你知道电镀废水的铜回收方法吗?
北极星水处理网消息(www.walsingreen.com华新博润科技发布):氰化物破碎时,铜离子转化为碱式碳酸铜的细小沉淀颗粒,需要加入大量助凝剂进行吸附,再加入絮凝剂进行沉淀分离,处理成本高。氰化物破碎时,用石灰代替烧碱调节pH值,氰化物破碎产生的二氧化碳与氧化钙反应生成碳酸钙大颗粒沉淀,碱式碳酸铜和碳酸钙共沉淀,解决了沉淀分离困难的问题。用石灰处理焦磷酸镀铜废水,氧化钙可以与焦磷酸反应生成焦磷酸钙沉淀,同时氧化钙与铜离子反应生成氢氧化铜,从而实现铜的回收。用石灰处理焦化镀铜废水可达到排放标准。
建立环保、经济的电镀模式是当前电镀行业可持续发展的两大主题。随着世界有色金属资源的短缺和电镀金属材料成本的上升,采用经济的电镀技术是电镀行业最关心的话题。我国民营电镀企业发展时间短,发展初期资金不足,技术落后。大多数小电镀厂对电镀废水中金属材料的回收还缺乏了解,更谈不上对回收方法的研究。
对于氰化镀铜和铜合金电镀废水,氰化物破碎后二价铜产生的沉淀颗粒细小,难以分离沉淀,分离成本高。为此,研究了一种新的回收工艺,利用石灰调节破氰槽的pH值,并作为助凝剂,解决了铜回收成本高的问题。
方法原理
氰化镀铜及铜合金废水的处理
用次氯酸钠破氰时,需要将含氰废水的pH值调至11 ~ 12。传统工艺是加氢氧化钠。氰化物在破氰过程中转化为二氧化碳和氮气,二价铜离子被氧化成二价铜离子,然后生成碱式碳酸铜微粒,悬浮在废水中。如果它们自然沉降,一整天后仍然不能完全沉淀,因此需要加入大量助凝剂和絮凝剂,沉淀才能完全分离。氰化镀铜及铜合金废水中的铜回收前,先将氰化破碎废水混入综合含酸废水中,含酸废水采用石灰法处理[1]。碱式碳酸铜吸附在综合废水的沉淀物上,最终沉淀分离。
为了回收铜,新的破氰工艺是在破氰过程中加入石灰调节pH,破氰产生的二氧化碳与氧化钙反应生成碳酸钙,碱式碳酸铜和碳酸钙共沉淀形成大颗粒沉淀。
其他含铜废水处理的酸度
光亮镀铜废水中的铜离子与石灰反应生成氢氧化铜,硫酸与石灰反应生成硫酸钙和水。在焦磷酸镀铜废水中,焦磷酸和铜离子以络合物的形式存在。用石灰处理时,焦磷酸与氧化钙反应生成焦磷酸钙沉淀,而铜离子与氧化钙反应生成氢氧化铜。
恢复过程
含铜废水的组成
含铜废水包括氰化镀铜、铜锌合金、铜锡合金、酸性光亮镀铜和焦磷酸镀铜。氰化镀铜、铜锌合金和铜锡合金废水流入含氰废水调节池,酸性光亮镀铜和焦磷酸镀铜废水流入含铜废水调节池。氰化镀铜及铜合金废水中含有氰化钠、酒石酸钾钠、硫氰酸铵等络合剂,与铜离子反应生成铜络合物,焦磷酸铜络合物存在于焦磷酸镀铜废水中。氰化镀铜和铜合金废水约占总含铜废水的90%,酸性光亮镀铜和焦磷酸镀铜废水约占10%。
铜络合物的氧化过程
在回收铜之前,应先破坏电镀废水中的铜络合物,将铜离子氧化成Cu2+离子。本文提出用次氯酸钠溶液和过氧化氢结合的方法来破坏氰化物和酒石酸钾钠的络合物[2]。有三个破氰池。含氰废水和含铜废水分别通过泵输入一级破氰池。向池塘中加入石灰乳以调节pH = 11-12。酸碱度控制系统用于调节石灰乳的量。同时,次氯酸钠溶液被添加到池塘中以破坏氰化物。将过氧化氢加入到第二阶段氰化物破碎罐中,以继续氰化物破碎和酒石酸钾钠氧化。由于反应速度慢,增加了三级破氰槽,根据化学分析数据和三级破氰槽的经验,检查氰化物、酒石酸钾钠等络合剂的破氰情况。随着氧化反应的完成,废水中的Cu2+完全转化为Cu2+,沉淀出碱式碳酸铜和氢氧化铜。
在上述过程中,焦磷酸镀铜废水与石灰反应后,铜和焦磷酸形成的络合物被破坏,形成氢氧化铜。分析数据表明,该工艺可处理氰化物和铜络合物,废水可达标排放。在处理含氰含铜废水时,加入石灰调节pH值,沉淀铜离子,降低了处理成本。同时石灰起到了助凝剂的作用,使焦磷酸完全沉淀。
铜的回收
在上述过程中,电镀废水中的铜离子转化为碱式碳酸铜沉淀,如果大量加入石灰,铜离子也可以转化为氢氧化铜沉淀。由于用石灰沉淀焦磷酸镀铜废水中的焦磷酸是必须的,所以石灰的添加量不能太小,使用石灰的成本很低,所以在处理过程中可以过量添加石灰。
含氰含铜废水经三级破氰池处理后,流入絮凝池。投加焦亚硫酸钠以减少絮凝池中过量的过氧化氢,投加聚丙烯酰胺絮凝剂以使沉积物颗粒生长。如果絮凝池中不加入焦亚硫酸钠,氰化物破碎后残留的过氧化氢会分解产生氧气,氧气会吸附在沉积物颗粒表面,使沉积物上浮。焦亚硫酸钠的添加量应基于沉积物不会向上漂浮的事实。废水经絮凝池后流入斜管沉淀池,沉淀物与水分离后进入沉淀浓缩池,经压滤机过滤,滤饼回收,滤液回流至调节池。含铜滤饼回收后,由专业公司采购,送专业厂家生产硫酸铜或电解铜。
利益
我公司四个电镀车间产生含铜废水。分析和监测数据表明,氰化镀铜废水中铜的平均质量浓度为345mg/L,即每吨废水含铜0.345kg。氰化镀铜废水总量约为每月4600吨,其中铜1587公斤。在其他含铜废水中加入铜,每月可回收铜约1700kg。公司每月含铜污泥销售收入3万元人民币~。公司从电镀废水中回收铜后,避免了金属铜的无效消耗,不仅降低了电镀成本,还减少了电镀污泥对环境的二次污染,取得了良好的经济效益和社会效益。
电镀是一个污染严重的行业。在我国,电镀废水的处理工艺和技术相对落后。因此,积极研究电镀废水中有色金属的回收方法,对于建立经济环保的电镀模式,维护电镀行业的可持续发展具有重要意义。
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