含砷廢水制備亞砷酸銅及其在銅電解中的應(yīng)用.pdf

1、近年來，銅需求量的增加給銅冶煉廠家?guī)韮纱髥栴}：一是由于銅礦的過度開采造成銅冶煉廠家放寬銅精礦中砷的含量標(biāo)準(zhǔn)，由此在洗滌銅冶煉煙氣時產(chǎn)生大量含砷酸性廢水亟待處理；二是如何確保陰極銅質(zhì)量并提高銅產(chǎn)能。本文針對以上兩大問題研究了含砷廢水的處理與綜合利用，利用含砷廢水制備亞砷酸銅并將其用于銅電解液凈化，探討了采用凈化后液高電流密度銅電解以增加產(chǎn)能的工藝可行性研究。 1、研究了含砷廢水制備亞砷酸銅的工藝條件。采用CaO+NaOH分段中

2、和含砷廢水，其適宜工藝條件為用氧化鈣一段中和溶液pH為2.0，反應(yīng)時間1h，NaOH二段中和至pH為6.0，此條件下廢水中Pb、Cu、Fe、Mg雜質(zhì)去除率達(dá)到90％以上，砷保留率為92.9％。除雜后，加入CuSO4·5H2O和NaOH，當(dāng)pH=8.0、銅砷物質(zhì)的量之比n(Cu)：n(As)=2:1、反應(yīng)溫度為20℃、反應(yīng)時間為1.0h時，亞砷酸銅產(chǎn)率達(dá)到98.2％。亞砷酸銅中n(Cu)：n(As)為2.15。將提砷后廢水用石灰和聚合硫酸

3、鐵絮凝處理。其適宜工藝條件為：pH=7.0、n(Fe)=8:1。絮凝處理后廢水含砷0.15mg·L-1，達(dá)到了國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)。 2、進(jìn)行了利用自制亞砷酸銅凈化銅電解液實(shí)驗(yàn)。當(dāng)控制電解液中砷濃度為12g·L-1時，銅電解液中Sb、Bi分別從0.65g·L-1、0.15g·L-1降到0.30g·L-1、0.07g·L-1，Sb、Bi去除率分別達(dá)到53.85％和53.33％。 3、研究了采用

4、凈化后銅電解液電解，電流密度及添加劑用量對陰極銅質(zhì)量的影響。結(jié)果表明在適量添加劑下電流密度為300A·m-2時陰極銅質(zhì)量較好。該條件下采用下進(jìn)上出式循環(huán)，控制循環(huán)速度5h·槽-1、銅離子濃度為45～50g·L-1、硫酸濃度180～210g·L-1、電解液溫度65℃，砷濃度12g·L-1時電解得到的陰極銅質(zhì)量最好。在該條件下連續(xù)電解一個陰極周期，其陰極電流效率為99.2％，陰極銅純度為99.9960％，陰極銅質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T46

5、7-1997)。 4、研究了銅在陰極的電化學(xué)行為。陰極極化曲線測試結(jié)果表明，升高溫度、增大硫酸濃度、銅離子濃度及As3+濃度對電極過程起去極化作用；添加劑和As5+起極化作用。 循環(huán)伏安曲線測試結(jié)果表明，硫酸銅+硫酸體系的銅電極過程陰極和陽極過程均為兩步反應(yīng)，其電極過程為不可逆過程。As使銅沉積過程反應(yīng)由兩步變?yōu)橐徊?，改變了銅沉積機(jī)理，同時使過電位向負(fù)電位方向移動，基本上不改變峰值電流。添加劑降低銅沉積的峰值電流，但