Vase taaskasutamise meetodi uurimine tsüaniidvaskkatte heitvees

1. Sissejuhatus

Keskkonnasõbraliku ja ressursse säästva galvaniseerimisrežiimi loomine on praegu galvaniseerimistööstuse säästva arengu kaks peamist teemat. Maailmas valitseva värviliste metallide ressursside nappuse ja metallmaterjalide galvaniseerimise kulude pideva tõusu taustal on ressursse säästva galvaniseerimise tehnoloogia kasutuselevõtt äratanud palju tähelepanu. Hiina galvaniseerimisettevõtetel on suhteliselt lühike arengulugu. Arengu algfaasis nappis vahendeid ja tagurlikku tehnoloogiat. Enamikul väikestest galvaniseerimisvabrikutest puudub teadlikkus metallmaterjalide taaskasutamisest galvaniseerimise reovees, rääkimata taaskasutamismeetodite uurimisest. Sest tsüaniid vase katmise ja vasesulami galvaniseerimise reovesi, kahevalentsest vasest pärast tsüaniidi purunemist moodustunud sademed on peened osakesed, mille tulemuseks on raske sadestamine ja eraldamine ning kõrged kulud. Seetõttu on vaja kiiresti uurida uusi taastumisprotsesse.

2. Meetodi põhimõtted

2.1 Tsüaniidiga vaskkatte ja vasesulami heitvee töötlemine

Traditsioonilises tsüaniidi lagundamise protsessis, kus kasutatakse naatriumhüpokloriti, tuleb tsüaniidi sisaldava reovee pH viia väärtuseni 11–12, tavaliselt naatriumhüdroksiidi lisamise teel. Tsüaniidi lagundamise protsessi käigus muundatakse tsüaniid Süsinik dioksiidi ja lämmastikku ning ühevalentsed vaseioonid oksüdeeritakse kahevalentseteks vaseioonideks, mis seejärel moodustavad reovees suspendeeritud aluselise vaskkarbonaadi peeneid osakesi. Looduslik settimine võtab rohkem kui terve päeva ja ikkagi ei saavuta täielikku sadestumist. Täieliku sadestamise ja eraldamise saavutamiseks on vaja suures koguses koagulandi ja flokulanti. Varem, kui vaske ei eraldatud, segati tsüaniidi lagundamisega saadud reovesi tervikliku happelise reoveega, mida töödeldi lubjameetodil. Aluseline vaskkarbonaat adsorbeeriti tervikliku reovee sadestistele ning lõpuks sadestati ja eraldati.

Uus tsüaniidi purustamise protsess seisneb lubja lisamises pH reguleerimiseks. Tsüaniidi purustamisel tekkiv süsinikdioksiid reageerib kaltsiumoksiidiga, moodustades kaltsiumkarbonaadi. Samal ajal sadestub aluseline vaskkarbonaat koos kaltsiumkarbonaadiga, moodustades suurte osakeste sademed.

2.2 Muude vaske sisaldavate reovee puhastamine

Kahevalentsed vase ioonid happelises heledas vaskkatte reovees reageerivad lubjaga, moodustades vaskhüdroksiidi, ja väävelhape reageerib lubjaga, moodustades kaltsiumsulfaadi ja vee. Vaskpürofosfaadiga kaetud reovees esinevad pürofosfaadi radikaal ja vase ioonid kompleksina. Lubjaga töötlemisel reageerib pürofosfaatradikaal kaltsiumoksiidiga, moodustades kaltsiumpürofosfaadi sadet ja vase ioonid reageerivad kaltsiumoksiidiga, moodustades vaskhüdroksiidi.

3. Taastumisprotsess

3.1 Vaske sisaldava reovee koostis

Vaske sisaldavad reoveed hõlmavad mitut tüüpi, näiteks tsüaniidiga vaskkatte, vase-tsingi sulamit, vase-tina sulamit, happelist vaskkatte ja vaskpürofosfaadiga katmist. Tsüaniidiga vaskplaadistuse, vase-tsingi sulami ja vase-tinasulami reoveed voolavad tsüaniidi sisaldavasse reovee reguleerimispaaki, vaske sisaldavasse reovee reguleerimismahutisse aga happeline vaskkatte ja vaskpürofosfaatkatte reovesi. Tsüaniidvaskkatte ja vasesulamist reoveed sisaldavad kompleksimoodustajaid nagu Naatriumtsüaniid, kaaliumnaatriumtartraat ja ammooniumtiotsüanaat, mis moodustavad komplekse vaseoonidega. Vaskpürofosfaadiga kaetud reovesi sisaldab vaskpürofosfaadi komplekse. Tsüaniidiga vaskkatte ja vasesulamite reoveed moodustavad ligikaudu 90% kogu vaske sisaldavast reoveest, samas kui happelise vaskkatte ja vaskpürofosfaadiga katmise reoveed moodustavad ligikaudu 10%.

3.2 Vasekomplekside oksüdatsiooniprotsess

Enne vase regenereerimist tuleb galvaniseerimise reovees purustada vasekompleksid ja oksüdeerida Cu⁺ ioonid Cu²⁺ ioonideks. Tsüaniidi ja kompleksimoodustajate, näiteks kaaliumnaatriumtartraadi, purustamiseks kasutatakse naatriumhüpokloriti lahuse ja vesinikperoksiidi kombineeritud meetodit. Seal on kolm tsüaniidi purustavat paaki. Tsüaniidi ja vaske sisaldav reovesi pumbatakse esimese astme tsüaniidipurustuspaaki. PH reguleerimiseks 11 - 12-ni lisatakse lubjapiima ja lubjapiima lisamise kogust reguleerib pH kontrollsüsteem. Samal ajal lisatakse tsüaniidi purustamiseks naatriumhüpokloriti lahust. Vesinikperoksiid lisatakse teise etapi tsüaniidi purustamise paaki, et jätkata tsüaniidi ja oksüdeerivate kompleksimoodustajate, näiteks kaaliumnaatriumtartraadi, purustamist. Aeglase reaktsioonikiiruse tõttu lisatakse kolmanda astme tsüaniidipurustuspaak. Kolmanda astme tsüaniidipurustuspaagis kontrollitakse keemilise analüüsi andmete ja kogemuste põhjal tsüaniidi ja kompleksimoodustajate (nt kaaliumnaatriumtartraadi) eemaldamist. Oksüdatsioonireaktsiooni lõppedes muundub reovees olev Cu⁺ täielikult Cu²⁺-ks ning moodustuvad aluselised vaskkarbonaadi ja vaskhüdroksiidi sademed. Selle protsessi käigus, pärast vaskpürofosfaadiga kaetud reovee reageerimist lubjaga, puruneb vase ja pürofosfaadi radikaali moodustatud kompleks ja moodustub vaskhüdroksiid. Analüüsiandmed näitavad, et see protsess võib muuta reovee äravoolunormidele vastavaks. Lubja lisamine pH reguleerimiseks ja vaseoonide sadestamiseks vähendab ravikulusid ning lubi täidab ka koagulandi abiaine rolli ja sadestab täielikult pürofosfaatradikaali.

3.3 Vase taastamine

Ülaltoodud protsessi käigus muudetakse galvaniseerimise reovees olevad vase ioonid aluselisteks vaskkarbonaadi sademeteks. Kui lisatud lubjakogus on suur, võivad vaseoonid muutuda ka vaskhüdroksiidi sademeks. Kuna vaskpürofosfaatkatte reovees on pürofosfaatradikaali sadestamiseks vaja lubi, ei saa lisatava lubja kogus olla liiga väike. Lubja maksumus on väga madal ja seda saab töötlemise käigus lisada sobivas koguses.

Pärast tsüaniidi ja vaske sisaldavate reovee puhastamist kolmeastmelistes tsüaniidipurustusmahutites voolavad need flokulatsioonipaaki. Flokulatsioonipaaki lisatakse naatriumpürosulfiti, et vähendada liigset vesinikperoksiidi, ja polüakrüülamiidi flokulanti, et sademeosakesed kasvaksid suuremaks. Kui flokulatsioonipaaki naatriumpürosulfiti ei lisata, laguneb pärast tsüaniidi purustamist järelejäänud vesinikperoksiid hapnikku, mis adsorbeerub sademeosakeste pinnale ja põhjustab sademete hõljumise. Lisatud naatriumpürosulfiti kogus peab olema selline, et sade ei ujuks ja sobiv liig on vastuvõetav.

Pärast flokulatsioonipaagi läbimist voolab reovesi kaldtoru settepaaki. Pärast sademete veest eraldamist sisenevad need settepaksenduspaaki ja seejärel filtreeritakse filtripressiga. Filterkook kogutakse ja filtraat voolab tagasi reguleerimispaaki. Taaskasutatud vaske sisaldava filtrikoogi ostab professionaalne ettevõte ja saadetakse professionaalsele tootjale vasksulfaadi tootmiseks või seda saab kasutada ka elektrolüütilise vase tootmiseks.

4. Kasu

Vase sisaldav reovesi tekib neljas galvaniseerimistöökojas. Analüüsi- ja seireandmed näitavad, et vase keskmine massikontsentratsioon Tsüaniidiga vaskkattega reovesi on 345mg/L, see tähendab, et iga tonn heitvett sisaldab 0.345kg vaske. Tsüaniidvaskkatte reovee koguhulk kuus on ligikaudu 4600 t, mis sisaldab 1587 kg vaske. Koos teistes vaske sisaldavates reovees oleva vasega saab kuus taaskasutada umbes 1700 kg vaske. Ettevõtte igakuine tulu vaske sisaldava muda müügist on 30.000 40.000–XNUMX XNUMX RMB. Ettevõtte vase taaskasutamine galvaniseerimise reoveest väldib metallilise vase ebatõhusat tarbimist, mitte ainult ei vähenda galvaniseerimise kulusid, vaid vähendab ka galvaniseerimismuda sekundaarset reostust keskkonda, saavutades head majanduslikku ja sotsiaalset kasu.

5. järeldus

Galvaanitööstus on väga saastav tööstus. Praeguses olukorras, kus Hiina reovee galvaniseerimise protsessid ja tehnoloogiad on suhteliselt mahajäänud, on ressursisäästliku ja keskkonnasäästliku galvaniseerimisrežiimi loomiseks ning galvaniseerimistööstuse säästva arengu säilitamiseks väga oluline uurida värviliste metallide taaskasutamise meetodeid galvaniseerimise reovees. Käesolevas artiklis uuritud meetod vase tsüaniidi ja muude vaske sisaldavate reovee töötlemiseks vase taaskasutamiseks lubja abil on andnud praktilistes rakendustes häid tulemusi, pakkudes teostatavat viisi galvaniseerimistööstuse roheliseks arenguks.