Изследване на метода за възстановяване на мед в отпадъчни води от цианидно медно покритие

1. Въведение

Установяването на щадящ околната среда и спестяващ ресурси режим на галванопластика в момента е двете основни теми за устойчивото развитие на галванопластиката. В контекста на недостига на ресурси от цветни метали в света и непрекъснатото нарастване на цената на галваничните метални материали, приемането на ресурсоспестяваща технология за галванично покритие привлече много внимание. Китайските предприятия за галванопластика имат относително кратка история на развитие. В началния етап на развитие имаше недостиг на средства и изостанала технология. Повечето малки фабрики за галванопластика не са запознати с възстановяването на метални материали в отпадъчни води от галванопластика, да не говорим за изследване на методите за възстановяване. За цианид медни покрития и галванични отпадъчни води от медни сплави, утайките, образувани от двувалентна мед след разрушаване на цианид, са фини частици, което води до трудно утаяване и разделяне и високи разходи. Ето защо е необходимо спешно да се проучат нови процеси на възстановяване.

2. Принципи на метода

2.1 Пречистване на отпадъчни води от цианидно медно покритие и медни сплави

При традиционния процес на разбиване на цианид с помощта на натриев хипохлорит, рН на съдържащата цианид отпадъчна вода трябва да се коригира до 11 - 12. обикновено чрез добавяне на натриев хидроксид. По време на процеса на разрушаване на цианида, цианидът се превръща във въглероден диоксид и азот, а едновалентните медни йони се окисляват в двувалентни медни йони, които след това образуват фини частици от основен меден карбонат, суспендиран в отпадъчните води. Естественото утаяване отнема повече от цял ​​ден и все още не може да се постигне пълно утаяване. Необходими са голямо количество коагулант и флокулант за постигане на пълно утаяване и разделяне. В миналото, когато медта не е била възстановена, отпадъчната вода след разрушаването на цианида се е смесвала с цялостната отпадъчна вода, съдържаща киселина, която е била третирана по метода с вар. Базичният меден карбонат се адсорбира върху утайките в общата отпадъчна вода и накрая се утаява и отделя.

Новият процес на разбиване на цианид е добавянето на вар за регулиране на pH. Въглеродният диоксид, генериран по време на разграждането на цианида, реагира с калциев оксид, за да образува калциев карбонат. В същото време основният меден карбонат се утаява съвместно с калциев карбонат, за да образува утайки с големи частици.

2.2 Пречистване на други съдържащи мед отпадъчни води

Двувалентните медни йони в киселинните отпадъчни води от светло медно покритие реагират с вар, за да образуват меден хидроксид, а сярната киселина реагира с вар, за да образува калциев сулфат и вода. В отпадъчните води от медно пирофосфатно покритие, пирофосфатният радикал и медните йони съществуват под формата на комплекс. Когато се третира с вар, пирофосфатният радикал реагира с калциев оксид, за да образува утайка от калциев пирофосфат, а медните йони реагират с калциев оксид, за да образуват меден хидроксид.

3. Процес на възстановяване

3.1 Състав на съдържащите мед отпадъчни води

Съдържащите мед отпадъчни води включват няколко вида като цианидно медно покритие, медно-цинкова сплав, медно-калаена сплав, киселинно ярко медно покритие и отпадъчни води от медно пирофосфатно покритие. Отпадъчните води от цианидно медно покритие, медно-цинкова сплав и медно-калаена сплав се вливат в резервоара за регулиране на отпадъчни води, съдържащи цианид, докато отпадъчните води от киселинно ярко медно покритие и медно пирофосфатно покритие се вливат в резервоара за регулиране на медни отпадъчни води. Цианидно медно покритие и отпадъчни води от медни сплави съдържат комплексообразуващи агенти като напр Натриев цианид, калиев натриев тартарат и амониев тиоцианат, които образуват комплекси с медни йони. Отпадъчните води от медно пирофосфатно покритие съдържат медни пирофосфатни комплекси. Цианидното медно покритие и отпадъчните води от медни сплави представляват приблизително 90% от общите съдържащи мед отпадъчни води, докато киселинните светли медни покрития и медните пирофосфатни отпадъчни води представляват около 10%.

3.2 Процес на окисление на медни комплекси

Преди възстановяването на медта е необходимо да се разрушат медните комплекси в отпадъчните води от галванопластиката и да се окислят Cu⁺ йони в Cu²⁺ йони. Комбиниран метод от разтвор на натриев хипохлорит и водороден пероксид се използва за разграждане на цианид и комплексообразуващи агенти като калиев натриев тартарат. Има три резервоара за разбиване на цианид. Отпадъчните води, съдържащи цианид и отпадъчните води, съдържащи мед, се изпомпват в резервоара за разграждане на цианид от първа степен. Добавя се варно мляко, за да се регулира рН до 11 - 12. и добавяното количество варно мляко се регулира от системата за контрол на рН. В същото време се добавя разтвор на натриев хипохлорит за разграждане на цианида. Водородният пероксид се добавя към резервоара за разграждане на цианид от втория етап, за да продължи разграждането на цианида и окислителните комплексообразуващи агенти като калиев натриев тартарат. Поради бавната скорост на реакция се добавя резервоар за разграждане на цианид от трета степен. В резервоара за разбиване на цианид от третия етап отстраняването на цианид и комплексообразуващи агенти като калиев натриев тартарат се проверява според данните от химическия анализ и опита. След завършване на реакцията на окисление, Cu⁺ в отпадъчните води се превръща напълно в Cu²⁺ и се образуват основни утайки от меден карбонат и меден хидроксид. По време на този процес, след като отпадъчните води от медно пирофосфатно покритие реагират с вар, комплексът, образуван от меден и пирофосфатен радикал, се разрушава и се образува меден хидроксид. Данните от анализа показват, че този процес може да накара отпадъчните води да отговарят на стандартите за заустване. Добавянето на вар за регулиране на рН и утаяване на медни йони намалява разходите за обработка, а варът също играе ролята на коагулант и напълно утаява пирофосфатния радикал.

3.3 Възстановяване на мед

В горния процес медните йони в отпадъчните води от галванопластиката се превръщат в основни утайки от меден карбонат. Ако добавеното количество вар е голямо, медните йони също могат да се превърнат в утайки от меден хидроксид. Тъй като варовик е необходим за утаяване на пирофосфатния радикал в отпадъчните води от медно пирофосфатно покритие, добавеното количество вар не може да бъде твърде малко. Цената на вар е много ниска и може да се добави в подходящ излишък по време на процеса на обработка.

След като цианидсъдържащите и медсъдържащите отпадъчни води се пречистят в тристепенните резервоари за разбиване на цианид, те се вливат в резервоара за флокулация. Натриевият пиросулфит се добавя към резервоара за флокулация, за да се намали излишъкът от водороден пероксид, и се добавя полиакриламиден флокулант, за да се увеличат частиците на утайката. Ако натриевият пиросулфит не се добави към резервоара за флокулация, остатъчният водороден прекис след разграждането на цианида се разлага, за да се получи кислород, който се адсорбира върху повърхността на частиците на утайката и кара утайката да изплува. Количеството добавен натриев пиросулфит трябва да бъде такова, че утайките да не изплуват и подходящ излишък е приемлив.

След преминаване през резервоара за флокулация, отпадъчната вода се влива в резервоара за утаяване с наклонена тръба. След като утайките се отделят от водата, те влизат в резервоара за утаяване и след това се филтрират с филтърна преса. Филтърната утайка се възстановява и филтратът се връща обратно в резервоара за регулиране. Възстановената съдържаща мед филтърна утайка се закупува от професионална компания и се изпраща на професионален производител за производство на меден сулфат или може да се използва и за производство на електролитна мед.

4. Ползи

Медсъдържащите отпадъчни води се генерират в четири галванични цеха. Данните от анализа и мониторинга показват, че средната масова концентрация на мед в Отпадъчни води от цианидно медно покритие е 345 mg/L, тоест всеки тон отпадъчна вода съдържа 0.345 kg мед. Общото количество отпадъчни води от цианидно медно покритие на месец е приблизително 4600 t, съдържащо 1587 kg мед. Заедно с медта в други съдържащи мед отпадъчни води, около 1700 кг мед могат да бъдат възстановени на месец. Месечният доход на компанията от продажбата на утайки, съдържащи мед, е 30.000 40.000 - XNUMX XNUMX RMB. Възстановяването на мед от отпадъчни води от галванопластика на компанията избягва неефективното потребление на метална мед, като не само намалява разходите за галванопластика, но също така намалява вторичното замърсяване на околната среда от утайки от галванопластика, постигайки добри икономически и социални ползи.

5. заключение

Галванопластиката е силно замърсяваща индустрия. В настоящата ситуация, при която процесите и технологиите за пречистване на отпадъчни води от галванопластика в Китай са относително изостанали, активното изучаване на методите за възстановяване на цветни метали в отпадъчните води от галванопластика е от голямо значение за установяване на пестящ ресурси и екологичен режим на галванопластика и поддържане на устойчивото развитие на галванопластиката. Методът за третиране на цианидно медно покритие и други съдържащи мед отпадъчни води за оползотворяване на мед с помощта на вар, проучен в тази статия, показа добри резултати в практически приложения, предоставяйки осъществим начин за зелено развитие на галваничната индустрия.