Истраживање о методи опоравка бакра у отпадним водама од бакра цијанидом

КСНУМКС. увод

Успостављање еколошки прихватљивог и начина галванизације који штеди ресурсе је тренутно две главне теме за одрживи развој индустрије галванизације. У контексту недостатка ресурса обојених метала у свету и континуираног повећања трошкова галванизације металних материјала, усвајање технологије галванизације која штеди ресурсе привукло је велику пажњу. Кинеска предузећа за галванизацију имају релативно кратку историју развоја. У почетној фази развоја постојала је несташица средстава и заостала технологија. Већини малих фабрика за галванизацију недостаје свест о обнављању металних материјала у галванизованим отпадним водама, а камоли о истраживању метода опоравка. За цијанид бакра и легуре бакра галванизације отпадне воде, талози формирани двовалентним бакром након разбијања цијанида су фине честице, што резултира тешким таложењем и одвајањем и високим трошковима. Због тога је хитно потребно проучити нове процесе опоравка.

2. Принципи метода

2.1 Третман отпадних вода цијанидног бакра и легуре бакра

У традиционалном процесу разградње цијанида употребом натријум хипохлорита, pH вредност отпадних вода које садрже цијанид треба подесити на 11-12, обично додавањем натријум хидроксида. Током процеса разградње цијанида, цијанид се претвара у Угљеник диоксид и азот, а једновалентни јони бакра се оксидују у двовалентне јоне бакра, који затим формирају фине честице базног бакар карбоната суспендоване у отпадној води. Природна седиментација траје дуже од целог дана и још увек не може постићи потпуно таложење. Потребна је велика количина коагулантног средства и флокуланта да би се постигло потпуно таложење и одвајање. У прошлости, када бакар није био регенерисан, отпадна вода након разбијања цијанида мешана је са свеобухватном отпадном водом која садржи киселину, која је третирана кречном методом. Базни бакар карбонат је адсорбован на талоге у свеобухватној отпадној води и коначно таложен и одвојен.

Нови процес разбијања цијанида је додавање креча да би се подесио пХ. Угљен диоксид који настаје током разлагања цијанида реагује са калцијум оксидом да би се формирао калцијум карбонат. Истовремено, основни бакар карбонат се ко-таложи са калцијум карбонатом да би се формирале велике честице преципитата.

2.2 Третман других отпадних вода које садрже бакар

Јони двовалентног бакра у киселој отпадној води светле бакрене плоче реагују са кречом да би се формирао бакар хидроксид, а сумпорна киселина реагује са кречом и формира калцијум сулфат и воду. У отпадној води од бакарног пирофосфатног облагања, пирофосфатни радикал и јони бакра постоје у облику комплекса. Када се третира са кречом, пирофосфатни радикал реагује са калцијум оксидом да би се формирао преципитат калцијум пирофосфата, а јони бакра реагују са калцијум оксидом и формирају бакар хидроксид.

3. Процес опоравка

3.1 Састав отпадних вода које садрже бакар

Отпадне воде које садрже бакар обухватају неколико типова као што су цијанидне бакарне превлаке, легуре бакра и цинка, легуре бакра и калаја, киселе светле бакрене превлаке и отпадне воде обложене бакарним пирофосфатом. Отпадне воде од бакра цијанида, легуре бакра и цинка и легуре бакра и калаја теку у резервоар за подешавање отпадне воде који садржи цијанид, док отпадне воде од киселе светле бакрене плоче и бакарног пирофосфатног облагања теку у резервоар за подешавање отпадне воде који садржи бакар. Отпадне воде од бакра и легуре бакра цијанидом садрже агенсе за стварање комплекса као нпр Натријум цијанид, калијум натријум тартарат и амонијум тиоцијанат, који формирају комплексе са јонима бакра. Отпадна вода од бакарног пирофосфата садржи комплексе бакар-пирофосфата. Отпадне воде од бакра и легуре бакра цијанидом чине око 90% укупне отпадне воде која садржи бакар, док отпадне воде киселог светлих бакра и бакарних пирофосфатних обрада чине око 10%.

3.2 Процес оксидације комплекса бакра

Пре опоравка бакра, потребно је разбити комплексе бакра у галванизованој отпадној води и оксидисати Цу⁺ јоне у Цу²⁺ јоне. Комбиновани метод раствора натријум хипохлорита и водоник пероксида се користи за разбијање цијанида и агенаса за стварање комплекса као што је калијум натријум тартарат. Постоје три резервоара за разбијање цијанида. Отпадне воде које садрже цијанид и отпадне воде које садрже бакар пумпају се у резервоар за разбијање цијанида првог степена. Кречно млеко се додаје да би се пХ подесио на 11 - 12. а количина додатка кречног млека се подешава помоћу система за контролу пХ. Истовремено се додаје раствор натријум хипохлорита за разбијање цијанида. Водоник-пероксид се додаје у резервоар за разбијање цијанида у другој фази да би се наставио разбијање цијанида и оксидационих агенаса за стварање комплекса као што је калијум натријум тартарат. Због споре брзине реакције, додаје се резервоар за разбијање цијанида треће фазе. У резервоару за разбијање цијанида треће фазе, уклањање цијанида и агенаса за стварање комплекса као што је калијум натријум тартарат се проверава према подацима хемијске анализе и искуству. Завршетком реакције оксидације, Цу⁺ у отпадној води се потпуно претвара у Цу²⁺ и формирају се базни бакар карбонат и талог бакар хидроксида. Током овог процеса, након што отпадна вода обложене бакар-пирофосфатом реагује са кречом, разбија се комплекс формиран од бакра и пирофосфатног радикала и формира се хидроксид бакра. Подаци анализе показују да овај процес може довести до тога да отпадна вода испуни стандарде за испуштање. Додавање креча за подешавање пХ и таложење јона бакра смањује трошкове третмана, а креч такође игра улогу коагуланта и потпуно таложи пирофосфатни радикал.

3.3 Добивање бакра

У горе наведеном процесу, јони бакра у отпадној води од галванизације се претварају у базне талоге бакар-карбоната. Ако је количина доданог креча велика, јони бакра се такође могу претворити у преципитате бакарног хидроксида. Пошто је креч неопходан за таложење пирофосфатног радикала у отпадној води за облагање бакарним пирофосфатом, количина доданог креча не може бити премала. Цена креча је веома ниска и може се додати у одговарајућем вишку током процеса третмана.

Након што се отпадне воде које садрже цијанид и бакар третирају у тростепеним резервоарима за разбијање цијанида, оне се уливају у резервоар за флокулацију. Натријум пиросулфит се додаје у резервоар за флокулацију да би се смањио вишак водоник пероксида, а полиакриламидни флокулант се додаје да би честице талога порасле. Ако се натријум пиросулфит не додаје у резервоар за флокулацију, преостали водоник пероксид након разбијања цијанида се разлаже да би се произвео кисеоник, који се адсорбује на површини честица талога и изазива плутање талога. Количина додатог натријум-пиросулфита треба да буде таква да преципитати не испливају, а одговарајући вишак је прихватљив.

Након проласка кроз резервоар за флокулацију, отпадна вода тече у коси цевни таложник. Након што се талози одвоје од воде, улазе у резервоар за згушњавање седиментације, а затим се филтрирају филтер пресом. Филтерски колач се сакупља, а филтрат тече назад у резервоар за подешавање. Опорављени филтерски колач који садржи бакар купује професионална компанија и шаље га професионалном произвођачу за производњу бакар сулфата или се такође може користити за производњу електролитичког бакра.

КСНУМКС. Предности

Отпадне воде које садрже бакар настају у четири радионице за галванизацију. Подаци анализе и праћења показују да је просечна масена концентрација бакра у Отпадне воде од бакраног цијанида износи 345мг/Л, односно свака тона отпадне воде садржи 0.345кг бакра. Укупна количина отпадне воде од бакра цијанида месечно је приближно 4600т, која садржи 1587кг бакра. Заједно са бакром у другим отпадним водама које садрже бакар, месечно се може повратити око 1700 кг бакра. Месечни приход компаније од продаје муља који садржи бакар је 30.000 - 40.000 РМБ. Опоравак бакра од галванизоване отпадне воде компаније избегава неефикасну потрошњу металног бакра, не само да смањује трошкове галванизације већ и смањује секундарно загађење околине галванизованим муљем, постижући добре економске и друштвене користи.

КСНУМКС. закључак

Индустрија галванизације је индустрија која веома загађује. У тренутној ситуацији у којој су процеси третмана и технологије за галванизацију отпадних вода у Кини релативно назадни, активно проучавање метода опоравка обојених метала у галванизованим отпадним водама је од великог значаја за успостављање начина галванизације који штеди ресурсе и који је еколошки прихватљив и одржавање одрживог развоја индустрије галванизације. Метода пречишћавања цијанидног бакра и других отпадних вода које садрже бакар за регенерацију бакра коришћењем креча проучавана у овом раду показала је добре резултате у практичним применама, пружајући изводљив начин за зелени развој индустрије галванизације.