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铜是国民经济发展的重要原料。电解精炼是金属铜生产的主要工序。铜电解精炼过程中,As、Sb、Bi等杂质在电解液中不断富集,造成阴极铜产品中杂质含量超标,故需要对电解液进行定期定量的净化。目前,电积法是电解液净化主要方法,但常规电积法要求铜电解液中铜离子浓度高、杂质浓度低,且脱铜除杂过程中浓差极化现象严重,造成大量铜损失,降低铜的回收率,增加电能消耗,并且产生大量酸雾和ASH3等有毒气体,严重危害环境及人体健康。本论文针对大冶有色金属公司铜电解净化采用二段脱除法存在的铜损失大,砷锑铋杂质脱除率低,电耗高、生产环境差等问题,开发了旋流电积技术脱铜除杂的新工艺。为确保阴极铜产品质量及杂质高脱除率,依据Cu2+浓度设计了三段脱铜、一段脱砷锑铋的技术路线。开展了实验室小试及现场工业试验研究,考察了电流密度、循环流量及温度对每段电积过程电流效率、槽电压、阴极铜质量及杂质脱除率的影响,确定了最优工艺条件和技术参数。实验室小试研究结果表明：第一阶段Cu2+浓度在20g/L以上,电流密度300A/m2,循环流量600L/h,电积铜产品达到GBT467-1997高纯阴极铜(Cu-CATH-1)的标准,电流效率达到96.5%；第二阶段Cu2+浓度在8g/L以上,电流密度400A/m2,循环流量700L/h,电积铜产品达到标准阴极铜(Cu-CATH-2)的规格,电流效率达到92.8%；第三阶段Cu2+浓度在3g/L以上,电流密度300A/m2,循环流量900L/h,得到含Cu99.67%的粗铜,电流效率达到90.1%。第四阶段Cu2+浓度在3g/L以下,电流密度500A/m2,循环流量250L/h,终点溶液中Cu2+浓度0.009g/L,As、Sb、Bi脱除率分别达90.6%、98.9%和99.9%。现场工业试验研究,验证了最佳工艺条件和技术参数,评价了工艺的技术经济指标。结果表明：第一阶段Cu2+浓度在20g/L以上,电流密度500A/m2,循环流量9m3/h,得到高纯阴极铜,电流效率达99.08%；第二阶段Cu2+浓度在8g/L以上,电流密度400A/m2,循环流量8.5m3/h,得到标准阴极铜,电流效率达93.65%；第三阶段Cu2+浓度在3g/L以上,电流密度300A/m2,循环流量9m3/h,得到含Cu99.93%的粗铜,电流效率达89.66%；第四阶段Cu2+浓度在3g/L以下,电流密度800A/m2,循环流量6m3/h,终点溶液中Cu2+浓度0.004g/L,AS、Sb、Bi脱除率分别达89.3%、80.0%和99.9%。在整个脱铜阶段,铜回收率达93%,平均电流效率达94.4%。脱砷锑铋阶段砷的相对电流效率达41.4%,相对于诱导脱砷法的电流效率高出3倍以上。脱杂产物黑铜渣中铜砷比为0.3039：1,可以直接用于砷锑铋的提取。旋流电积技术相对比大冶公司二段脱杂技术,脱铜电耗降低25%左右,脱砷电耗降低50%左右。本论文开发并设计了旋流电积技术进行铜电解液净化脱铜除杂的新工艺,为工业化生产提供了可行性方案,开辟了一条铜电解净化脱铜除杂高效、高选择性、清洁环境友好的新途径。