申请/专利权人：上海大学;铜联商务咨询(上海)有限公司

申请日：2019-04-30

公开（公告）日：2021-06-04

公开（公告）号：CN110106522B

主分类号：C25C1/12(20060101)

分类号：C25C1/12(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.06.04#授权;2019.09.03#实质审查的生效;2019.08.09#公开

摘要：本发明公开了一种利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法。该方法以铋黄铜废料熔铸成的金属板为阳极，钛板为阴极，在碱性络合物电解液体系下进行电解精炼。利用在碱性条件下，铋离子不与络合剂络合，而是发生水解，水解产物进入阳极泥。铜、锌离子均可与络合剂形成络合离子，但锌络离子的电位低于铜络离子，控制电流密度使阴极只有铜络离子电化学还原，锌络离子留在电解液中，结果阴极只有铜的析出得到阴极铜。该方法工艺流程短、设备简单、操作简便，所用络合剂无毒无味无污染，对环境友好。

主权项：1.一种利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，其特征在于，包括如下步骤：a.在950～980℃的温度下，以石墨粉为覆盖剂，将铋黄铜废料熔化并浇铸成铋黄铜合金板，备用；b.将电解液加入到电解槽中，在所述电解液中，铜离子浓度为0.2～0.5molL，络合剂浓度为0.3～1.5molL，添加剂浓度为20～60mgL，电解液的pH值为8.0～13.0；所述络合剂和铋离子不发生络合作用，但能与锌离子和铜离子分别生成锌络离子和铜络离子；添加剂不参加电解过程的电极反应；在电解液中的络合剂为柠檬酸钠和IDS中至少一种；c.以金属钛板为阴极，将在所述步骤a得到的铋黄铜合金板作为阳极，组成电解装置；通过阳极和阴极向电解液通入直流电，控制阴极电流密度为80～240Am2，在温度30～70℃条件下，进行电解；随着电解过程的进行，阳极中的锌电化学氧化为锌离子进入电解液后，以锌络合物的形式保留在电解液中，铋水解形成氢氧化铋进入阳极泥实现铋的富集，而铜发生电化学氧化为铜离子，并以铜络离子的形式进入电解液；控制阴极电流密度，使阴极电位低于铜络离子的析出电位而高于锌络离子的析出电位，使阴极附近的铜络离子发生电化学还原反应，使铜离子与络合剂分离，从而析出并沉积在阴极表面，得到阴极铜。

全文数据：利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法技术领域本发明涉及一种制取电解铜的方法，特别是涉及一种利用电解工艺从含铜络合物离子中析出沉积铜的方法，还涉及一种从铋黄铜废料中提炼铜的方法，应用于铜电解精炼法技术和铜二次资源循环利用技术领域。背景技术黄铜是由铜和锌组成的二元合金，具有良好的机械、物理和工艺性能，因而在各工业领域得到广泛应用。为了改善黄铜机械加工时的切削性能，通常需在黄铜中添加合金元素，其中铅被认为是最好的添加元素，由此得到的铅黄铜是目前应用最广泛的铜合金，约占全部铜合金的80％，我国铅黄铜的年产量有数百万吨。然而，铅黄铜中的铅对人体和环境有很大的危害，尤其是铅黄铜用以制作饮用水系统中的管道、龙头、阀门等器件时，铅在水中的溶出将会严重威胁人类的健康。随着人们对自身健康的重视和环保意识的提高，各国政府相继出台了禁止或限制铅黄铜产品使用的法律法规，研发和使用替代铅元素加入的环保型易切削黄铜已成铜合金生产行业的必然趋势。国内外研究的几种替代铅的黄铜添加元素中，铋具有无毒、对人体和环境无害，物理和化学性质与铅相似，因而成为铅的理想替代元素。研究结果表明，在黄铜中适当添加铋元素得到的铋黄铜其切削性能接近于铅黄铜，因此近年来铋黄铜的生产规模越来越大，部分领域铋黄铜已取代铅黄铜的使用。随着国家环保要求的进一步提高，铋黄铜使用的范围会进一步扩大。伴随铋黄铜合金材料的逐渐使用，机加工过程会产生更多的铋黄铜废切屑。另一方面，铋黄铜制品使用一定年限后，由于腐蚀、损坏和自然淘汰等原因，成为废弃物，若随意丢弃上述废旧铋黄铜，不仅污染环境，更是浪费了有限的金属资源。随着铋黄铜产量的提高，废旧铋黄铜合理处置问题愈发显现出来。废旧黄铜再生利用的方法主要有：1.直接利用，将废旧黄铜经分拣归类、配料、熔炼、浇铸等环节后，生产不同牌号的黄铜；2.间接利用，将废旧黄铜经火法处理铸成阳极铜，然后电解精炼成阴极铜。由于产生黄铜废料的厂家和回收废旧黄铜的商户对不同牌号的黄铜不重视分类堆放，混杂严重，加之分拣与鉴别手段落后，成分不同的废旧黄铜很难直接熔炼成合格的牌号黄铜锭，造成目前废旧黄铜直接利用率低的局面。间接利用法通过火法精炼和电解精炼的步骤生产阴极铜，对原料的适应性广，不同牌号的废旧黄铜均可作为原料，用该法处理回收废旧黄铜占60％以上。间接利用法处理废旧黄铜，即用冶炼方法制取阴极铜时，铋是冶炼过程的有害元素。火法精炼时，铋易氧化成Bi2O3，Bi2O3不与二氧化硅造渣，也不与苏打造渣，因此火法精炼较难除铋。以硫酸铜—硫酸为电解液体系进行电解精炼时，铋以三价离子状态进入溶液。由于铋的电位与铜的电位接近，铜在阴极沉积时，铋容易随铜在阴极析出。为了保证阴极铜的质量，各冶炼企业对阳极中铋的含量有严格控制的要求，最高不超过0.06％。易切削铋黄铜中铋的含量一般在0.1％-5％之间，远超出阳极铜对铋含量的控制要求。为了避免高铋含量的废铜混入一般再生铜冶炼生产线，影响阴极铜产品质量，再生铜冶炼企业一般拒绝接受废旧铋黄铜作为原料。因此，铋黄铜废料的再生冶炼必须单独处理，如何有效分离铋、锌和铜元素，成为亟待解决的技术问题。发明内容为了解决现有技术问题，本发明的目的在于针对现有硫酸铜—硫酸电解液体系中铋黄铜电解精炼时铋容易在阴极随铜一起析出，从而影响阴极铜纯度的缺点，提供一种利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，实现铋黄铜废料直接电解精炼制取高纯度阴极铜，工艺简单，易于实现。为达到上述目的，本发明创造采用如下发明构思：为了避免铋黄铜废料中的铋以离子状态存在于电解液中而在电解时在阴极还原析出，利用铋离子在碱性条件下极易水解的特点，将电解液维持在碱性状态，此时铋以氢氧化物的形态沉入电解槽底部。碱性条件下，铜离子也会以氢氧化物的形式沉淀，而使铜的电解无法进行。为使铜以离子状态稳定存在于电解液中以便在阴极还原得到阴极铜，在电解液中加入络合剂X，该络合剂和铋黄铜废料阳极电化学氧化产生的铜离子在碱性条件下迅速反应生成铜络离子，铜络离子在阴极放电得到阴极铜。络合剂X和铋离子不发生络合作用，但能与阳极产生的锌离子生成锌络离子，由于锌络离子的电解析出电位远低于铜络离子的电解析出电位，通过控制阴极电流密度，使阴极实际电位低于铜络离子的析出电位而高于锌络离子的析出电位，即可达到阴极只有铜的还原析出而得到高纯度阴极铜。根据上述发明构思，本发明采用如下技术方案：一种利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，包括如下步骤：a.在950～980℃的温度下，以石墨粉为覆盖剂，将铋黄铜废料熔化并浇铸成铋黄铜合金板，备用；优选铋黄铜废料中铜、锌、铋质量含量分别不低于60％、30％和1.0％；b.将电解液加入到电解槽中，在所述电解液中，铜离子浓度为0.2～0.5molL，络合剂浓度为0.3～1.5molL，添加剂浓度为20～60mgL，电解液的pH值为8.0～13.0；所述络合剂和铋离子不发生络合作用，但能与锌离子和铜离子分别生成锌络离子和铜络离子；添加剂不参加电解过程的电极反应；在电解液中的络合剂优选采用羟基羧酸盐；上述羟基羧酸盐优选采用柠檬酸钠和IDS中至少一种；上述添加剂优选采用表面活性剂、凝聚剂中至少一种；c.以金属钛板为阴极，将在所述步骤a得到的铋黄铜合金板作为阳极，组成电解装置；通过阳极和阴极向电解液通入直流电，控制阴极电流密度为80～240Am2，在温度30～70℃条件下，进行电解；随着电解过程的进行，阳极中的锌电化学氧化为锌离子进入电解液后，以锌络合物的形式保留在电解液中，铋水解形成氢氧化铋进入阳极泥实现铋的富集，而铜发生电化学氧化为铜离子，并以铜络离子的形式进入电解液；控制阴极电流密度，使阴极电位低于铜络离子的析出电位而高于锌络离子的析出电位，使阴极附近的铜络离子发生电化学还原反应，使铜离子与络合剂分离，从而析出并沉积在阴极表面，得到阴极铜。本发明利用金属络合物形成原理和金属络合物溶液电解的特点，以铋黄铜废料为阳极、工业纯钛为阴极，在碱性电解液条件下，直接制取高纯度阴极铜。具有工艺流程短、设备简单、操作简便的特点，不仅能使铋黄铜废料中的铜再生成高纯度阴极铜，还使铋在阳极泥中得到富集。作为本发明优选的技术方案，在所述步骤b中，在所述电解液中，铜离子浓度为0.3125～0.5molL，络合剂浓度为0.4688～0.7818molL，添加剂浓度为20～60mgL，电解液的pH值为11.0～13.0。作为本发明优选的技术方案，在所述步骤c中，控制阴极电流密度为120～160Am2，在温度30～60℃条件下，进行电解。作为本发明优选的技术方案，在所述步骤c中，待电解液中的铜离子浓度降低到不高于0.078molL时，停止电解过程，然后将电解残液经过脱铜、脱锌后，将络合剂进行回收并进行重复使用。本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：1.本发明方法摒弃了黄铜废料再生冶炼目前常用的火法精炼步骤，而采用简单熔化浇铸成铋黄铜阳极，减少了火法精炼阶段的能源消耗和造成的大气污染；2.本发明方法避免了常用的硫酸铜—硫酸电解液体系电解精炼时阳极中的铋在电解液中的积累，由此需经常对电解液净化除铋的操作；3.本发明方法采用的碱性络合物电解液体系进行铋黄铜废料直接电解精炼，可使铜电解中有害的铋元素进入阳极泥而不在阴极参与电还原，保证了阴极铜的质量；4.本发明方法所用的络合剂对环境友好，无毒无味无污染，本发明工艺流程短、设备简单、操作简便。具体实施方式以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：实施例一：在本实施例中，一种利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，包括如下步骤：a.以石墨粉为覆盖剂，将铜、锌、铋含量分别为62.72％、35.87％、1.3％的铋黄铜废料在坩埚电阻炉中熔化，控制熔化温度为950℃，然后铋黄铜熔体浇铸成铋黄铜合金板，备用；b.将电解液加入到电解槽中，在所述电解液中，使初始铜离子浓度为0.3125molL，IDS络合剂浓度为0.4688molL，作为添加剂的表面活性剂聚丙烯酰胺浓度为30mgL，电解液的pH值为11.0；所述络合剂和铋离子不发生络合作用，但能与锌离子和铜离子分别生成锌络离子和铜络离子；添加剂不参加电解过程的电极反应；c.以金属钛板为阴极，将在所述步骤a得到的铋黄铜合金板作为阳极，组成电解装置；通过阳极和阴极向电解液通入直流电，控制阴极电流密度为160Am2，在温度60℃条件下，进行电解；随着电解过程的进行，阳极中的锌电化学氧化为锌离子进入电解液后，以锌络合物的形式保留在电解液中，铋水解形成氢氧化铋进入阳极泥实现铋的富集，而铜发生电化学氧化为铜离子，并以铜络离子的形式进入电解液；控制阴极电流密度，使阴极电位低于铜络离子的析出电位而高于锌络离子的析出电位，使阴极附近的铜络离子发生电化学还原反应，使铜离子与络合剂分离，从而析出并沉积在阴极表面，得到阴极铜。待电解液中的铜离子浓度降低到0.078molL时，停止电解过程，然后将电解残液经过脱铜、脱锌后，将络合剂进行回收并进行重复使用。试验测试分析：本实施例铜、锌、铋含量分别为62.72％、35.87％、1.3％的铋黄铜废料经电解精炼后，对本实施例制备的阴极铜进行成分分析，得到金属组分的质量百分含量，其中铋含量为0.002％，锌含量为0.024％，从而得出阴极铜的铜的纯度为99.97％，本实施例工艺的电流效率为95.3％。本实施例阳极泥中铜、锌、铋含量分别为34.73％、12.54％和13.39％，铋离子在碱性条件下极易水解，本实施例将电解液维持在碱性状态，使铋以氢氧化物的形态沉入电解槽底部，将铋富集于阳极泥中，使铋与铜分离。本实施例利用金属络合物形成原理和金属络合物溶液电解的特点，以铋黄铜废料为阳极、工业纯钛为阴极，在碱性电解液条件下，直接制取高纯度阴极铜。本实施例工艺具有工艺流程短、设备简单、操作简便的特点，不仅能使铋黄铜废料中的铜再生成高纯度阴极铜，还使铋在阳极泥中得到富集。本实施例工艺流程短、设备简单、操作简便。实施例二：本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：在本实施例中，一种利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，包括如下步骤：a.以石墨粉为覆盖剂，将铜、锌、铋含量分别为62.72％、35.87％、1.3％的铋黄铜废料在坩埚电阻炉中熔化，控制熔化温度为980℃，然后铋黄铜熔体浇铸成铋黄铜合金板，备用；b.将电解液加入到电解槽中，在所述电解液中，使初始铜离子浓度为0.3125molL，IDS络合剂浓度为0.7813molL，作为添加剂的表面活性剂十二烷基磺酸钠浓度为30mgL，电解液的pH值为11.0；所述络合剂和铋离子不发生络合作用，但能与锌离子和铜离子分别生成锌络离子和铜络离子；添加剂不参加电解过程的电极反应；c.以金属钛板为阴极，将在所述步骤a得到的铋黄铜合金板作为阳极，组成电解装置；通过阳极和阴极向电解液通入直流电，控制阴极电流密度为120Am2，在温度60℃条件下，进行电解；随着电解过程的进行，阳极中的锌电化学氧化为锌离子进入电解液后，以锌络合物的形式保留在电解液中，铋水解形成氢氧化铋进入阳极泥实现铋的富集，而铜发生电化学氧化为铜离子，并以铜络离子的形式进入电解液；控制阴极电流密度，使阴极电位低于铜络离子的析出电位而高于锌络离子的析出电位，使阴极附近的铜络离子发生电化学还原反应，使铜离子与络合剂分离，从而析出并沉积在阴极表面，得到阴极铜。待电解液中的铜离子浓度降低到0.078molL时，停止电解过程，然后将电解残液经过脱铜、脱锌后，将络合剂进行回收并进行重复使用。试验测试分析：本实施例铜、锌、铋含量分别为62.72％、35.87％、1.3％的铋黄铜废料经电解精炼后，对本实施例制备的阴极铜进行成分分析，得到金属组分的质量百分含量，其中铋含量为0.005％，锌含量为0.042％，从而得出阴极铜的铜的纯度为99.95％，本实施例工艺的电流效率为99.81％。本实施例阳极泥中铜、锌、铋含量分别为45.08％、9.6％和15.95％，铋离子在碱性条件下极易水解，本实施例将电解液维持在碱性状态，使铋以氢氧化物的形态沉入电解槽底部，将铋富集于阳极泥中，使铋与铜分离。本实施例利用金属络合物形成原理和金属络合物溶液电解的特点，以铋黄铜废料为阳极、工业纯钛为阴极，在碱性电解液条件下，直接制取高纯度阴极铜。本实施例工艺具有工艺流程短、设备简单、操作简便的特点，不仅能使铋黄铜废料中的铜再生成高纯度阴极铜，还使铋在阳极泥中得到富集。本实施例工艺流程短、设备简单、操作简便。上述实施例工艺流程短、设备简单、操作简便。铜、锌、铋含量分别为62.72％、35.87％、1.3％的铋黄铜废料经电解精炼后，阴极铜的纯度达到99.95％以上，锌含量在0.045％以下，铋含量在0.005％以下，电解电流效率为95％以上。阳极泥中铜、锌、铋含量分别为45.08％、9.6％和15.95％，铋富集于阳极泥中。上述实施例方法以铋黄铜废料熔铸成的金属板为阳极，钛板为阴极，在碱性络合物电解液体系下进行电解精炼。利用在碱性条件下，铋离子不与络合剂络合，而是发生水解，水解产物进入阳极泥。铜、锌离子均可与络合剂形成络合离子，但锌络离子的电位低于铜络离子，控制电流密度使阴极只有铜络离子电化学还原，锌络离子留在电解液中，结果阴极只有铜的析出得到阴极铜。上述实施例方法工艺流程短、设备简单、操作简便，所用络合剂无毒无味无污染，对环境友好。实施例三：本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：在本实施例中，一种利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，包括如下步骤：a.以石墨粉为覆盖剂，将铜、锌、铋含量分别为62.72％、35.87％、1.0％的铋黄铜废料在坩埚电阻炉中熔化，控制熔化温度为950℃，然后铋黄铜熔体浇铸成铋黄铜合金板，备用；b.将电解液加入到电解槽中，在所述电解液中，使初始铜离子浓度为0.2molL，柠檬酸钠络合剂浓度为0.3molL，作为添加剂的凝聚剂聚合氯化铁浓度为20mgL，电解液的pH值为8.0；所述络合剂和铋离子不发生络合作用，但能与锌离子和铜离子分别生成锌络离子和铜络离子；添加剂不参加电解过程的电极反应；c.以金属钛板为阴极，将在所述步骤a得到的铋黄铜合金板作为阳极，组成电解装置；通过阳极和阴极向电解液通入直流电，控制阴极电流密度为80Am2，在温度30℃条件下，进行电解；随着电解过程的进行，阳极中的锌电化学氧化为锌离子进入电解液后，以锌络合物的形式保留在电解液中，铋水解形成氢氧化铋进入阳极泥实现铋的富集，而铜发生电化学氧化为铜离子，并以铜络离子的形式进入电解液；控制阴极电流密度，使阴极电位低于铜络离子的析出电位而高于锌络离子的析出电位，使阴极附近的铜络离子发生电化学还原反应，使铜离子与络合剂分离，从而析出并沉积在阴极表面，得到阴极铜。待电解液中的铜离子浓度降低到0.078molL时，停止电解过程，然后将电解残液经过脱铜、脱锌后，将络合剂进行回收并进行重复使用。试验测试分析：本实施例铜、锌、铋含量分别为62.72％、35.87％、1.0％的铋黄铜废料经电解精炼后，对本实施例制备的阴极铜进行成分分析，得到金属组分的质量百分含量，其中铋含量为0.042％，锌含量为0.019％，从而得出阴极铜的铜的纯度为99.93％，本实施例工艺的电流效率为97.61％。本实施例阳极泥中铜、锌、铋含量分别为55.88％、5.32％和16.78％，铋离子在碱性条件下极易水解，本实施例将电解液维持在碱性状态，使铋以氢氧化物的形态沉入电解槽底部，将铋富集于阳极泥中，使铋与铜分离。本实施例利用金属络合物形成原理和金属络合物溶液电解的特点，以铋黄铜废料为阳极、工业纯钛为阴极，在碱性电解液条件下，直接制取高纯度阴极铜。本实施例工艺具有工艺流程短、设备简单、操作简便的特点，不仅能使铋黄铜废料中的铜再生成高纯度阴极铜，还使铋在阳极泥中得到富集。本实施例工艺流程短、设备简单、操作简便。实施例四：本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：在本实施例中，一种利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，包括如下步骤：a.以石墨粉为覆盖剂，将铜、锌、铋含量分别为62.72％、35.87％、1.0％的铋黄铜废料在坩埚电阻炉中熔化，控制熔化温度为950℃，然后铋黄铜熔体浇铸成铋黄铜合金板，备用；b.将电解液加入到电解槽中，在所述电解液中，使初始铜离子浓度为0.5molL，柠檬酸钠络合剂浓度为1.5molL，作为添加剂的凝聚剂聚合氯化铝浓度为60mgL，电解液的pH值为13.0；所述络合剂和铋离子不发生络合作用，但能与锌离子和铜离子分别生成锌络离子和铜络离子；添加剂不参加电解过程的电极反应；c.以金属钛板为阴极，将在所述步骤a得到的铋黄铜合金板作为阳极，组成电解装置；通过阳极和阴极向电解液通入直流电，控制阴极电流密度为240Am2，在温度70℃条件下，进行电解；随着电解过程的进行，阳极中的锌电化学氧化为锌离子进入电解液后，以锌络合物的形式保留在电解液中，铋水解形成氢氧化铋进入阳极泥实现铋的富集，而铜发生电化学氧化为铜离子，并以铜络离子的形式进入电解液；控制阴极电流密度，使阴极电位低于铜络离子的析出电位而高于锌络离子的析出电位，使阴极附近的铜络离子发生电化学还原反应，使铜离子与络合剂分离，从而析出并沉积在阴极表面，得到阴极铜。待电解液中的铜离子浓度降低到0.078molL时，停止电解过程，然后将电解残液经过脱铜、脱锌后，将络合剂进行回收并进行重复使用。试验测试分析：本实施例铜、锌、铋含量分别为62.72％、35.87％、1.0％的铋黄铜废料经电解精炼后，对本实施例制备的阴极铜进行成分分析，得到金属组分的质量百分含量，其中铋含量为0.005％，锌含量为0.096％，从而得出阴极铜的铜的纯度为99.89％，本实施例工艺的电流效率为95.9％。本实施例阳极泥中铜、锌、铋含量分别为66.17％、2.31％和18.06％，铋离子在碱性条件下极易水解，本实施例将电解液维持在碱性状态，使铋以氢氧化物的形态沉入电解槽底部，将铋富集于阳极泥中，使铋与铜分离。本实施例利用金属络合物形成原理和金属络合物溶液电解的特点，以铋黄铜废料为阳极、工业纯钛为阴极，在碱性电解液条件下，直接制取高纯度阴极铜。本实施例工艺具有工艺流程短、设备简单、操作简便的特点，不仅能使铋黄铜废料中的铜再生成高纯度阴极铜，还使铋在阳极泥中得到富集。本实施例工艺流程短、设备简单、操作简便。本发明上述实施例利用金属络合物形成原理和金属络合物溶液电解的特点，以铋黄铜废料为阳极、工业纯钛为阴极，在碱性电解液条件下，直接制取高纯度阴极铜。具有工艺流程短、设备简单、操作简便的特点，不仅能使铋黄铜废料中的铜再生成高纯度阴极铜，还使铋在阳极泥中得到富集，实现了铜二次资源循环利用。本发明上述实施例利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法以铋黄铜废料熔铸成的金属板为阳极，钛板为阴极，在碱性络合物电解液体系下进行电解精炼。利用在碱性条件下，铋离子不与络合剂络合，而是发生水解，水解产物进入阳极泥。铜、锌离子均可与络合剂形成络合离子，但锌络离子的电位低于铜络离子，控制电流密度使阴极只有铜络离子电化学还原，锌络离子留在电解液中，结果阴极只有铜的析出得到阴极铜。本发明上述实施例方法工艺流程短、设备简单、操作简便，所用络合剂无毒无味无污染，对环境友好。上面对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

权利要求：1.一种利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，其特征在于，包括如下步骤：a.在950～980℃的温度下，以石墨粉为覆盖剂，将铋黄铜废料熔化并浇铸成铋黄铜合金板，备用；b.将电解液加入到电解槽中，在所述电解液中，铜离子浓度为0.2～0.5molL，络合剂浓度为0.3～1.5molL，添加剂浓度为20～60mgL，电解液的pH值为8.0～13.0；所述络合剂和铋离子不发生络合作用，但能与锌离子和铜离子分别生成锌络离子和铜络离子；添加剂不参加电解过程的电极反应；c.以金属钛板为阴极，将在所述步骤a得到的铋黄铜合金板作为阳极，组成电解装置；通过阳极和阴极向电解液通入直流电，控制阴极电流密度为80～240Am2，在温度30～70℃条件下，进行电解；随着电解过程的进行，阳极中的锌电化学氧化为锌离子进入电解液后，以锌络合物的形式保留在电解液中，铋水解形成氢氧化铋进入阳极泥实现铋的富集，而铜发生电化学氧化为铜离子，并以铜络离子的形式进入电解液；控制阴极电流密度，使阴极电位低于铜络离子的析出电位而高于锌络离子的析出电位，使阴极附近的铜络离子发生电化学还原反应，使铜离子与络合剂分离，从而析出并沉积在阴极表面，得到阴极铜。2.根据权利要求1所述利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，其特征在于：在所述步骤b中，在电解液中的络合剂为羟基羧酸盐。3.根据权利要求2所述利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，其特征在于：在所述步骤b中，在电解液中的络合剂为柠檬酸钠和IDS中至少一种。4.根据权利要求1～3中任意一项所述利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，其特征在于：在所述步骤b中，所述添加剂为表面活性剂、凝聚剂中至少一种。5.根据权利要求1～3中任意一项所述利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，其特征在于：在所述步骤b中，在所述电解液中，铜离子浓度为0.3125～0.5molL，络合剂浓度为0.4688～0.7818molL，添加剂浓度为20～60mgL，电解液的pH值为11.0～13.0。6.根据权利要求1～3中任意一项所述利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，其特征在于：在所述步骤c中，控制阴极电流密度为120～160Am2，在温度30～60℃条件下，进行电解。7.根据权利要求1～3中任意一项所述利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，其特征在于：在所述步骤c中，待电解液中的铜离子浓度降低到不高于0.078molL时，停止电解过程，然后将电解残液经过脱铜、脱锌后，将络合剂进行回收并进行重复使用。8.根据权利要求1～3中任意一项所述利用铋黄铜废料直接电解制取阴极铜的方法，其特征在于：在所述步骤a中，铋黄铜废料中铜、锌、铋质量含量分别不低于60％、30％和1.0％。

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