સાયનાઇડ કોપર પ્લેટિંગ ગંદા પાણીમાં તાંબાની પુનઃપ્રાપ્તિ પદ્ધતિ પર સંશોધન

1. પરિચય

ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ ઉદ્યોગના ટકાઉ વિકાસ માટે હાલમાં પર્યાવરણને અનુકૂળ અને સંસાધન-બચત ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ મોડની સ્થાપના બે મુખ્ય થીમ છે. વિશ્વમાં નોન-ફેરસ ધાતુ સંસાધનોની અછત અને ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ ધાતુ સામગ્રીના ખર્ચમાં સતત વધારાને ધ્યાનમાં રાખીને, સંસાધન-બચત ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ ટેકનોલોજી અપનાવવાથી ખૂબ ધ્યાન ખેંચાયું છે. ચાઇનીઝ ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ સાહસોનો વિકાસ ઇતિહાસ પ્રમાણમાં ટૂંકો છે. વિકાસના પ્રારંભિક તબક્કામાં, ભંડોળ અને પછાત ટેકનોલોજીની અછત હતી. મોટાભાગની નાની ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ ફેક્ટરીઓમાં ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ ગંદા પાણીમાં ધાતુ સામગ્રીની પુનઃપ્રાપ્તિ વિશે જાગૃતિનો અભાવ છે, પુનઃપ્રાપ્તિ પદ્ધતિઓ પર સંશોધન તો છોડી દો. માટે સાઇનાઇડ કોપર પ્લેટિંગ અને કોપર એલોય ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ ગંદા પાણી, સાયનાઇડ તૂટ્યા પછી દ્વિભાજક કોપર દ્વારા રચાયેલા અવક્ષેપ સૂક્ષ્મ કણો છે, જેના પરિણામે વરસાદ અને વિભાજન મુશ્કેલ બને છે અને ખર્ચ ઊંચો થાય છે. તેથી, નવી પુનઃપ્રાપ્તિ પ્રક્રિયાઓનો અભ્યાસ કરવો તાત્કાલિક છે.

2. પદ્ધતિના સિદ્ધાંતો

૨.૧ સાયનાઇડ કોપર પ્લેટિંગ અને કોપર એલોય ગંદા પાણીની સારવાર

સોડિયમ હાઇપોક્લોરાઇટનો ઉપયોગ કરીને પરંપરાગત સાયનાઇડ તોડવાની પ્રક્રિયામાં, સાયનાઇડ ધરાવતા ગંદા પાણીના pH ને 11 - 12 સુધી સમાયોજિત કરવાની જરૂર છે. સામાન્ય રીતે સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ ઉમેરીને. સાયનાઇડ તોડવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન, સાયનાઇડ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને નાઇટ્રોજન, અને મોનોવેલેન્ટ કોપર આયનોનું ઓક્સિડાઇઝેશન દ્વિભાજક કોપર આયનોમાં થાય છે, જે પછી ગંદા પાણીમાં લટકાવેલા મૂળભૂત કોપર કાર્બોનેટના સૂક્ષ્મ કણો બનાવે છે. કુદરતી અવક્ષેપણમાં આખા દિવસ કરતાં વધુ સમય લાગે છે અને છતાં તે સંપૂર્ણ અવક્ષેપ પ્રાપ્ત કરી શકતું નથી. સંપૂર્ણ અવક્ષેપ અને વિભાજન પ્રાપ્ત કરવા માટે મોટી માત્રામાં કોગ્યુલન્ટ સહાય અને ફ્લોક્યુલન્ટની જરૂર પડે છે. ભૂતકાળમાં, જ્યારે તાંબુ પુનઃપ્રાપ્ત થતું ન હતું, ત્યારે સાયનાઇડ તૂટ્યા પછી ગંદા પાણીને વ્યાપક એસિડ ધરાવતા ગંદા પાણીમાં ભેળવવામાં આવતું હતું, જેને ચૂનાની પદ્ધતિ દ્વારા પ્રક્રિયા કરવામાં આવતી હતી. મૂળભૂત કોપર કાર્બોનેટને વ્યાપક ગંદા પાણીમાં અવક્ષેપ પર શોષવામાં આવતું હતું અને અંતે અવક્ષેપિત અને અલગ કરવામાં આવતું હતું.

સાયનાઇડ તોડવાની નવી પ્રક્રિયામાં pH ને સમાયોજિત કરવા માટે ચૂનો ઉમેરવામાં આવે છે. સાયનાઇડ તોડવા દરમિયાન ઉત્પન્ન થતો કાર્બન ડાયોક્સાઇડ કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ બનાવે છે. તે જ સમયે, મૂળભૂત કોપર કાર્બોનેટ કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ સાથે સહ-અવક્ષેપિત થાય છે અને મોટા કણો બનાવે છે.

૨.૨ અન્ય તાંબાવાળા ગંદા પાણીની સારવાર

એસિડિક તેજસ્વી કોપર પ્લેટિંગ ગંદા પાણીમાં રહેલા દ્વિભાજક કોપર આયનો ચૂના સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને કોપર હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવે છે, અને સલ્ફ્યુરિક એસિડ ચૂના સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને કેલ્શિયમ સલ્ફેટ અને પાણી બનાવે છે. કોપર પાયરોફોસ્ફેટ પ્લેટિંગ ગંદા પાણીમાં, પાયરોફોસ્ફેટ રેડિકલ અને કોપર આયનો એક સંકુલના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. જ્યારે ચૂના સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, ત્યારે પાયરોફોસ્ફેટ રેડિકલ કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને કેલ્શિયમ પાયરોફોસ્ફેટ અવક્ષેપ બનાવે છે, અને કોપર આયનો કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને કોપર હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવે છે.

3. પુનoveryપ્રાપ્તિ પ્રક્રિયા

૩.૧ તાંબાવાળા ગંદા પાણીની રચના

કોપર ધરાવતા ગંદા પાણીમાં ઘણા પ્રકારોનો સમાવેશ થાય છે જેમ કે સાયનાઇડ કોપર પ્લેટિંગ, કોપર-ઝીંક એલોય, કોપર-ટીન એલોય, એસિડિક તેજસ્વી કોપર પ્લેટિંગ, અને કોપર પાયરોફોસ્ફેટ પ્લેટિંગ ગંદા પાણી. સાયનાઇડ કોપર પ્લેટિંગ, કોપર-ઝીંક એલોય, અને કોપર-ટીન એલોય ગંદા પાણી સાયનાઇડ ધરાવતા ગંદા પાણીના ગોઠવણ ટાંકીમાં વહે છે, જ્યારે એસિડિક તેજસ્વી કોપર પ્લેટિંગ અને કોપર પાયરોફોસ્ફેટ પ્લેટિંગ ગંદા પાણી કોપર ધરાવતા ગંદા પાણીના ગોઠવણ ટાંકીમાં વહે છે. સાયનાઇડ કોપર પ્લેટિંગ અને કોપર એલોય ગંદા પાણીમાં જટિલ એજન્ટો હોય છે જેમ કે સોડિયમ સાયનાઇડ, પોટેશિયમ સોડિયમ ટાર્ટ્રેટ, અને એમોનિયમ થિયોસાયનેટ, જે કોપર આયનો સાથે સંકુલ બનાવે છે. કોપર પાયરોફોસ્ફેટ પ્લેટિંગ ગંદા પાણીમાં કોપર પાયરોફોસ્ફેટ સંકુલ હોય છે. સાયનાઇડ કોપર પ્લેટિંગ અને કોપર એલોય ગંદા પાણી કુલ કોપર ધરાવતા ગંદા પાણીના આશરે 90% હિસ્સો ધરાવે છે, જ્યારે એસિડિક તેજસ્વી કોપર પ્લેટિંગ અને કોપર પાયરોફોસ્ફેટ પ્લેટિંગ ગંદા પાણીનો હિસ્સો લગભગ 10% છે.

૩.૨ તાંબાના સંકુલની ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા

કોપર રિકવરી પહેલાં, ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ ગંદા પાણીમાં કોપર કોમ્પ્લેક્સ તોડીને Cu⁺ આયનોને Cu²⁺ આયનોમાં ઓક્સિડાઇઝ કરવા જરૂરી છે. સાયનાઇડ અને પોટેશિયમ સોડિયમ ટાર્ટ્રેટ જેવા જટિલ એજન્ટોને તોડવા માટે સોડિયમ હાઇપોક્લોરાઇટ દ્રાવણ અને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડનો સંયોજન પદ્ધતિનો ઉપયોગ થાય છે. ત્રણ સાયનાઇડ-તોડનારા ટાંકીઓ છે. સાયનાઇડ ધરાવતું ગંદુ પાણી અને કોપર-તોડનારા ગંદા પાણીને પ્રથમ તબક્કાના સાયનાઇડ-તોડનારા ટાંકીમાં પમ્પ કરવામાં આવે છે. pH ને 11 - 12 પર સમાયોજિત કરવા માટે ચૂનાનું દૂધ ઉમેરવામાં આવે છે. અને pH નિયંત્રણ પ્રણાલી દ્વારા ચૂનાના દૂધની વધારાની માત્રાને સમાયોજિત કરવામાં આવે છે. તે જ સમયે, સાયનાઇડ તોડવા માટે સોડિયમ હાઇપોક્લોરાઇટ દ્રાવણ ઉમેરવામાં આવે છે. સાયનાઇડ તોડવા અને પોટેશિયમ સોડિયમ ટાર્ટ્રેટ જેવા જટિલ એજન્ટોને ઓક્સિડાઇઝ કરવાનું ચાલુ રાખવા માટે બીજા તબક્કાના સાયનાઇડ-તોડનારા ટાંકીમાં હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ ઉમેરવામાં આવે છે. ધીમા પ્રતિક્રિયા દરને કારણે, ત્રીજા તબક્કાના સાયનાઇડ-તોડનારા ટાંકી ઉમેરવામાં આવે છે. ત્રીજા તબક્કાના સાયનાઇડ-તોડનારા ટાંકીમાં, રાસાયણિક વિશ્લેષણ ડેટા અને અનુભવ અનુસાર સાયનાઇડ અને પોટેશિયમ સોડિયમ ટાર્ટ્રેટ જેવા જટિલ એજન્ટોને દૂર કરવાની તપાસ કરવામાં આવે છે. ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયા પૂર્ણ થયા પછી, ગંદા પાણીમાં રહેલું Cu⁺ સંપૂર્ણપણે Cu²⁺ માં રૂપાંતરિત થાય છે, અને મૂળભૂત કોપર કાર્બોનેટ અને કોપર હાઇડ્રોક્સાઇડ અવક્ષેપિત થાય છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન, કોપર પાયરોફોસ્ફેટ પ્લેટિંગ ગંદા પાણી ચૂના સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે તે પછી, કોપર અને પાયરોફોસ્ફેટ રેડિકલ દ્વારા રચાયેલ સંકુલ તૂટી જાય છે, અને કોપર હાઇડ્રોક્સાઇડ બને છે. વિશ્લેષણ ડેટા દર્શાવે છે કે આ પ્રક્રિયા ગંદા પાણીને ડિસ્ચાર્જ ધોરણોને પૂર્ણ કરી શકે છે. pH ને સમાયોજિત કરવા અને કોપર આયનોને અવક્ષેપિત કરવા માટે ચૂનો ઉમેરવાથી સારવાર ખર્ચ ઓછો થાય છે, અને ચૂનો કોગ્યુલન્ટ સહાયકની ભૂમિકા પણ ભજવે છે અને પાયરોફોસ્ફેટ રેડિકલને સંપૂર્ણપણે અવક્ષેપિત કરે છે.

૩.૩ કોપર રિકવરી

ઉપરોક્ત પ્રક્રિયામાં, ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ ગંદા પાણીમાં રહેલા કોપર આયનો મૂળભૂત કોપર કાર્બોનેટ અવક્ષેપમાં રૂપાંતરિત થાય છે. જો ઉમેરવામાં આવેલા ચૂનાનું પ્રમાણ વધુ હોય, તો કોપર આયનો પણ કોપર હાઇડ્રોક્સાઇડ અવક્ષેપમાં રૂપાંતરિત થઈ શકે છે. કોપર પાયરોફોસ્ફેટ પ્લેટિંગ ગંદા પાણીમાં પાયરોફોસ્ફેટ રેડિકલ અવક્ષેપિત કરવા માટે ચૂનો જરૂરી હોવાથી, ઉમેરવામાં આવેલા ચૂનાનું પ્રમાણ ખૂબ ઓછું ન હોઈ શકે. ચૂનાની કિંમત ખૂબ ઓછી છે, અને તેને સારવાર પ્રક્રિયા દરમિયાન યોગ્ય વધારામાં ઉમેરી શકાય છે.

સાયનાઇડ ધરાવતા અને કોપર ધરાવતા ગંદા પાણીને ત્રણ-તબક્કાના સાયનાઇડ-બ્રેકિંગ ટાંકીઓમાં ટ્રીટ કર્યા પછી, તે ફ્લોક્યુલેશન ટાંકીમાં વહે છે. વધારાનું હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ ઘટાડવા માટે ફ્લોક્યુલેશન ટાંકીમાં સોડિયમ પાયરોસલ્ફાઇટ ઉમેરવામાં આવે છે, અને અવક્ષેપ કણોને મોટા બનાવવા માટે પોલિએક્રીલામાઇડ ફ્લોક્યુલન્ટ ઉમેરવામાં આવે છે. જો ફ્લોક્યુલેશન ટાંકીમાં સોડિયમ પાયરોસલ્ફાઇટ ઉમેરવામાં ન આવે, તો સાયનાઇડ તૂટ્યા પછી શેષ હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ ઓક્સિજન ઉત્પન્ન કરવા માટે વિઘટિત થાય છે, જે અવક્ષેપ કણોની સપાટી પર શોષાય છે અને અવક્ષેપને તરતા બનાવે છે. ઉમેરવામાં આવેલ સોડિયમ પાયરોસલ્ફાઇટનું પ્રમાણ એટલું હોવું જોઈએ કે અવક્ષેપ તરતા ન રહે, અને યોગ્ય વધારાનો સ્વીકાર્ય છે.

ફ્લોક્યુલેશન ટાંકીમાંથી પસાર થયા પછી, ગંદુ પાણી વલણવાળી ટ્યુબ સેડિમેન્ટેશન ટાંકીમાં વહે છે. પાણીથી અવક્ષેપ અલગ થયા પછી, તે સેડિમેન્ટેશન જાડા ટાંકીમાં પ્રવેશ કરે છે, અને પછી ફિલ્ટર પ્રેસ દ્વારા ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે. ફિલ્ટર કેક પુનઃપ્રાપ્ત કરવામાં આવે છે, અને ફિલ્ટરેટ એડજસ્ટમેન્ટ ટાંકીમાં પાછું વહે છે. પુનઃપ્રાપ્ત કોપર-સમાવતી ફિલ્ટર કેક એક વ્યાવસાયિક કંપની દ્વારા ખરીદવામાં આવે છે અને કોપર સલ્ફેટ ઉત્પન્ન કરવા માટે વ્યાવસાયિક ઉત્પાદકને મોકલવામાં આવે છે અથવા તેનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક કોપર ઉત્પન્ન કરવા માટે પણ થઈ શકે છે.

4. લાભો

ચાર ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ વર્કશોપમાં કોપર ધરાવતું ગંદુ પાણી ઉત્પન્ન થાય છે. વિશ્લેષણ અને દેખરેખ ડેટા દર્શાવે છે કે કોપરની સરેરાશ સમૂહ સાંદ્રતા સાયનાઇડ કોપર પ્લેટિંગ ગંદા પાણી ૩૪૫ મિલિગ્રામ/લિટર છે, એટલે કે, દરેક ટન ગંદા પાણીમાં ૦.૩૪૫ કિલો કોપર હોય છે. દર મહિને સાયનાઇડ કોપર પ્લેટિંગ ગંદા પાણીનો કુલ જથ્થો આશરે ૪૬૦૦ ટન છે, જેમાં ૧૫૮૭ કિલો કોપર હોય છે. અન્ય કોપર ધરાવતા ગંદા પાણીમાં કોપર સાથે, દર મહિને લગભગ ૧૭૦૦ કિલો કોપર મેળવી શકાય છે. કોપર ધરાવતા કાદવના વેચાણમાંથી કંપનીની માસિક આવક ૩૦,૦૦૦ - ૪૦,૦૦૦ યુઆન છે. ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ ગંદા પાણીમાંથી કંપની દ્વારા કોપરની પુનઃપ્રાપ્તિ ધાતુના કોપરના બિનઅસરકારક વપરાશને ટાળે છે, માત્ર ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ ખર્ચ ઘટાડે છે પરંતુ પર્યાવરણને ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ કાદવના ગૌણ પ્રદૂષણને પણ ઘટાડે છે, જેનાથી સારા આર્થિક અને સામાજિક લાભો પ્રાપ્ત થાય છે.

5. નિષ્કર્ષ

ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ ઉદ્યોગ ખૂબ જ પ્રદૂષિત ઉદ્યોગ છે. હાલની પરિસ્થિતિમાં જ્યાં ચીનમાં ગંદા પાણીમાં ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ માટેની સારવાર પ્રક્રિયાઓ અને તકનીકો પ્રમાણમાં પછાત છે, ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ ગંદા પાણીમાં નોન-ફેરસ ધાતુઓની પુનઃપ્રાપ્તિ પદ્ધતિઓનો સક્રિયપણે અભ્યાસ કરવો એ સંસાધન-બચત અને પર્યાવરણને અનુકૂળ ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ મોડ સ્થાપિત કરવા અને ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ ઉદ્યોગના ટકાઉ વિકાસને જાળવવા માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. આ પેપરમાં અભ્યાસ કરાયેલ ચૂનાનો ઉપયોગ કરીને કોપર પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે સાયનાઇડ કોપર પ્લેટિંગ અને અન્ય કોપર ધરાવતા ગંદા પાણીને શુદ્ધ કરવાની પદ્ધતિએ વ્યવહારિક એપ્લિકેશનોમાં સારા પરિણામો દર્શાવ્યા છે, જે ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ ઉદ્યોગના લીલા વિકાસ માટે એક શક્ય માર્ગ પૂરો પાડે છે.