Forskning om återvinningsmetoden för koppar i cyanidkopparplätering av avloppsvatten

1. Inledning

Att etablera ett miljövänligt och resursbesparande galvaniseringsläge är för närvarande de två stora teman för en hållbar utveckling av galvaniseringsindustrin. I samband med bristen på icke-järnmetallresurser i världen och den kontinuerliga ökningen av kostnaderna för galvanisering av metallmaterial, har antagandet av resursbesparande galvaniseringsteknik väckt stor uppmärksamhet. Kinesiska galvaniseringsföretag har en relativt kort utvecklingshistoria. I det inledande utvecklingsskedet rådde brist på medel och efterbliven teknik. De flesta små galvaniseringsfabriker saknar medvetenhet om återvinning av metallmaterial i galvaniskt avloppsvatten, än mindre forskning om återvinningsmetoder. För cyanid kopparplätering och avloppsvatten för galvanisering av kopparlegering, fällningarna som bildas av tvåvärd koppar efter cyanidbrytning är fina partiklar, vilket resulterar i svår utfällning och separering och höga kostnader. Därför är det angeläget att studera nya återhämtningsprocesser.

2. Metodprinciper

2.1 Behandling av cyanidkopparplätering och avloppsvatten av kopparlegering

I den traditionella cyanidbrytningsprocessen med natriumhypoklorit måste pH-värdet i det cyanidhaltiga avloppsvattnet justeras till 11-12, vanligtvis genom att tillsätta natriumhydroxid. Under cyanidbrytningsprocessen omvandlas cyanid till Kol dioxid och kväve, och envärda kopparjoner oxideras till tvåvärda kopparjoner, som sedan bildar fina partiklar av basiskt kopparkarbonat suspenderat i avloppsvattnet. Naturlig sedimentation tar mer än en hel dag och kan ändå inte uppnå fullständig utfällning. En stor mängd koaguleringshjälpmedel och flockuleringsmedel krävs för att uppnå fullständig utfällning och separation. Förr i tiden, när koppar inte återvanns, blandades avloppsvattnet efter cyanidbrytning i det omfattande syrahaltiga avloppsvattnet, som behandlades med kalkmetoden. Basiskt kopparkarbonat adsorberades på utfällningarna i det omfattande avloppsvattnet och utfälldes slutligen och separerades.

Den nya cyanidbrytningsprocessen är att tillsätta kalk för att justera pH. Koldioxiden som genereras under cyanidbrytning reagerar med kalciumoxid för att bilda kalciumkarbonat. Samtidigt faller basiskt kopparkarbonat ut tillsammans med kalciumkarbonat för att bilda stora partikelfällningar.

2.2 Rening av annat kopparinnehållande avloppsvatten

De tvåvärda kopparjonerna i det sura, blanka kopparpläteringsavloppsvattnet reagerar med kalk för att bilda kopparhydroxid, och svavelsyra reagerar med kalk för att bilda kalciumsulfat och vatten. I avloppsvattnet för kopparpyrofosfatplätering finns pyrofosfatradikalen och kopparjoner i form av ett komplex. När den behandlas med kalk, reagerar pyrofosfatradikalen med kalciumoxid för att bilda kalciumpyrofosfatfällning, och kopparjoner reagerar med kalciumoxid för att bilda kopparhydroxid.

3. Återställningsprocess

3.1 Sammansättning av kopparhaltigt avloppsvatten

Kopparhaltigt avloppsvatten inkluderar flera typer såsom cyanidkopparplätering, koppar-zinklegering, koppar-tennlegering, sur blank kopparplätering och kopparpyrofosfatplätering avloppsvatten. Cyanidkopparplätering, koppar-zinklegering och koppar-tennlegering avloppsvatten strömmar in i den cyanidhaltiga avloppsvattenjusteringstanken, medan sura blanka kopparplätering och kopparpyrofosfatplätering avloppsvatten rinner in i den kopparhaltiga avloppsvattenjusteringstanken. Cyanidkopparplätering och kopparlegeringsavloppsvatten innehåller komplexbildare som t.ex Natriumcyanid, kaliumnatriumtartrat och ammoniumtiocyanat, som bildar komplex med kopparjoner. Kopparpyrofosfatplätering avloppsvatten innehåller kopparpyrofosfatkomplex. Cyanidkopparplätering och kopparlegeringsavloppsvatten står för cirka 90 % av det totala kopparinnehållande avloppsvattnet, medan surt blank kopparplätering och kopparpyrofosfatplätering står för cirka 10 %.

3.2 Oxidationsprocess av kopparkomplex

Innan kopparutvinning är det nödvändigt att bryta kopparkomplexen i det galvaniska avloppsvattnet och oxidera Cu+-joner till Cu²+-joner. En kombinationsmetod av natriumhypokloritlösning och väteperoxid används för att bryta cyanid och komplexbildare som kaliumnatriumtartrat. Det finns tre cyanidbrytande tankar. Det cyanidhaltiga avloppsvattnet och det kopparhaltiga avloppsvattnet pumpas in i cyanidbrytningstanken i första steget. Kalkmjölk tillsätts för att justera pH till 11 - 12. och tillsatsmängden limemjölk justeras av pH-kontrollsystemet. Samtidigt tillsätts natriumhypokloritlösning för att bryta cyaniden. Väteperoxid tillsätts till cyanidbrytningstanken i andra steget för att fortsätta bryta cyaniden och oxiderande komplexbildare som kaliumnatriumtartrat. På grund av den långsamma reaktionshastigheten tillsätts en cyanidbrytande tank i tredje steget. I cyanidbrytningstanken i tredje steget kontrolleras avlägsnandet av cyanid och komplexbildare som kaliumnatriumtartrat enligt kemisk analysdata och erfarenhet. När oxidationsreaktionen är fullbordad omvandlas Cu+ i avloppsvattnet fullständigt till Cu²+, och basiska kopparkarbonat- och kopparhydroxidfällningar bildas. Under denna process, efter att kopparpyrofosfatplätering avloppsvatten reagerar med kalk, bryts komplexet som bildas av koppar och pyrofosfatradikal och kopparhydroxid bildas. Analysdata visar att denna process kan göra att avloppsvattnet uppfyller utsläppsnormerna. Att tillsätta kalk för att justera pH och fälla ut kopparjoner minskar behandlingskostnaden, och kalk spelar också rollen som ett koaguleringshjälpmedel och fäller ut pyrofosfatradikalen helt.

3.3 Kopparåtervinning

I ovanstående process omvandlas kopparjonerna i galvaniseringsavloppsvattnet till basiska kopparkarbonatfällningar. Om mängden tillsatt kalk är stor kan kopparjonerna även omvandlas till kopparhydroxidfällningar. Eftersom det krävs kalk för att fälla ut pyrofosfatradikalen i avloppsvattnet för kopparpyrofosfatplätering, kan mängden tillsatt kalk inte vara för liten. Kostnaden för kalk är mycket låg, och den kan tillsättas i ett lämpligt överskott under behandlingsprocessen.

Efter att det cyanidhaltiga och kopparhaltiga avloppsvattnet renats i trestegscyanidbrytningstankarna rinner de in i flockningstanken. Natriumpyrosulfit tillsätts till flockningstanken för att minska överskottet av väteperoxid, och polyakrylamidflockningsmedel tillsätts för att få fällningspartiklarna att växa sig större. Om natriumpyrosulfit inte tillsätts till flockningstanken, sönderfaller den kvarvarande väteperoxiden efter cyanidbrytning för att producera syre, som adsorberas på ytan av fällningspartiklarna och får fällningarna att flyta. Mängden tillsatt natriumpyrosulfit bör vara sådan att fällningarna inte flyter, och ett lämpligt överskott är acceptabelt.

Efter att ha passerat genom flockningstanken rinner avloppsvattnet in i sedimentationstanken med lutande rör. Efter att fällningarna separerats från vattnet kommer de in i sedimentationsförtjockningstanken och filtreras sedan med en filterpress. Filterkakan återvinns och filtratet strömmar tillbaka till justeringstanken. Den återvunna kopparhaltiga filterkakan köps av ett professionellt företag och skickas till en professionell tillverkare för att producera kopparsulfat eller kan också användas för att producera elektrolytisk koppar.

4. fördelar

Kopparhaltigt avloppsvatten genereras i fyra galvaniseringsverkstäder. Analys- och övervakningsdata visar att den genomsnittliga masskoncentrationen av koppar i Cyanidkopparplätering avloppsvatten är 345 mg/L, det vill säga varje ton avloppsvatten innehåller 0.345 kg koppar. Den totala mängden avloppsvatten för cyanidkopparplätering per månad är cirka 4600 ton, innehållande 1587 kg koppar. Tillsammans med kopparn i andra kopparhaltiga avloppsvatten kan cirka 1700 kg koppar återvinnas per månad. Företagets månadsinkomst från försäljning av kopparhaltigt slam är 30.000 40.000 - XNUMX XNUMX RMB. Företagets återvinning av koppar från galvaniseringsavloppsvatten undviker den ineffektiva förbrukningen av metallisk koppar, vilket inte bara minskar galvaniseringskostnaderna utan också minskar den sekundära föroreningen av galvaniseringsslam till miljön, vilket ger goda ekonomiska och sociala fördelar.

5. Slutsats

Galvaniseringsindustrin är en mycket förorenande industri. I den nuvarande situationen där reningsprocesserna och teknikerna för galvanisering av avloppsvatten i Kina är relativt bakåtsträvande, är det av stor betydelse att aktivt studera återvinningsmetoderna för icke-järnmetaller i elektroplätering av avloppsvatten för att etablera ett resursbesparande och miljövänligt galvaniseringsläge och upprätthålla en hållbar utveckling av galvaniseringsindustrin. Metoden för att behandla cyanidkopparplätering och annat kopparinnehållande avloppsvatten för att återvinna koppar med hjälp av kalk som studerats i detta dokument har visat goda resultat i praktiska tillämpningar, vilket ger ett genomförbart sätt för den gröna utvecklingen av galvaniseringsindustrin.