シアン化銅めっき廃水中の銅の回収方法に関する研究

はじめに

環境に優しく、資源を節約する電気めっきモードを確立することは、現在、電気めっき産業の持続可能な発展のための2つの主要なテーマです。世界の非鉄金属資源の不足と電気めっき金属材料のコストの継続的な上昇を背景に、資源を節約する電気めっき技術の採用は大きな注目を集めています。中国の電気めっき企業は比較的短い発展の歴史を持っています。発展の初期段階では、資金不足と技術の遅れがありました。ほとんどの小規模な電気めっき工場は、電気めっき廃水中の金属材料の回収に対する認識が不足しており、回収方法の研究は言うまでもありません。 シアン化物 銅めっきおよび銅合金電気めっき廃水では、シアン化物の分解後に二価銅によって形成される沈殿物は微粒子であるため、沈殿分離が困難でコストが高くなるため、新しい回収プロセスの研究が急務となっている。

2. 方法の原則

2.1 シアン化銅めっきおよび銅合金廃水の処理

次亜塩素酸ナトリウムを用いた従来のシアン化物分解プロセスでは、シアン化物を含む廃水のpHを11～12に調整する必要がある。通常は水酸化ナトリウムを添加することによって調整する。シアン化物分解プロセスでは、シアン化物は Carbon 二酸化窒素と窒素、そして一価の銅イオンは酸化されて二価の銅イオンとなり、それが廃水中に懸濁した塩基性炭酸銅の微粒子を形成する。自然沈殿では丸一日以上かかっても完全な沈殿は得られない。完全な沈殿と分離を実現するには、大量の凝集剤と凝結剤が必要となる。従来、銅が回収されていなかった時代には、シアン化物分解後の廃水を総合酸性廃水に混合し、石灰法で処理していた。総合廃水中の沈殿物に塩基性炭酸銅が吸着され、最終的に沈殿・分離されていた。

新しいシアン化物分解プロセスでは、石灰を加えて pH を調整します。シアン化物分解中に発生した二酸化炭素は、酸化カルシウムと反応して炭酸カルシウムを形成します。同時に、塩基性炭酸銅は炭酸カルシウムと共沈殿して、大きな粒子の沈殿物を形成します。

2.2 その他の銅含有廃水の処理

酸性光沢銅めっき廃水中の二価銅イオンは石灰と反応して水酸化銅を形成し、硫酸は石灰と反応して硫酸カルシウムと水を形成する。ピロリン酸銅めっき廃水中では、ピロリン酸ラジカルと銅イオンは錯体の形で存在する。石灰処理すると、ピロリン酸ラジカルは酸化カルシウムと反応してピロリン酸カルシウム沈殿物を形成し、銅イオンは酸化カルシウムと反応して水酸化銅を形成する。

3. 回復プロセス

3.1 銅含有廃水の組成

銅含有廃水には、シアン化銅めっき廃水、銅亜鉛合金廃水、銅スズ合金廃水、酸性光沢銅めっき廃水、ピロリン酸銅めっき廃水などがある。シアン化銅めっき廃水、銅亜鉛合金廃水、銅スズ合金廃水はシアン化廃水調整槽に流入し、酸性光沢銅めっき廃水、ピロリン酸銅めっき廃水は銅含有廃水調整槽に流入する。シアン化銅めっき廃水、銅合金廃水には、 シアン化ナトリウム、酒石酸カリウムナトリウム、チオシアン酸アンモニウムなどの銅イオンと錯体を形成する銅ピロリン酸めっき廃水には銅ピロリン酸錯体が含まれています。銅含有廃水全体の約90％はシアン化銅めっき廃水と銅合金廃水で占められており、酸性光沢銅めっき廃水とピロリン酸銅めっき廃水は約10％を占めています。

3.2 銅錯体の酸化プロセス

銅を回収する前に、電気めっき廃水中の銅錯体を分解し、Cu⁺イオンをCu²⁺イオンに酸化する必要があります。次亜塩素酸ナトリウム溶液と過酸化水素の併用法を用いて、シアン化物と酒石酸ナトリウムカリウムなどの錯化剤を分解します。シアン化物分解タンクは11つあります。シアン化物含有廃水と銅含有廃水を第12段シアン化物分解タンクに送り込みます。石灰乳を加えてpHをXNUMX～XNUMXに調整します。石灰乳の添加量はpH制御システムで調整します。同時に、次亜塩素酸ナトリウム溶液を加えてシアン化物を分解します。第XNUMX段シアン化物分解タンクに過酸化水素を加えてシアン化物を分解し続け、酒石酸ナトリウムカリウムなどの錯化剤を酸化します。反応速度が遅いため、第XNUMX段シアン化物分解タンクが追加されます。第三段階のシアン分解タンクでは、化学分析データと経験に基づいて、シアンと酒石酸カリウムナトリウムなどの錯化剤の除去を確認します。酸化反応が完了すると、廃水中のCu⁺は完全にCu²⁺に変換され、塩基性炭酸銅と水酸化銅の沈殿物が形成されます。このプロセスでは、ピロリン酸銅めっき廃水が石灰と反応した後、銅とピロリン酸ラジカルによって形成された錯体が破壊され、水酸化銅が形成されます。分析データによると、このプロセスにより、廃水を排出基準に適合させることができます。石灰を追加してpHを調整し、銅イオンを沈殿させることで処理コストが削減され、石灰は凝固助剤としての役割も果たし、ピロリン酸ラジカルを完全に沈殿させます。

3.3 銅の回収

上記のプロセスでは、電気めっき廃水中の銅イオンが塩基性炭酸銅沈殿物に変換されます。添加する石灰の量が多いと、銅イオンが水酸化銅沈殿物に変換されることもあります。石灰はピロリン酸銅めっき廃水中のピロリン酸ラジカルを沈殿させるのに必要なので、添加する石灰の量は少なすぎることはできません。石灰のコストは非常に低く、処理プロセス中に適切な過剰量で添加することができます。

シアン含有廃水および銅含有廃水は、3段シアン分解槽で処理された後、凝集槽に流入する。凝集槽には、過剰な過酸化水素を減らすためにピロ亜硫酸ナトリウムが添加され、沈殿粒子を大きくするためにポリアクリルアミド凝集剤が添加される。凝集槽にピロ亜硫酸ナトリウムを添加しない場合、シアン分解後に残留する過酸化水素が分解して酸素が発生し、沈殿粒子の表面に吸着して沈殿物を浮かせる。ピロ亜硫酸ナトリウムの添加量は、沈殿物が浮かばない量であればよく、適度に過剰であればよい。

凝集槽を通過した後、廃水は傾斜管沈殿槽に流れ込み、沈殿物が水から分離された後、沈殿濃縮槽に入り、その後、フィルタープレスで濾過されます。濾過ケーキは回収され、濾液は調整槽に戻ります。回収された銅含有濾過ケーキは専門会社によって購入され、硫酸銅を製造するために専門メーカーに送られるか、または電解銅の製造にも使用できます。

4。 利点

4つの電気めっき工場で銅含有廃水が発生しています。分析とモニタリングデータによると、廃水中の銅の平均質量濃度は シアン化銅めっき廃水 345mg/Lで、つまり廃水0.345トンあたり4600kgの銅が含まれています。毎月のシアン化銅メッキ廃水の総量は約1587tで、1700kgの銅が含まれています。他の銅含有廃水に含まれる銅と合わせると、毎月約30.000kgの銅を回収できます。当社の銅含有汚泥の販売による月間収入は40.000万～XNUMX万人民元です。当社の電気メッキ廃水からの銅回収は、金属銅の無駄な消費を避け、電気メッキコストを削減するだけでなく、電気メッキ汚泥による環境への二次汚染を減らし、良好な経済的、社会的利益を実現します。

5. 結論

電気めっき業界は汚染度の高い業界です。中国の電気めっき廃水の処理プロセスと技術が比較的遅れている現状では、電気めっき廃水中の非鉄金属の回収方法を積極的に研究することは、資源を節約し環境に優しい電気めっきモードを確立し、電気めっき業界の持続可能な発展を維持するために非常に重要な意味を持っています。本論文で研究した石灰を使用してシアン化銅めっきおよびその他の銅含有廃水を処理して銅を回収する方法は、実際の応用で良好な結果を示しており、電気めっき業界のグリーン開発に実現可能な方法を提供しています。