从电解液中特别是从铜电解液中选择性除铋和锑的方法

文章内容：美国专利从电解液中特别是从铜电解液中选择性除铋和锑的方法文摘从电解液中,特别是从用作铜电解精炼的电解液中.采取在电解液中扣八碳酸钢,硪酸锶和碳醴铝的办法选择性地除去锑和杠.发明背景本发咀涉建到聋鳃整鲤精炼中阻止铋,锑和砷沾污阴极铜的方法.在阴积铜中,即使有非常低的铋含量(～10/时,也会使采用热处理来对铜进行进一步地精炼成为不可能当不纯的阳极电解溶解,而纯铜又在阴极上沉积时,就出现了铜电解精炼.使用的电解液是一种含铜3550/!的硫酸锕和15～23/硫酸的水溶液.诸如镍,铁和锌等较铜更负的元素则溶解在电解液中,而金,银,铂,硒和等比铜更正的金属则不溶解,并形成阳极泥逐渐地掉入电解槽底.铅和锡是非贵重金属,分别生成硫酸铅和氢氧化锡先溶解于电解液中,但很快就沉淀在阳极泥里.砷,锑和铋作为杂质存在于阳极中,并具有相近于铜的电化学溶解电位,而构成其为独特的一组.实际上砷全部溶入电解液之后就被大气中的氧将三价砷离子氧化成五价砷离子.只有部分的锑和铋(实际上大约一半)溶解在电解液中,其余留在用极泥里.锑和铋进入阳极泥的多少,至少在某种程度上取决于阳极中其它杂质存在的情况.例如,如果阳极中古有大量的铅和锡或铅或锡时,锑和铋进入阳极泥的数量就会增加.锑和铋以三价离子的形式溶解在电解液中,以砷酸盐类的形式从溶液中产生沉淀.因此,溶液中砷的浓度决定了锑和铋的溶解度此外,锑和铋也有形成过饱和溶液的趋势.??布朗,??罗林和?】?理查兹在他们的着作《影响电解阴极铜质量的因素中曾讨论过砷酸铋和砷酸锑的溶解度.如果从溶液中产生的砷酸盐沉淀或这样物质的氧基化台物形成漂浮的阳极泥而不沉淀在电解槽底时,则这样过程的操作是非常危险的.当漂浮的阳极泥沾在阴极上或从过饱和溶液中来的砷酸盐直接沉积在阴极表面时都会使阴极受到沾污.砷酸铋和砷酸锑的溶解度将随温度的降低而降低.因此,如果电解液温度在某种程度上降低时,即便是局部降?55'抵,则过饱和溶液__砷酸铋碉砷酸锑将乩职在罔极上.为了控制溶解在电勰液中杂质的浓度,鹿不断地从铜精炼循环系统中抽出部电解液.决定电解液抽出来的杂质是锦,砷和铗.实际上,甩控制屯解液的抽出毋的办法来控制锑和铋的含量是不成功的,因为需要抽出的数嚣太大了.曾提出过两种豫去电解液中杂质的方法一(1)用锡酸从电解液中选择性地吸收,和(美国专利号3.696.012),从而陡处理过的电解液呈欠饱耳1状态而不致产生砷酸盐沉淀,(2)在电解液中加入三价砷来阻止漂浮阳摄泥的形式,这就圃止锑被氧化成五价形式,五价锑的现象被认为是生成漂浮阳极泥的原因(美国专利号3,75.877).为了阻止铋沉积在阴极上,其在电解液中的古黄必须保持在某一极限值以下.根据经验,当电解液中铋的含量低于100/时.可以说铋在阴极上沉积的可能性是非常小的.当阳极中的铋含量达50/时,在一般电解条件下铋可以控制到10@/1以下.当阻极中铋的含量达100/时,就会产生铋在阴极上沉积的问题,并当阳极中的铋含景高于20/时,就很难生产出高质量的阳极来,就阳极来说,已经指出了以上的含铋最极限,因为铋的溶解度和沉淀系由诸如阳极成分,电解液成分,电解液温度和所生成阳极泥的数量和性质等多种因素米确定.但是,可以这样说,如果能在电解液中把铋的含量控制在菜一数值以(～100/1)时,铋将不致影响电解.根据经验,在电解液中锑的含量可以在达到300/时尚不致影响电解.这样的锑含量相当于阳极中台100～20/的锑.其锑的溶解度和沉淀取决于上述相同的因素.当阳极中的锑含量超过20/时,只要电解波中的锑含量提高到500600/1的时候,?56?钟就可能产生问题.如果阳极含有4/上的锦,认为再用一般技术生产高质蹙舅救就很困难了.西德公开出版物第2,548,620,号上,泄露一种制备极纯阴极铜的方法.该方法泄露了在电解液返回电解循环之前进行了两段电解液净化.第一段净化是在值为2.7～3.3时,将电解液进行氧化,并在保持值在上述的范围内时,加入硫酸粘合材料使之产生硫酸盐沉淀.在第一段净化时,象.,,等杂质产生沉淀.但是,业已证实,从值为0以下的电解液中产生沉淀则非常困难.因此,本发明的目的在于提供一种从含有150230/这样高的硫酸的电解液中选择性地除去锑和铋的方法.而且,本发明的目的也是提供一种从电解液中除去铋和锑,以控制电解液中铋和锑的含量低于某个扳限值(&;/1.&;300/1)时,即使在使用更高的杂质台景(&;/)(&;200/1)的阳极,也能阻止和沉积在阴极上去的方法.发明总结按照奉发明,稍甩不蒋硫酸盐使铋和锑从电解液中沉淀出来.这些不溶的硫酸盐包括硫酸钡.硫酸锶和硫酸铅.可以把它们作为硫酸盐加进电解液中去,但是,如果把它们用其它盐的形式,最好以碳酸盐的形式加入电解液时,这种方法能得到有效的改进,因为碳酸盐在电解液中酸的影响下分解,没有多余的离子残留在电解液中.优化实例介绍最可取的方法是把电解液放入一个单独的混合反应器中,加入碳酸强或碳酸铅,生成硫酸盐沉淀与铋和部分锑的共同沉淀.甩过滤将沉淀分离,然后将挎化了的电解液放回制电解讴环系统.::使用碳酸钙怍况淀剂,因为必须注意到电解液匿钙而变饱和,这种饱和钙会产生石膏而沉淀在循环系统的管壁上.既然目的是保持电解液中锑和铋的霄量仅仅低于饱和极限值,故没有必要处理垒部容积的循环电解液,而是处理其中的一部分使之狰化后再返回循环赦中去.这样,循环液的杂质古鸯,除其他一些因素外,应由取出净化电船液的数是和目作净化的试剂数帑的多少而确定.用下例实例来说明术发明实铡1将铜电解精炼米的电解液装进一个具有恒沮和螺旋桨搅拌的玻璃容器里.电解液的成分为:43/,80/.和2.4/.并将其温度保持在60℃.在各个试验过程中,加入2～6/到电解液中,在反应一小时半的时问之后将电解液过滤.下袭说明了试验前后电解液中和构含量变化情况:实倪2在电解液循环槠中,以13./的流毋将电解液泵入一个容积为10.,具有一台螺旋桨式搅拌器的反应器盟.进入电船液的温度为5860℃,反应器具有(直接

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