【摘要】 这项研究是一种快速、低成本、高效且简单的方法，使用绿色结晶方法来改性工业电解液中的砷、镍、铁和铅杂质。

电解液中的铜纯度对铜电解精炼的溶解度和沉积过程有显着影响。在电解精炼过程中，铜阳极中的杂质导致溶液中的游离铜氧化。铁 (Fe)、锑 (Sb) 和砷 (As) 等杂质会降低电解精炼过程中阳极或阴极表面钝化的效果。

 

因此，需要从电解质中去除这些杂质。通过电解池的多级沉降过程，可以从一定体积的电解液中去除一定浓度的杂质并回收铜。使用这种方法有几个缺点，包括（I）污染物燃烧，沉积的铜质量降低，（II）产生有毒砷（AsH3）气体，以及（III）产生循环还原-氧化分别是阴极和阳极中的铁铜电解液中杂质的存在会导致电解抛光过程中的高能耗，并降低阴极铜的质量。必须从溶液中去除杂质，因为随着杂质浓度的增加，电流效率会降低。

 

这项研究是一种快速、低成本、高效且简单的方法，使用绿色结晶方法来改性工业电解液中的砷、镍、铁和铅杂质。在此方法中，当将空气吹入电解液中时，通过添加H2O2作为氧化剂，杂质从溶液中沉淀出来。

 

该过程分两个阶段进行，结果表明，铜电解液中的 Cu、Ni、Fe、Pb 和 As 平均去除率分别为 82.1%、91.8%、92.4%、87.2% 和 46.5%。本文探讨了通过绿色结晶方法去除工业铜精炼电解液中溶解的金属杂质的可能性。

表1 添加剂的并列比较【1】

图2 1的a蓝色沉淀和1的b白色沉淀的XRD图谱【1】

 

表1所示的铜离子初始浓度是在图2a中1的蓝色沉淀中观察到的最终浓度。根据所使用电解液的数量，去除率平均在 55.5% 至 86.6% 之间。1的白色沉淀的XRD图谱如图2b所示。 XRD 图显示 As 和 Pb 从铜电解液中分离出来。此外，图3b显示了非常少量的磷，这是由于铜的量微不足道并且是洗涤过程的残留物而显示的。根据表1中As和Pb离子的初始浓度，在1的白色沉淀中观察到的最终浓度如图2b所示。根据电解液含量，As和Pb的去除率分别为87%、89.5%和66.6%、98.7%。

 

直接在铜电解液上使用绿色结晶技术，无需预先纯化，即可从铜工业电解液中去除铜、镍、铁、铅和砷。结果表明，通过向铜电解液中吹入空气，铜几乎完全以CuSO4的形式沉淀，而镍和铁由于通量密度和高水合焓而大部分保留在溶液中并在第二步中完全沉积。然而，某些含有Pb的沉淀物以Pb2As2O7的形式存在。将沉淀物与水分离后，大部分沉淀物在水中很容易溶解几分钟；然而，Pb和As的化合物仍然不溶，因此得到纯Cu溶液。

 

【1】Zeraati, M., Chauhan, N.P.S. & Sargazi, G. Removal of electrolyte impurities from industrial electrolyte of electro-refining copper using green crystallization approach. Chem. Pap. 75, 3873–3880 (2021). https://doi.org/10.1007/s11696-021-01619-6

 

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