Ricerca sul metodo di recupero del rame nelle acque reflue di placcatura in rame al cianuro

1. introduzione

L'istituzione di una modalità di galvanica ecologica e a risparmio di risorse è attualmente il secondo tema principale per lo sviluppo sostenibile dell'industria galvanica. Nel contesto della carenza di risorse di metalli non ferrosi nel mondo e del continuo aumento del costo dei materiali metallici galvanici, l'adozione di una tecnologia di galvanica a risparmio di risorse ha attirato molta attenzione. Le imprese galvaniche cinesi hanno una storia di sviluppo relativamente breve. Nella fase iniziale di sviluppo, c'era una carenza di fondi e una tecnologia arretrata. La maggior parte delle piccole fabbriche di galvanica non è consapevole del recupero di materiali metallici nelle acque reflue galvaniche, per non parlare della ricerca sui metodi di recupero. Per cianuro acque reflue di placcatura in rame e galvanica di leghe di rame, i precipitati formati dal rame bivalente dopo la rottura del cianuro sono particelle fini, con conseguente precipitazione e separazione difficili e costi elevati. Pertanto, è urgente studiare nuovi processi di recupero.

2. Principi del metodo

2.1 Trattamento delle acque reflue di placcatura in rame al cianuro e di leghe di rame

Nel tradizionale processo di rottura del cianuro con ipoclorito di sodio, il pH delle acque reflue contenenti cianuro deve essere regolato a 11 - 12, solitamente aggiungendo idrossido di sodio. Durante il processo di rottura del cianuro, il cianuro viene convertito in anidride carbonica e azoto e gli ioni di rame monovalenti vengono ossidati in ioni di rame bivalenti, che poi formano particelle fini di carbonato di rame basico sospese nelle acque reflue. La sedimentazione naturale richiede più di un giorno intero e non riesce ancora a raggiungere la precipitazione completa. Sono necessarie grandi quantità di coadiuvante coagulante e flocculante per raggiungere la precipitazione e la separazione complete. In passato, quando il rame non veniva recuperato, le acque reflue dopo la rottura del cianuro venivano mescolate alle acque reflue complete contenenti acido, che venivano trattate con il metodo della calce. Il carbonato di rame basico veniva adsorbito sui precipitati nelle acque reflue complete e infine precipitato e separato.

Il nuovo processo di rottura del cianuro consiste nell'aggiungere calce per regolare il pH. L'anidride carbonica generata durante la rottura del cianuro reagisce con l'ossido di calcio per formare carbonato di calcio. Allo stesso tempo, il carbonato di rame basico coprecipita con carbonato di calcio per formare precipitati di particelle di grandi dimensioni.

2.2 Trattamento di altre acque reflue contenenti rame

Gli ioni di rame bivalenti nelle acque reflue acide di placcatura in rame lucido reagiscono con la calce per formare idrossido di rame, e l'acido solforico reagisce con la calce per formare solfato di calcio e acqua. Nelle acque reflue di placcatura in pirofosfato di rame, il radicale pirofosfato e gli ioni di rame esistono sotto forma di un complesso. Quando trattato con calce, il radicale pirofosfato reagisce con l'ossido di calcio per formare precipitato di pirofosfato di calcio, e gli ioni di rame reagiscono con l'ossido di calcio per formare idrossido di rame.

3. Processo di recupero

3.1 Composizione delle acque reflue contenenti rame

Le acque reflue contenenti rame includono diversi tipi, come le acque reflue di placcatura in rame al cianuro, lega rame-zinco, lega rame-stagno, placcatura in rame lucido acido e placcatura in pirofosfato di rame. Le acque reflue di placcatura in rame al cianuro, lega rame-zinco e lega rame-stagno confluiscono nel serbatoio di regolazione delle acque reflue contenenti cianuro, mentre le acque reflue di placcatura in rame lucido acido e placcatura in pirofosfato di rame confluiscono nel serbatoio di regolazione delle acque reflue contenenti rame. Le acque reflue di placcatura in rame al cianuro e leghe di rame contengono agenti complessanti come Cianuro di sodio, tartrato di sodio e potassio e tiocianato di ammonio, che formano complessi con ioni di rame. Le acque reflue della placcatura in pirofosfato di rame contengono complessi di pirofosfato di rame. Le acque reflue della placcatura in rame con cianuro e delle leghe di rame rappresentano circa il 90% delle acque reflue totali contenenti rame, mentre le acque reflue della placcatura in rame brillante acida e della placcatura in pirofosfato di rame rappresentano circa il 10%.

3.2 Processo di ossidazione dei complessi di rame

Prima del recupero del rame, è necessario rompere i complessi di rame nelle acque reflue di galvanica e ossidare gli ioni Cu⁺ in ioni Cu²⁺. Un metodo combinato di soluzione di ipoclorito di sodio e perossido di idrogeno viene utilizzato per rompere il cianuro e gli agenti complessanti come il tartrato di sodio e potassio. Ci sono tre serbatoi di rottura del cianuro. Le acque reflue contenenti cianuro e le acque reflue contenenti rame vengono pompate nel serbatoio di rottura del cianuro di prima fase. Viene aggiunto latte di calce per regolare il pH a 11 - 12 e la quantità di aggiunta di latte di calce viene regolata dal sistema di controllo del pH. Allo stesso tempo, viene aggiunta una soluzione di ipoclorito di sodio per rompere il cianuro. Il perossido di idrogeno viene aggiunto al serbatoio di rottura del cianuro di seconda fase per continuare a rompere il cianuro e gli agenti complessanti ossidanti come il tartrato di sodio e potassio. A causa della lenta velocità di reazione, viene aggiunto un serbatoio di rottura del cianuro di terza fase. Nella vasca di rottura del cianuro di terza fase, la rimozione del cianuro e degli agenti complessanti come il tartrato di sodio e potassio viene verificata in base ai dati dell'analisi chimica e all'esperienza. Con il completamento della reazione di ossidazione, il Cu⁺ nelle acque reflue viene completamente convertito in Cu²⁺ e si formano precipitati di carbonato di rame basico e idrossido di rame. Durante questo processo, dopo che le acque reflue di placcatura di pirofosfato di rame reagiscono con la calce, il complesso formato da rame e radicale pirofosfato viene rotto e si forma idrossido di rame. I dati dell'analisi mostrano che questo processo può far sì che le acque reflue soddisfino gli standard di scarico. L'aggiunta di calce per regolare il pH e precipitare gli ioni di rame riduce i costi di trattamento e la calce svolge anche il ruolo di coadiuvante coagulante e precipita completamente il radicale pirofosfato.

3.3 Recupero del rame

Nel processo di cui sopra, gli ioni di rame nelle acque reflue di galvanica vengono convertiti in precipitati di carbonato di rame basico. Se la quantità di calce aggiunta è elevata, gli ioni di rame possono anche essere convertiti in precipitati di idrossido di rame. Poiché la calce è necessaria per precipitare il radicale pirofosfato nelle acque reflue di placcatura di pirofosfato di rame, la quantità di calce aggiunta non può essere troppo piccola. Il costo della calce è molto basso e può essere aggiunta in un eccesso appropriato durante il processo di trattamento.

Dopo che le acque reflue contenenti cianuro e rame sono state trattate nei serbatoi di rottura del cianuro a tre stadi, scorrono nel serbatoio di flocculazione. Il pirosolfito di sodio viene aggiunto al serbatoio di flocculazione per ridurre l'eccesso di perossido di idrogeno e il flocculante di poliacrilammide viene aggiunto per far crescere le particelle di precipitato. Se il pirosolfito di sodio non viene aggiunto al serbatoio di flocculazione, il perossido di idrogeno residuo dopo la rottura del cianuro si decompone per produrre ossigeno, che viene adsorbito sulla superficie delle particelle di precipitato e fa galleggiare i precipitati. La quantità di pirosolfito di sodio aggiunta deve essere tale che i precipitati non galleggiano e un eccesso appropriato è accettabile.

Dopo essere passate attraverso il serbatoio di flocculazione, le acque reflue fluiscono nel serbatoio di sedimentazione a tubo inclinato. Dopo che i precipitati sono separati dall'acqua, entrano nel serbatoio di addensamento della sedimentazione e quindi vengono filtrati da una filtropressa. La torta di filtrazione viene recuperata e il filtrato fluisce di nuovo nel serbatoio di regolazione. La torta di filtrazione contenente rame recuperata viene acquistata da un'azienda professionale e inviata a un produttore professionale per produrre solfato di rame o può anche essere utilizzata per produrre rame elettrolitico.

4. Benefici

Le acque reflue contenenti rame vengono generate in quattro officine di galvanica. I dati di analisi e monitoraggio mostrano che la concentrazione media di massa di rame nel Acque reflue di placcatura in rame al cianuro è 345mg/L, ovvero ogni tonnellata di acque reflue contiene 0.345kg di rame. La quantità totale di acque reflue di placcatura in rame al cianuro al mese è di circa 4600t, contenenti 1587kg di rame. Insieme al rame in altre acque reflue contenenti rame, è possibile recuperare circa 1700kg di rame al mese. Il reddito mensile dell'azienda dalla vendita di fanghi contenenti rame è di 30.000-40.000 RMB. Il recupero del rame dall'acqua reflua di galvanica da parte dell'azienda evita il consumo inefficace di rame metallico, non solo riducendo i costi di galvanica ma anche riducendo l'inquinamento secondario dei fanghi di galvanica nell'ambiente, ottenendo buoni benefici economici e sociali.

5. CONCLUSIONE

L'industria galvanica è un'industria altamente inquinante. Nella situazione attuale in cui i processi di trattamento e le tecnologie per le acque reflue galvaniche in Cina sono relativamente arretrati, studiare attivamente i metodi di recupero dei metalli non ferrosi nelle acque reflue galvaniche è di grande importanza per stabilire una modalità di galvanica che risparmi risorse ed è rispettosa dell'ambiente e per mantenere lo sviluppo sostenibile dell'industria galvanica. Il metodo di trattamento della placcatura di rame al cianuro e di altre acque reflue contenenti rame per recuperare il rame utilizzando la calce studiato in questo documento ha mostrato buoni risultati nelle applicazioni pratiche, fornendo un modo fattibile per lo sviluppo ecologico dell'industria galvanica.