Badania nad metodą odzysku miedzi w ściekach z miedziowania cyjankiem

1. Wstęp

Ustanowienie przyjaznego dla środowiska i oszczędzającego zasoby trybu galwanizacji to obecnie dwa główne tematy zrównoważonego rozwoju przemysłu galwanicznego. W kontekście niedoboru zasobów metali nieżelaznych na świecie i ciągłego wzrostu kosztów galwanizacji materiałów metalowych, przyjęcie technologii galwanizacji oszczędzającej zasoby przyciągnęło wiele uwagi. Chińskie przedsiębiorstwa galwaniczne mają stosunkowo krótką historię rozwoju. Na początkowym etapie rozwoju brakowało funduszy i technologii. Większość małych zakładów galwanicznych nie ma świadomości odzyskiwania materiałów metalowych w ściekach galwanicznych, nie mówiąc już o badaniach nad metodami odzyskiwania. Dla cyjanek ścieki z galwanizacji miedzią i stopami miedzi, osady utworzone przez dwuwartościową miedź po rozbiciu cyjankiem są drobnymi cząsteczkami, co powoduje trudne wytrącanie i separację oraz wysokie koszty. Dlatego pilnie należy zbadać nowe procesy odzyskiwania.

2. Zasady metody

2.1 Oczyszczanie ścieków z miedziowania cyjankowego i stopów miedzi

W tradycyjnym procesie usuwania cyjanku z użyciem podchlorynu sodu, pH ścieków zawierających cyjanek należy dostosować do 11-12, zazwyczaj poprzez dodanie wodorotlenku sodu. Podczas procesu usuwania cyjanku, cyjanek jest przekształcany w Węgiel Dwutlenek węgla i azot, a jednowartościowe jony miedzi utleniają się do dwuwartościowych jonów miedzi, które następnie tworzą drobne cząsteczki zasadowego węglanu miedzi zawieszone w ściekach. Naturalna sedymentacja trwa ponad dobę i nadal nie pozwala na całkowite wytrącenie. Do całkowitego wytrącenia i separacji potrzebna jest duża ilość koagulantu i flokulantu. W przeszłości, gdy miedź nie była odzyskiwana, ścieki po rozbiciu cyjankiem były mieszane z całościowymi ściekami zawierającymi kwas, które były oczyszczane metodą wapienną. Zasadowy węglan miedzi był adsorbowany na osadach w całościowych ściekach, a następnie wytrącany i oddzielany.

Nowy proces rozbijania cyjanku polega na dodaniu wapna w celu dostosowania pH. Dwutlenek węgla wytwarzany podczas rozbijania cyjanku reaguje z tlenkiem wapnia, tworząc węglan wapnia. Jednocześnie zasadowy węglan miedzi współstrąca się z węglanem wapnia, tworząc duże osady cząstek.

2.2 Oczyszczanie innych ścieków zawierających miedź

Dwuwartościowe jony miedzi w kwaśnych ściekach z miedziowania na wysoki połysk reagują z wapnem, tworząc wodorotlenek miedzi, a kwas siarkowy reaguje z wapnem, tworząc siarczan wapnia i wodę. W ściekach z miedziowania pirofosforanowego rodnik pirofosforanowy i jony miedzi występują w formie kompleksu. Po obróbce wapnem rodnik pirofosforanowy reaguje z tlenkiem wapnia, tworząc osad pirofosforanu wapnia, a jony miedzi reagują z tlenkiem wapnia, tworząc wodorotlenek miedzi.

3. Proces odzyskiwania

3.1 Skład ścieków zawierających miedź

Ścieki zawierające miedź obejmują kilka typów, takich jak ścieki z miedziowania cyjankiem, stopu miedzi z cynkiem, stopu miedzi z cyną, kwaśnego miedziowania na jasno i miedzi pirofosforanowej. Ścieki z miedziowania cyjankiem, stopu miedzi z cynkiem i miedzią i cyną przepływają do zbiornika regulacyjnego ścieków zawierających cyjanek, podczas gdy kwaśne ścieki z miedziowania na jasno i miedzi pirofosforanowej przepływają do zbiornika regulacyjnego ścieków zawierających miedź. Ścieki z miedziowania cyjankiem i stopu miedzi zawierają czynniki kompleksujące, takie jak Cyjanek sodowy, winian sodowo-potasowy i tiocyjanian amonu, które tworzą kompleksy z jonami miedzi. Ścieki z miedziowania pirofosforanem zawierają kompleksy pirofosforanu miedzi. Ścieki z miedziowania cyjankiem i stopów miedzi stanowią około 90% całkowitych ścieków zawierających miedź, podczas gdy kwaśne ścieki z miedziowania na jasno i pirofosforanu miedzi stanowią około 10%.

3.2 Proces utleniania kompleksów miedzi

Przed odzyskiem miedzi konieczne jest rozbicie kompleksów miedzi w ściekach galwanicznych i utlenienie jonów Cu⁺ do jonów Cu²⁺. Do rozbicia cyjanku i środków kompleksujących, takich jak winian potasowo-sodowy, stosuje się metodę łączenia roztworu podchlorynu sodu i nadtlenku wodoru. Istnieją trzy zbiorniki rozbijające cyjanek. Ścieki zawierające cyjanek i ścieki zawierające miedź są pompowane do zbiornika rozbijającego cyjanek pierwszego stopnia. Dodaje się mleko wapienne, aby dostosować pH do 11-12. a ilość dodawanego mleka wapiennego jest regulowana przez system kontroli pH. Jednocześnie dodaje się roztwór podchlorynu sodu, aby rozbić cyjanek. Nadtlenek wodoru dodaje się do zbiornika rozbijającego cyjanek drugiego stopnia, aby kontynuować rozbijanie cyjanku i utleniających środków kompleksujących, takich jak winian potasowo-sodowy. Ze względu na powolną szybkość reakcji dodaje się zbiornik rozbijający cyjanek trzeciego stopnia. W zbiorniku do rozbijania cyjanku trzeciego stopnia, usuwanie cyjanku i środków kompleksujących, takich jak winian potasowo-sodowy, jest sprawdzane zgodnie z danymi analizy chemicznej i doświadczeniem. Po zakończeniu reakcji utleniania, Cu⁺ w ściekach jest całkowicie przekształcane w Cu²⁺, a powstają osady zasadowego węglanu miedzi i wodorotlenku miedzi. Podczas tego procesu, po reakcji ścieków z pirofosforanowania miedzią z wapnem, kompleks utworzony przez miedź i rodnik pirofosforanowy jest rozbijany, a powstaje wodorotlenek miedzi. Dane analityczne pokazują, że ten proces może sprawić, że ścieki będą spełniać normy zrzutu. Dodanie wapna w celu dostosowania pH i wytrącenia jonów miedzi obniża koszty oczyszczania, a wapno pełni również rolę środka wspomagającego koagulację i całkowicie wytrąca rodnik pirofosforanowy.

3.3 Odzyskiwanie miedzi

W powyższym procesie jony miedzi w ściekach z galwanizacji są przekształcane w zasadowe osady węglanu miedzi. Jeśli ilość dodanego wapna jest duża, jony miedzi mogą być również przekształcane w osady wodorotlenku miedzi. Ponieważ wapno jest wymagane do wytrącenia rodnika pirofosforanowego w ściekach z pirofosforanowania miedzi, ilość dodawanego wapna nie może być zbyt mała. Koszt wapna jest bardzo niski i można go dodawać w odpowiednim nadmiarze podczas procesu oczyszczania.

Po oczyszczeniu ścieków zawierających cyjanek i miedź w trzystopniowych zbiornikach rozbijających cyjanek, spływają one do zbiornika flokulacyjnego. Do zbiornika flokulacyjnego dodaje się pirosiarczyn sodu, aby zmniejszyć nadmiar nadtlenku wodoru, a flokulant poliakrylamidowy dodaje się, aby zwiększyć wielkość cząstek osadu. Jeśli pirosiarczyn sodu nie zostanie dodany do zbiornika flokulacyjnego, pozostały nadtlenek wodoru po rozbiciu cyjanku rozkłada się, wytwarzając tlen, który jest adsorbowany na powierzchni cząstek osadu i powoduje, że osady unoszą się na powierzchni. Ilość dodanego pirosiarczynu sodu powinna być taka, aby osady nie unosiły się na powierzchni, a odpowiedni nadmiar jest dopuszczalny.

Po przejściu przez zbiornik flokulacyjny ścieki wpływają do pochyłego zbiornika sedymentacyjnego. Po oddzieleniu osadów od wody, trafiają one do zbiornika zagęszczającego sedymentację, a następnie są filtrowane przez prasę filtracyjną. Placek filtracyjny jest odzyskiwany, a filtrat wraca do zbiornika regulacyjnego. Odzyskany placek filtracyjny zawierający miedź jest kupowany przez profesjonalną firmę i wysyłany do profesjonalnego producenta w celu wytworzenia siarczanu miedzi lub może być również używany do produkcji miedzi elektrolitycznej.

4. Korzyści

Ścieki zawierające miedź powstają w czterech warsztatach galwanicznych. Dane z analizy i monitoringu pokazują, że średnie stężenie masowe miedzi w Ścieki z miedziowania cyjankowego wynosi 345 mg/l, czyli każda tona ścieków zawiera 0.345 kg miedzi. Całkowita ilość ścieków z miedziowania cyjankiem miesięcznie wynosi około 4600 ton, zawierających 1587 kg miedzi. Wraz z miedzią w innych ściekach zawierających miedź, można odzyskać około 1700 kg miedzi miesięcznie. Miesięczny dochód firmy ze sprzedaży osadu zawierającego miedź wynosi 30.000 40.000 - XNUMX XNUMX RMB. Odzyskiwanie miedzi ze ścieków galwanicznych przez firmę pozwala uniknąć nieefektywnego zużycia miedzi metalicznej, nie tylko zmniejszając koszty galwanizacji, ale także zmniejszając wtórne zanieczyszczenie środowiska osadem galwanicznym, co przynosi dobre korzyści ekonomiczne i społeczne.

5. Wniosek

Przemysł galwaniczny jest przemysłem silnie zanieczyszczającym. W obecnej sytuacji, w której procesy i technologie oczyszczania ścieków galwanicznych w Chinach są stosunkowo zacofane, aktywne badanie metod odzyskiwania metali nieżelaznych w ściekach galwanicznych ma ogromne znaczenie dla ustanowienia oszczędzającego zasoby i przyjaznego dla środowiska trybu galwanizacji i utrzymania zrównoważonego rozwoju przemysłu galwanicznego. Metoda oczyszczania miedziowania cyjankiem i innych ścieków zawierających miedź w celu odzyskania miedzi przy użyciu wapna badana w tym artykule wykazała dobre wyniki w zastosowaniach praktycznych, zapewniając wykonalny sposób na zielony rozwój przemysłu galwanicznego.