Navorsing oor die Herwinningsmetode van Koper in Sianied Koperplaatafvalwater

1. Inleiding

Die vestiging van 'n omgewingsvriendelike en hulpbronbesparende elektroplateringsmodus is tans die twee hooftemas vir die volhoubare ontwikkeling van die elektroplateringsbedryf. In die konteks van die tekort aan nie-ysterhoudende metaalbronne in die wêreld en die voortdurende toename in die koste van elektroplatering van metaalmateriale, het die aanvaarding van hulpbronbesparende elektroplateringstegnologie baie aandag getrek. Chinese elektroplateringsondernemings het 'n relatief kort ontwikkelingsgeskiedenis. In die aanvanklike stadium van ontwikkeling was daar 'n tekort aan fondse en agterlike tegnologie. Die meeste klein elektroplateringsfabrieke het 'n gebrek aan bewustheid van die herwinning van metaalmateriale in elektroplateringsafvalwater, wat nog te sê van navorsing oor herwinningsmetodes. Vir sianiedkoperplatering en koperlegering-elektroplateringsafvalwater is die neerslae wat deur divalente koper gevorm word na sianiedbreking fyn deeltjies, wat lei tot moeilike neerslag en skeiding en hoë koste. Daarom is dit dringend om nuwe herwinningsprosesse te bestudeer.

2. Metodebeginsels

2.1 Behandeling van sianiedkoperplatering en koperlegeringsafvalwater

In die tradisionele sianiedbreekproses met natriumhipochloriet, moet die pH van die sianiedbevattende afvalwater aangepas word tot 11-12, gewoonlik deur natriumhidroksied by te voeg. Tydens die sianiedbreekproses word sianied omgeskakel in koolstofdioksied en stikstof, en monovalente koperione word geoksideer in divalente koperione, wat dan fyn deeltjies van basiese koperkarbonaat vorm wat in die afvalwater gesuspendeer is. Natuurlike sedimentasie neem meer as 'n hele dag en kan steeds nie volledige neerslag bereik nie. 'n Groot hoeveelheid koagulanthulpmiddel en flokkulant is nodig om volledige neerslag en skeiding te verkry. In die verlede, toe koper nie herwin is nie, is die afvalwater na sianiedbreek in die omvattende suurbevattende afvalwater gemeng, wat met die kalkmetode behandel is. Basiese koperkarbonaat is op die neerslae in die omvattende afvalwater geadsorbeer en uiteindelik neergeslaan en geskei.

Die nuwe sianiedbreekproses is om kalk by te voeg om die pH aan te pas. Die koolstofdioksied wat tydens sianied-breek gegenereer word, reageer met kalsiumoksied om kalsiumkarbonaat te vorm. Terselfdertyd presipiteer basiese koperkarbonaat saam met kalsiumkarbonaat om groot deeltjiepresipitate te vorm.

2.2 Behandeling van ander koperbevattende afvalwater

Die tweewaardige koperione in die suur helder koperplaatafvalwater reageer met kalk om koperhidroksied te vorm, en swaelsuur reageer met kalk om kalsiumsulfaat en water te vorm. In die koperpirofosfaatplateerafvalwater bestaan ​​die pirofosfaatradikaal en koperione in die vorm van 'n kompleks. Wanneer dit met kalk behandel word, reageer die pirofosfaatradikaal met kalsiumoksied om kalsiumpirofosfaat neerslag te vorm, en koperione reageer met kalsiumoksied om koperhidroksied te vorm.

3. Herstelproses

3.1 Samestelling van Koperbevattende Afvalwater

Koperbevattende afvalwater sluit verskeie tipes in, soos sianiedkoperplatering, koper-sinklegering, koper-tinlegering, suur helder koperplatering en koperpirofosfaatplatering-afvalwater. Sianiedkoperplatering, koper-sinklegering en koper-tinlegering-afvalwater vloei in die sianiedbevattende afvalwater-aanpassingstenk, terwyl suur helder koperplatering en koperpirofosfaatplatering-afvalwater in die koperbevattende afvalwater-aanpassingstenk vloei. Sianiedkoperplatering en koperlegering-afvalwater bevat komplekseermiddels soos natriumsianied , kaliumnatriumtartraat en ammoniumtiosianaat, wat komplekse met koperione vorm. Koperpirofosfaatplatering-afvalwater bevat koperpirofosfaatkomplekse. Sianiedkoperplatering en koperlegering-afvalwater maak ongeveer 90% van die totale koperbevattende afvalwater uit, terwyl suur helder koperplatering en koperpirofosfaatplatering-afvalwater ongeveer 10% uitmaak.

3.2 Oksidasieproses van Koperkomplekse

Voor koperherwinning is dit nodig om die koperkomplekse in die elektroplateringsafvalwater te breek en Cu⁺-ione in Cu²⁺-ione te oksideer. ’n Kombinasiemetode van natriumhipochlorietoplossing en waterstofperoksied word gebruik om sianied en kompleksvormers soos kaliumnatriumtartraat te breek. Daar is drie sianied-breek tenks. Die sianied-bevattende afvalwater en koper-bevattende afvalwater word in die eerste-stadium sianied breek tenk gepomp. Kalkmelk word bygevoeg om die pH na 11 - 12 aan te pas. en die bykomende hoeveelheid kalkmelk word deur die pH-beheerstelsel aangepas. Terselfdertyd word natriumhipochlorietoplossing bygevoeg om die sianied te breek. Waterstofperoksied word by die tweede-fase sianied-breektenk gevoeg om voort te gaan om die sianied en oksiderende kompleksvormers soos kaliumnatriumtartraat te breek. As gevolg van die stadige reaksietempo word 'n derde-stadium sianied-breektenk bygevoeg. In die derde-stadium sianied-breektenk word die verwydering van sianied en kompleksvormers soos kaliumnatriumtartraat nagegaan volgens chemiese ontledingsdata en ondervinding. Met die voltooiing van die oksidasiereaksie word die Cu⁺ in die afvalwater heeltemal in Cu²⁺ omgeskakel, en basiese koperkarbonaat- en koperhidroksied-presipitate word gevorm. Tydens hierdie proses, nadat die koperpirofosfaatplatering afvalwater met kalk reageer, word die kompleks wat deur koper en pirofosfaatradikaal gevorm word, gebreek, en koperhidroksied word gevorm. Die ontledingsdata toon dat hierdie proses die afvalwater aan die afvoerstandaarde kan laat voldoen. Deur kalk by te voeg om die pH aan te pas en koperione te presipiteer, verminder die behandelingskoste, en kalk speel ook die rol van 'n stollingsmiddel en presipiteer die pirofosfaatradikaal heeltemal.

3.3 Koperherwinning

In die bogenoemde proses word die koperione in die elektroplateringsafvalwater omgeskakel in basiese koperkarbonaatpresipitate. As die hoeveelheid kalk wat bygevoeg word groot is, kan die koperione ook in koperhidroksiedneerslae omgeskakel word. Aangesien kalk benodig word om die pirofosfaatradikaal in die koperpirofosfaatplaatafvalwater neer te sit, kan die hoeveelheid kalk wat bygevoeg word nie te klein wees nie. Die koste van kalk is baie laag, en dit kan in 'n gepaste oormaat bygevoeg word tydens die behandelingsproses.

Nadat die sianiedbevattende en koperbevattende afvalwater in die drie-stadium sianied-breektenks behandel is, vloei dit in die flokkulasietenk. Natriumpyrosulfiet word by die flokkulasietenk gevoeg om die oormaat waterstofperoksied te verminder, en poliakrielamiedvlokkingsmiddel word bygevoeg om die neerslagdeeltjies groter te maak. As natriumpirosulfiet nie by die flokkulasietenk gevoeg word nie, ontbind die oorblywende waterstofperoksied na sianiedbreek om suurstof te produseer, wat op die oppervlak van die neerslagdeeltjies geadsorbeer word en die neerslae laat dryf. Die hoeveelheid natriumpyrosulfiet wat bygevoeg word, moet sodanig wees dat die neerslae nie dryf nie, en 'n toepaslike oormaat is aanvaarbaar.

Nadat dit deur die flokkulasietenk gegaan het, vloei die afvalwater in die skuinsbuis sedimentasietenk. Nadat die neerslae van die water geskei is, gaan dit die sedimentasieverdikkingstenk binne, en word dan deur 'n filterpers gefiltreer. Die filterkoek word herwin en die filtraat vloei terug na die versteltenk. Die herwonne koperbevattende filterkoek word deur 'n professionele maatskappy gekoop en na 'n professionele vervaardiger gestuur om kopersulfaat te vervaardig of kan ook gebruik word om elektrolitiese koper te vervaardig.

4. voordele

Koperbevattende afvalwater word in vier elektroplateringswerkswinkels gegenereer. Die analise- en moniteringsdata toon dat die gemiddelde massakonsentrasie koper in die sianied-koperplateringsafvalwater 345 mg/L is, dit wil sê, elke ton afvalwater bevat 0.345 kg koper. Die totale hoeveelheid sianied-koperplateringsafvalwater per maand is ongeveer 4600 ton, wat 1587 kg koper bevat. Saam met die koper in ander koperbevattende afvalwater kan ongeveer 1700 kg koper per maand herwin word. Die maatskappy se maandelikse inkomste uit die verkoop van koperbevattende slyk is RMB 30 000 - 40 000. Die maatskappy se herwinning van koper uit elektroplateringsafvalwater vermy die oneffektiewe verbruik van metaalkoper, wat nie net die elektroplateringskoste verminder nie, maar ook die sekondêre besoedeling van elektroplateringsslyk in die omgewing verminder, wat goeie ekonomiese en sosiale voordele behaal.

5. Gevolgtrekking

Die elektroplateringsbedryf is 'n hoogs besoedelende bedryf. In die huidige situasie waar die behandelingsprosesse en tegnologieë vir die elektroplatering van afvalwater in China relatief agteruit is, is die aktiewe bestudering van die herwinningsmetodes van nie-ysterhoudende metale in die galvanisering van afvalwater van groot belang vir die vestiging van 'n hulpbronbesparende en omgewingsvriendelike elektroplateringsmodus en die handhawing van die volhoubare ontwikkeling van die elektroplateringsbedryf. Die metode om sianiedkoperbeplating en ander koperbevattende afvalwater te behandel om koper te herwin deur kalk wat in hierdie vraestel bestudeer is, het goeie resultate in praktiese toepassings getoon, wat 'n haalbare manier bied vir die groen ontwikkeling van die elektroplateringsbedryf.