Investigació sobre el mètode de recuperació del coure en aigües residuals de revestiment de coure amb cianur

1. Introducció

L'establiment d'un mode de galvanoplastia respectuós amb el medi ambient i que estalviï recursos és actualment els dos grans temes per al desenvolupament sostenible de la indústria de la galvanoplastia. En el context de l'escassetat de recursos de metalls no fèrrics al món i l'augment continu del cost dels materials metàl·lics galvanitzats, l'adopció de la tecnologia de galvanoplastia que estalvia recursos ha cridat molta atenció. Les empreses xineses de galvanoplastia tenen una història de desenvolupament relativament curta. En l'etapa inicial de desenvolupament, hi va haver una escassetat de fons i tecnologia endarrerida. La majoria de les petites fàbriques de galvanoplastia no tenen consciència de la recuperació de materials metàl·lics a les aigües residuals de galvanoplastia, i menys encara de la investigació sobre mètodes de recuperació. Per cianur Revestiment de coure i aigües residuals de galvanoplastia d'aliatge de coure, els precipitats formats pel coure divalent després de la ruptura del cianur són partícules fines, cosa que provoca una precipitació i separació difícils i uns costos elevats. Per tant, és urgent estudiar nous processos de recuperació.

2. Principis del mètode

2.1 Tractament d'aigües residuals de revestiment de coure amb cianur i aliatge de coure

En el procés tradicional de trencament del cianur amb hipoclorit de sodi, el pH de les aigües residuals que contenen cianur s'ha d'ajustar a 11 - 12. generalment afegint hidròxid de sodi. Durant el procés de trencament del cianur, el cianur es converteix en diòxid de carboni i nitrogen, i els ions de coure monovalents s'oxiden en ions de coure divalents, que després formen partícules fines de carbonat de coure bàsic suspeses a les aigües residuals. La sedimentació natural triga més d'un dia sencer i encara no pot aconseguir una precipitació completa. Es requereix una gran quantitat de coagulants i floculants per aconseguir la precipitació i la separació completes. En el passat, quan no es recuperava el coure, les aigües residuals després de la ruptura del cianur es barrejaven amb les aigües residuals completes que contenien àcids, que es tractaven pel mètode de calç. El carbonat de coure bàsic es va adsorbir sobre els precipitats a les aigües residuals integrals i finalment es va precipitar i es va separar.

El nou procés de trencament del cianur consisteix en afegir calç per ajustar el pH. El diòxid de carboni generat durant la ruptura del cianur reacciona amb l'òxid de calci per formar carbonat de calci. Al mateix temps, el carbonat de coure bàsic co-precipita amb el carbonat de calci per formar grans precipitats de partícules.

2.2 Tractament d'altres aigües residuals que contenen coure

Els ions de coure divalents de les aigües residuals de coure brillant àcid reaccionen amb la calç per formar hidròxid de coure, i l'àcid sulfúric reacciona amb la calç per formar sulfat de calci i aigua. A les aigües residuals de revestiment de pirofosfat de coure, el radical pirofosfat i els ions de coure existeixen en forma de complex. Quan es tracta amb calç, el radical pirofosfat reacciona amb l'òxid de calci per formar un precipitat de pirofosfat de calci, i els ions de coure reaccionen amb l'òxid de calci per formar hidròxid de coure.

3. Procés de recuperació

3.1 Composició de les aigües residuals que contenen coure

Les aigües residuals que contenen coure inclouen diversos tipus, com ara el revestiment de coure amb cianur, l'aliatge de coure-zinc, l'aliatge de coure-estany, el revestiment de coure brillant àcid i les aigües residuals de revestiment de pirofosfat de coure. Les aigües residuals del revestiment de coure amb cianur, l'aliatge de coure-zinc i l'aliatge de coure-estany flueixen al dipòsit d'ajust de les aigües residuals que conté cianur, mentre que les aigües residuals del revestiment de coure brillant àcid i el revestiment de pirofosfat de coure flueixen al dipòsit d'ajust d'aigües residuals que conté coure. El revestiment de coure amb cianur i les aigües residuals d'aliatge de coure contenen agents complexants com ara Cianur de sodi, tartrat de sodi potàssic i tiocianat d'amoni, que formen complexos amb ions de coure. Les aigües residuals de revestiment de pirofosfat de coure contenen complexos de pirofosfat de coure. Les aigües residuals de revestiment de coure amb cianur i d'aliatge de coure representen aproximadament el 90% del total d'aigües residuals que contenen coure, mentre que les aigües residuals de revestiment de coure brillant àcid i de pirofosfat de coure representen al voltant del 10%.

3.2 Procés d'oxidació de complexos de coure

Abans de la recuperació del coure, és necessari trencar els complexos de coure a les aigües residuals de galvanoplastia i oxidar els ions Cu⁺ en ions Cu²⁺. S'utilitza un mètode combinat de solució d'hipoclorit de sodi i peròxid d'hidrogen per trencar el cianur i els agents complexants com el tartrat de sodi potàssic. Hi ha tres dipòsits de trencament de cianur. Les aigües residuals que contenen cianur i les aigües residuals que contenen coure es bombegen al tanc de trencament de cianur de la primera etapa. S'afegeix llet de llima per ajustar el pH a 11 - 12. i la quantitat d'addició de llet de llima s'ajusta mitjançant el sistema de control de pH. Al mateix temps, s'afegeix una solució d'hipoclorit de sodi per trencar el cianur. S'afegeix peròxid d'hidrogen al tanc de trencament del cianur de la segona etapa per continuar trencant el cianur i els agents complexants oxidants com ara el tartrat de potassi i sodi. A causa de la velocitat de reacció lenta, s'afegeix un dipòsit de trencament de cianur de tercera etapa. Al tanc de trencament de cianur de la tercera etapa, es comprova l'eliminació de cianur i agents complexants com ara el tartrat de sodi potassi segons les dades i l'experiència d'anàlisi química. Amb la finalització de la reacció d'oxidació, el Cu⁺ de les aigües residuals es converteix completament en Cu²⁺ i es formen precipitats bàsics de carbonat de coure i hidròxid de coure. Durant aquest procés, després que les aigües residuals de revestiment de pirofosfat de coure reaccionin amb la calç, es trenca el complex format pel radical de coure i pirofosfat i es forma hidròxid de coure. Les dades de l'anàlisi mostren que aquest procés pot fer que les aigües residuals compleixin els estàndards d'abocament. L'addició de calç per ajustar el pH i precipitar ions de coure redueix el cost del tractament, i la calç també juga el paper d'ajuda coagulant i precipita completament el radical pirofosfat.

3.3 Recuperació de coure

En el procés anterior, els ions de coure de les aigües residuals de galvanoplastia es converteixen en precipitats bàsics de carbonat de coure. Si la quantitat de calç afegida és gran, els ions de coure també es poden convertir en precipitats d'hidròxid de coure. Com que la calç és necessària per precipitar el radical pirofosfat a les aigües residuals de revestiment de pirofosfat de coure, la quantitat de calç afegida no pot ser massa petita. El cost de la calç és molt baix, i es pot afegir en un excés adequat durant el procés de tractament.

Després de tractar les aigües residuals que contenen cianur i coure als tancs de trencament de cianur de tres etapes, flueixen al dipòsit de floculació. S'afegeix pirosulfit de sodi al dipòsit de floculació per reduir l'excés de peròxid d'hidrogen i s'afegeix floculant de poliacrilamida per fer que les partícules precipitades creixin. Si no s'afegeix pirosulfit de sodi al dipòsit de floculació, el peròxid d'hidrogen residual després de la ruptura del cianur es descompon per produir oxigen, que s'adsorbeix a la superfície de les partícules del precipitat i fa que els precipitats surin. La quantitat de pirosulfit de sodi afegit ha de ser tal que els precipitats no surin, i un excés adequat és acceptable.

Després de passar pel dipòsit de floculació, les aigües residuals flueixen al dipòsit de sedimentació del tub inclinat. Després de separar els precipitats de l'aigua, entren al dipòsit d'espessiment de la sedimentació i després es filtren amb un filtre premsa. Es recupera el pastís de filtre i el filtrat torna al dipòsit d'ajust. El pastís de filtre que conté coure recuperat és comprat per una empresa professional i enviat a un fabricant professional per produir sulfat de coure o també es pot utilitzar per produir coure electrolític.

4. Beneficis

Les aigües residuals que contenen coure es generen en quatre tallers de galvanoplastia. Les dades d'anàlisi i seguiment mostren que la concentració mitjana en massa de coure en el Aigües residuals de revestiment de coure amb cianur és de 345 mg/L, és a dir, cada tona d'aigua residual conté 0.345 kg de coure. La quantitat total d'aigües residuals de revestiment de coure amb cianur al mes és d'aproximadament 4600 t, que conté 1587 kg de coure. Juntament amb el coure d'altres aigües residuals que contenen coure, es poden recuperar uns 1700 kg de coure al mes. Els ingressos mensuals de l'empresa per la venda de fangs que contenen coure són de 30.000 a 40.000 RMB. La recuperació de coure de l'empresa de les aigües residuals de galvanoplastia evita el consum ineficaç de coure metàl·lic, no només reduint el cost de galvanoplastia, sinó també reduint la contaminació secundària dels fangs de galvanoplastia al medi ambient, aconseguint bons beneficis econòmics i socials.

5. conclusió

La indústria de la galvanoplastia és una indústria altament contaminant. En la situació actual en què els processos i tecnologies de tractament per a la galvanoplastia d'aigües residuals a la Xina són relativament endarrerits, l'estudi actiu dels mètodes de recuperació de metalls no fèrrics a les aigües residuals de galvanoplastia és de gran importància per establir un mode de galvanoplastia que estalviï recursos i respectuós amb el medi ambient i per mantenir el desenvolupament sostenible de la indústria de la galvanoplastia. El mètode de tractament del revestiment de coure amb cianur i altres aigües residuals que contenen coure per recuperar coure mitjançant calç estudiat en aquest article ha mostrat bons resultats en aplicacions pràctiques, proporcionant una manera factible per al desenvolupament verd de la indústria de la galvanoplastia.