Kobrea berreskuratzeko metodoari buruzko ikerketa zianuroa kobrea estalitako hondakin-uretan

1. Sarrera

Ingurugiroa errespetatzen duen eta baliabideak aurrezten dituen galvanizazioaren modua ezartzea da gaur egun electroplating industriaren garapen iraunkorrerako bi gai nagusiak. Munduan metal ez-burdinazko baliabideen eskasiaren testuinguruan eta metalezko materialen electroplating-en kostuaren etengabeko igoeraren testuinguruan, baliabideak aurrezteko electroplating teknologia hartzeak arreta handia erakarri du. Txinako electroplating-enpresek garapen-historia nahiko laburra dute. Garapenaren hasierako fasean, funtsen eskasia eta teknologia atzeratua zegoen. Galvanizazio-fabrika txiki gehienek ez dute kontzientziarik metalezko materialak berreskuratzeko hondakin-uretan galvanoplastatzeko, eta are gutxiago berreskuratze-metodoei buruzko ikerketak. Izan ere zianuroa kobrezko xaflaketa eta kobre aleazio galvanoplastia hondakin-urak, zianuroa hautsi ondoren kobre dibalenteak sortutako hauspeakinak partikula finak dira, prezipitazio eta bereizketa zailak eta kostu handiak eragiten dituzte. Horregatik, premiazkoa da berreskuratze prozesu berriak aztertzea.

2. Metodoaren printzipioak

2.1 Zianuro Kobrea eta Kobre Aleazioko Hondakin-uren tratamendua

Sodio hipokloritoa erabiliz zianuroa hausteko prozesu tradizionalean, zianuroa duen hondakin-uraren pHa 11-12ra egokitu behar da, normalean sodio hidroxidoa gehituz. Zianuroa hausteko prozesuan, zianuroa bihurtzen da Carbon dioxidoa eta nitrogenoa, eta kobre ioi monobalenteak kobre ioi dibalenteetan oxidatzen dira, eta ondoren hondakin-uretan esekita dauden kobre karbonato basikoko partikula finak sortzen dituzte. Sedimentazio naturalak egun oso bat baino gehiago irauten du eta oraindik ezin da prezipitazio osoa lortu. Koagulatzaile laguntzaile eta flokulatzaile kantitate handia behar da prezipitazio eta bereizketa osoa lortzeko. Iraganean, kobrea berreskuratzen ez zenean, zianuroa hautsi ondoren hondakin-urak azidoa zuen hondakin-ur integralean nahasten ziren, eta kare metodoaren bidez tratatzen ziren. Kobre karbonato basikoa hondakin-ur integraletako prezipitatuetan xurgatzen zen eta azkenean prezipitatu eta bereizi egiten zen.

Zianuroa hausteko prozesu berria pH-a doitzeko karea gehitzea da. Zianuroa haustean sortzen den karbono dioxidoak kaltzio oxidoarekin erreakzionatzen du kaltzio karbonatoa sortzeko. Aldi berean, oinarrizko kobre karbonatoa kaltzio karbonatoarekin batera prezipitatzen da, partikula hauspeatu handiak sortzeko.

2.2 Kobrea duten beste hondakin-uren tratamendua

Kobre distiratsu azidoko kobre-ioi dibalenteek karearekin erreakzionatzen dute kobre hidroxidoa sortzeko, eta azido sulfurikoak karearekin erreakzionatzen du kaltzio sulfatoa eta ura sortzeko. Kobre pirofosfatozko hondakin-uretan, pirofosfato erradikala eta kobre ioiak konplexu baten moduan daude. Karearekin tratatzen denean, pirofosfato erradikalak kaltzio oxidoarekin erreakzionatzen du kaltzio pirofosfato hauspeatua sortzeko, eta kobre ioiek kaltzio oxidoarekin erreakzionatzen dute kobre hidroxidoa sortzeko.

3. Berreskurapen prozesua

3.1 Kobrea duten hondakin-uren osaera

Kobrea duten hondakin-uren artean hainbat mota daude, esate baterako, zianurozko kobrea, kobre-zink aleazioa, kobre-eztain aleazioa, kobre distiratsu azidoa eta kobre-pirofosfatatua. Zianurozko kobrea, kobre-zink aleazioa eta kobre-eztain aleazioko hondakin-urak zianuroa duten hondakin-uren doikuntza-tangara isurtzen dira, kobre distiratsu azidoa eta kobre-pirofosfatoa estaltzeko hondakin-urak kobrea duten hondakin-uren doikuntza-tangara isurtzen diren bitartean. Zianurozko kobreak eta kobre-aleaziozko hondakin-urrek konplexatzaileak dituzte, esaterako Sodio zianuroa, potasio sodio tartratoa eta amonio tiozianatoa, kobre ioiekin konplexuak osatzen dituztenak. Kobre-pirofosfatoa xaflatzeko hondakin-urrek kobre-pirofosfato konplexuak dituzte. Zianurozko kobrea eta kobre aleazioko hondakin-urak kobrea duten hondakin-uren % 90 dira gutxi gorabehera, kobre distiratsu azidoak eta kobre-pirofosfatozko hondakin-urak, berriz, % 10 inguru.

3.2 Kobre-konplexuen oxidazio-prozesua

Kobrea berreskuratu baino lehen, beharrezkoa da electroplatingeko hondakin-uretako kobre-konplexuak hautsi eta Cu⁺ ioiak Cu²⁺ ioi bihurtzea. Sodio hipoklorito-disoluzioaren eta hidrogeno peroxidoaren konbinazio-metodo bat erabiltzen da zianuroa eta konplexatzaileak, esate baterako, potasio sodio tartratoa. Zianuroa hausteko hiru tanke daude. Zianuroa duten hondakin-urak eta kobrea duten hondakin-urak lehen faseko zianuroa hausteko deposituan ponpatzen dira. Kare-esnea gehitzen da pH-a 11 - 12ra doitzeko eta kare-esnearen gehikuntza pH-a kontrolatzeko sistemaren bidez doitzen da. Aldi berean, sodio hipoklorito disoluzioa gehitzen da zianuroa hausteko. Hidrogeno peroxidoa bigarren faseko zianuroa hausteko deposituari gehitzen zaio zianuroa apurtzen jarraitzeko eta oxidazio konplexuko agenteak, hala nola potasio sodio tartratoa. Erreakzio-abiadura motela dela eta, hirugarren faseko zianuroa hausteko depositua gehitzen da. Hirugarren faseko zianuroa hausteko deposituan, zianuroa eta agente konplexutzaileak, hala nola potasio sodio tartratoa, kentzea egiaztatzen da analisi kimikoen datuen eta esperientziaren arabera. Oxidazio-erreakzioa amaitzean, hondakin-uren Cu⁺ guztiz Cu²⁺ bihurtzen da, eta oinarrizko kobre karbonatoa eta kobre hidroxidoaren hauspeakada sortzen dira. Prozesu horretan, kobre-pirofosfatozko hondakin-urak karearekin erreakzionatu ondoren, kobreak eta pirofosfato erradikalak osatutako konplexua hautsi egiten da eta kobre hidroxidoa sortzen da. Analisiaren datuek erakusten dute prozesu honek hondakin-urak isurketa-arauak bete ditzakeela. pH-a doitzeko karea gehitzeak eta kobre ioiak hauspeatzeko tratamenduaren kostua murrizten du, eta kareak ere koagulatzaileen laguntza du eta pirofosfato erradikala guztiz hauspeatzen du.

3.3 Kobrea berreskuratzea

Goiko prozesuan, electroplating hondakin-uren kobre ioiak oinarrizko kobre karbonato hauspeaketan bihurtzen dira. Gehitutako kare-kopurua handia bada, kobre-ioiak ere kobre hidroxido hauspeatu bihur daitezke. Pirofosfato erradikala hauspeatzeko karea behar denez kobrea pirofosfatozko hondakin-uretan, gehitutako kare kopurua ezin da txikiegia izan. Karearen kostua oso baxua da, eta tratamendu-prozesuan zehar gehiegizko egoki batean gehi daiteke.

Zianuroa duten eta kobrea duten hondakin-urak hiru etapatako zianuroa hausteko deposituetan tratatu ondoren, flokulazio-tangara isurtzen dira. Sodio pirosulfitoa flokulazio deposituari gehitzen zaio gehiegizko hidrogeno peroxidoa murrizteko, eta poliakrilamida malutatzailea gehitzen da prezipitatutako partikulak handiagoak izan daitezen. Sodio pirosulfitoa flokulazio deposituari gehitzen ez bazaio, hondar hidrogeno peroxidoa zianuroa hautsi ondoren deskonposatzen da oxigenoa ekoizteko, hauspeakinen partikulen gainazalean xurgatzen dena eta hauspeakinak flotatzea eragiten du. Gehitutako sodio pirosulfitoaren kantitatea hauspeakinak flotatzen ez daitezen izan behar du, eta gehiegizko egoki bat onar daiteke.

Flokulazio-tangatik igaro ondoren, hondakin-urak hodi inklinatuko sedimentazio-tangara isurtzen dira. Prezipitatuak uretatik bereizi ondoren, sedimentazioa loditzeko deposituan sartzen dira, eta ondoren iragazki-prentsa baten bidez iragazten dira. Iragazki-opila berreskuratzen da, eta iragazkia doikuntza-tangara itzultzen da. Berreskuratutako kobrea duen iragazkia enpresa profesional batek erosten du eta fabrikatzaile profesional bati bidaltzen zaio kobre sulfatoa ekoizteko edo kobre elektrolitikoa ekoizteko ere erabil daiteke.

4. Abantailak

Kobrea duten hondakin-urak lau electroplating tailerretan sortzen dira. Analisi eta jarraipen datuek erakusten dute kobrearen batez besteko masa-kontzentrazioa dela Zianurozko kobrez estalitako hondakin-urak 345mg/L da, hau da, hondakin-ur tona bakoitzak 0.345kg kobre ditu. Zianurozko kobrez estalitako hondakin-uren kopurua hilean 4600 t ingurukoa da, 1587 kg kobre dituena. Kobrea duten beste hondakin-uretako kobrearekin batera, hilero 1700 kg kobre inguru berreskura daitezke. Konpainiaren hileroko diru-sarrerak kobrea duten lohiak saltzeagatik RMB 30.000 - 40.000 dira. Konpainiak kobrea galvanoplastatzeko hondakin-uretatik berreskuratzeak kobre metalikoaren kontsumo ez eraginkorra saihesten du, galvanizazioaren kostua murrizteaz gain, galvanoplastatze-lohien bigarren mailako kutsadura ere murrizten du ingurumenerako, onura ekonomiko eta sozial onak lortuz.

5. Ondorioa

Galvanizazioaren industria oso kutsagarria den industria da. Txinako hondakin-uren electroplating-eko tratamendu-prozesuak eta teknologiak nahiko atzeratuta dauden egungo egoeran, metal ez-ferritsuak hondakin-uren galvanizazioan aktiboki aztertzeak garrantzi handia du baliabideak aurrezteko eta ingurumena errespetatzen duen galvanizazio-modu bat ezartzeko eta galvanizazioaren industriaren garapen iraunkorra mantentzeko. Lan honetan aztertutako kobrea karearen bidez kobrea berreskuratzeko zianurozko kobre xaflaketa eta kobrea duten beste hondakin-ur batzuk tratatzeko metodoak emaitza onak erakutsi ditu aplikazio praktikoetan, eta bideragarri modu bat eman du galvanoplastagintzaren industriaren garapen berderako.