20℃)第1页共3页
密度
g/cm3
质量分数
g/100g
摩尔浓度
mol/L
浸出--电解法回收铜第14页共页
硝酸浓度比重对照表(20℃)第2页共3页
浸出--电解法回收铜第15页共页
硝酸浓度比重对照表(20℃)第3页共3页
1,460
2386
浸出--电解法回收铜第16页共页
B.生产操作
*******1.硫酸—硝酸系统
铜的浸出
建议:
在喷淋状态下利用。
硫酸的浓度与浸出速度的关系:
在硫酸浓度少于200克/升时,在其他条件不变的状态下,浸出速度随着硫酸的含量的增加而增加。
在硫酸含量达250克/升时,随着铜离子浓度的增加其溶液粘度不断增加,并有结晶的可能.此现象必需避免,不然轻则堵塞管道,重则有造成生产系统停顿的危险。
综合考虑,硫酸含量在200克/升时较适合。
硝酸的浓度与浸出速度的关系:
作为氧化剂和催化剂。
其含量越高,溶铜速度越快。
若含量太高,反映速度太快,喷淋塔的再生速度超不过NO的生产速度时,产生黄烟,并造成硝酸损失。
同时,在电积提取铜时,硝酸将溶解铜并造成电耗过大。
据经验介绍,硝酸浓度应在10—50克/升较适合,建议取硝酸浓度在20—30克/升为宜。
氧气(双氧水)的浓度与浸出速度的关系:
氧化剂,可氧化铜并加速溶解铜,同时可加速硝酸的再生速度。
为避免浪费,略微过量理论值即可。
酸性溶铜的化学反映式:
H2SO4+Cu+【O】→CuSO4
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3Cu+8HNO3(稀)→3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu(NO3)2+H2SO4→CuSO4+2HNO3
NO+【O】→NO2
NO2+H2O→HNO3+NO↑.
从上可知:
主要作催化作用.
2.为避免NO带出系统,O2应过量.
铜含量与浸出速度的关系:
:
浸铜液的铜含量应控制在30—60克/升,当其铜含量高于60克/升时,溶铜慢而易于结晶,最佳状况在50克/升.
浸铜温度与浸出速度的关系:
温度越高,溶铜越快。
但温度太高,机械易变形且硝酸易挥发。
综合考虑,其温度在30℃—60℃间。
浸铜系统排出液通过滤后进入储液缸。
储液缸应有冷却系统(冷却管或其他热互换系统)使含高铜液尽可能冷至室温。
******电积系统
含铜液从电积槽进水口进入,并从排水口排出。
为维持电积系统的稳固,进入电积槽的高铜液应控制必然的铜含量及流入速度(用流量计测量并控制)。
电积后的低铜液进入储液缸。
酸性铜电积系统参数控制:
电积电压:
伏—伏(建议伏)
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电积电流:
(稳固操作)
电积温度:
30℃—50℃.
阳极:
钛板涂铱钽涂层(尺寸稳固阳极)。
阴极:
滑腻面不锈钢(304或316,周边封耐酸胶布)。
或利用纯铜板(此法换板更方便)。
添加剂:
按照供给商的数据及时添加及补充即可。
铜的掏出
铜电积一段时刻后(约5—7天),阴极板上的铜变得很厚,须及时掏出或改换极板。
铜板(极板)掏出后应经水洗及中和处置再分离铜。
阴极板→水洗→中和(钝化)→水洗→保护(视其需要)→风干(吹干)→剥离铜或改换极板。
若利用铜保护液,此保护液严禁进入铜浸出—电积系统。
*******2.氨性系统(氨盐—氨水系统)
氨性—采用NH4NO3,(NH4)2SO4等可电解且不分解氨盐,此系统可用于铜包钢,铜包铝等废料(杂质不与氨盐反映的混合料)中浸出铜。
特适用于混合废料中浸出—回收铜。
浸出系统中各分组份的作用
NH4NO3—溶铜主盐,也是电积时的导电盐,在其他条件不变的情形下,含量越高,溶铜速度越快。
NH4NO3具氧化性,当电积铜时,电积液含铜较低时,其氧化性越强,使阴极板上的铜氧化及返溶。
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综合考虑,建议其含量在20—150克/升,最佳为50—100克/升。
溶铜盐—溶解铜并使铜维持于溶液中,含量越多,溶铜越大。
但其含量高易于结晶。
综合考虑:
建议其含量在20—100克/升为宜。
在氨性浸出系统中,最佳为20—50克/升。
另因此物较贵,应做全方位考虑,掏出最佳本钱值。
氨水:
氨水的作作用是与铜盐形成络和物,使含铜的化合物溶于水中。
氨水具碱性,使PH维持较高值,从而避免铁,铝的侵蚀,使此系统能从含铁铝等混合废料中回收铜成为可能。
氨性蚀铜液的PH值控制在PH=—为宜.
铜离子:
氨性蚀铜液是靠溶液中的二价铜离子蚀刻铜的,在蚀刻条件,铜离子绝大部份为二价状态。
因此,维持必然的铜离子有利于蚀刻(或溶铜),建议:
A段含铜70—120克/升(溶铜液来源于B段)。
B段含铜40—80克/升(来源于电解槽)。
过滤缸含铜100—130克/升(溶铜液来源于A段)。
(过滤缸装有浸铜装置以消耗余量氧及高价铜离子)。
氨性溶铜的化学式:
Cu+(Cu(NH3)4)2++4NH3→2(Cu(NH3)4)+
2(Cu(NH3)4)+½
O2+H2O→2(Cu(NH3)4)2++2OH-
氧气的加入,从化学反映式中能够看出,在溶铜进程中,氧气对于蚀刻速度和提高溶液中铜的含量超级重要。
氧气是气体,溶液为液
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体,液固反映最好在填料塔中进行。
因此,利用喷淋塔(填料塔)加速此反映,并可尽可能减少无效氧气(减少氧的损耗)。
高含铜的氨性铜液进入储液缸。
为维持电积槽的正常运作及减少电耗,储液缸应有浸铜装置以消耗过量的氧及高价铜离子。
储液缸的高铜液通过滤并冷却后进入电积槽。
电积系统
为维持电积系统的稳固,进入电积槽的氨性高铜液应控制必然的铜含量及氨浓度,控制必然的流入速度(用流量计测量并控制),电积后的低铜液进入储液缸。
氨性含铜液电积铜控制参数:
—伏(建议伏)。
电积电流(稳固操作)
不锈钢(201或304)
磨光不锈钢(201或304),周围封耐碱胶布或纯铜板(此
法改换阴极方便)。
按照供给商的数据及时补充即可。
停槽处置:
当无高含铜液电积时,放掉电积槽中的电积液,补加清水浸泡。
再次使历时,放掉清水,补加高铜液即可。
铜电积一段时刻后(约5—7天),阴极板上铜变得很厚,须及时
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掏出并改换极板。
阴极板掏出后须经洗氨并钝化及保护处置后再分离铜或改换极板。
阴极板→水洗→酸洗(3—5%硝酸或硫酸)→水洗→钝化(20—100克/升钝化液)→水洗→保护(1—3%保护剂液,短时刻保护不用)→水洗→风干或吹干→分离铜或改换铜板。
注意:
若利用同保护液,此保护液及下水道清楚严禁进入浸铜及电积系统。
浸出--电解法回收金属生产线的设计与制造,添加剂供给及技术服务;
联系叶生。
浸出—电解法回收铜2—溶铜液的分析与调节。