Kobrea berreskuratzeko metodoari buruzko ikerketa zianuroa kobrea estalitako hondakin-uretan

1. Sarrera

Ingurumena errespetatzen duen eta baliabideak aurrezten dituen galvanizazio-modu bat ezartzea da gaur egun galvanizazio-industriaren garapen jasangarrirako bi gai nagusiak. Munduan burdinazkoak ez diren metalen baliabideen eskasiaren eta metalezko galvanizazio-materialen kostuaren etengabeko igoeraren testuinguruan, baliabideak aurrezteko galvanizazio-teknologiaren adopzioak arreta handia erakarri du. Txinako galvanizazio-enpresek garapen-historia nahiko laburra dute. Garapenaren hasierako fasean, funtsen eskasia eta teknologia atzeratua zegoen. Elektrolizazio-lantegi txiki gehienek ez dute kontzientziarik metalezko materialak galvanizazio-hondakin-uretan berreskuratzeaz, are gutxiago berreskuratze-metodoei buruzko ikerketaz. Zianurozko kobrezko galvanizazio-hondakin-uretan eta kobrezko aleaziozko galvanizazio-hondakinetan, zianuroa hautsi ondoren kobre dibalenteak sortzen dituen prezipitatuak partikula finak dira, eta horrek prezipitazio eta bereizketa zailak eta kostu handiak eragiten ditu. Hori dela eta, premiazkoa da berreskuratze-prozesu berriak aztertzea.

2. Metodoaren printzipioak

2.1 Zianuro Kobrea eta Kobre Aleazioko Hondakin-uren tratamendua

Sodio hipokloritoa erabiliz zianuroa hausteko prozesu tradizionalean, zianuroa duen hondakin-uraren pHa 11-12ra egokitu behar da, normalean sodio hidroxidoa gehituz. Zianuroa hausteko prozesuan, zianuroa karbono dioxido eta nitrogeno bihurtzen da, eta kobre ioi monobalenteak kobre ioi dibalenteetan oxidatzen dira, eta ondoren hondakin-uretan esekita dauden kobre karbonato basikoko partikula finak sortzen dituzte. Sedimentazio naturalak egun oso bat baino gehiago irauten du eta oraindik ezin da prezipitazio osoa lortu. Koagulatzaile laguntzaile eta flokulatzaile kantitate handia behar da prezipitazio eta bereizketa osoa lortzeko. Iraganean, kobrea berreskuratzen ez zenean, zianuroa hausteko hondakin-urak azidoa duen hondakin-ur integralean nahasten ziren, eta hauek karearen metodoaren bidez tratatzen ziren. Kobre karbonato basikoa hondakin-ur integraleko prezipitatuetan xurgatzen zen eta azkenean prezipitatu eta bereizi egiten zen.

Zianuroa hausteko prozesu berria pH-a doitzeko karea gehitzea da. Zianuroa haustean sortzen den karbono dioxidoak kaltzio oxidoarekin erreakzionatzen du kaltzio karbonatoa sortzeko. Aldi berean, oinarrizko kobre karbonatoa kaltzio karbonatoarekin batera prezipitatzen da, partikula hauspeatu handiak sortzeko.

2.2 Kobrea duten beste hondakin-uren tratamendua

Kobre distiratsu azidoko kobre-ioi dibalenteek karearekin erreakzionatzen dute kobre hidroxidoa sortzeko, eta azido sulfurikoak karearekin erreakzionatzen du kaltzio sulfatoa eta ura sortzeko. Kobre pirofosfatozko hondakin-uretan, pirofosfato erradikala eta kobre ioiak konplexu baten moduan daude. Karearekin tratatzen denean, pirofosfato erradikalak kaltzio oxidoarekin erreakzionatzen du kaltzio pirofosfato hauspeatua sortzeko, eta kobre ioiek kaltzio oxidoarekin erreakzionatzen dute kobre hidroxidoa sortzeko.

3. Berreskurapen prozesua

3.1 Kobrea duten hondakin-uren osaera

Kobrea duten hondakin-urak hainbat motatakoak dira, hala nola zianurozko kobre-plakak, kobre-zink aleazioak, kobre-eztainu aleazioak, azidozko kobre-plakak distiratsuak eta kobre pirofosfato-plakak. Zianurozko kobre-plakak, kobre-zink aleazioak eta kobre-eztainu aleazioko hondakin-urak zianuroa duen hondakin-uren doikuntza-tangetara isurtzen dira, eta azidozko kobre-plakak distiratsuak eta kobre pirofosfato-plakak kobrea duen hondakin-uren doikuntza-tangetara isurtzen dira. Zianurozko kobre-plakak eta kobre aleazioko hondakin-urak konplexu-agenteak dituzte, hala nola sodio zianuroa , potasio sodio tartratoa eta amonio tiozianatoa, eta horiek konplexuak eratzen dituzte kobre ioiekin. Kobre pirofosfato-plakak eragindako hondakin-urak kobre pirofosfato konplexuak dituzte. Zianurozko kobre-plakak eta kobre aleazioko hondakin-urak kobrea duten hondakin-uren % 90 inguru dira, eta azidozko kobre-plakak distiratsuak eta kobre pirofosfato-plakak % 10 inguru.

3.2 Kobre-konplexuen oxidazio-prozesua

Kobrea berreskuratu baino lehen, beharrezkoa da electroplatingeko hondakin-uretako kobre-konplexuak hautsi eta Cu⁺ ioiak Cu²⁺ ioi bihurtzea. Sodio hipoklorito-disoluzioaren eta hidrogeno peroxidoaren konbinazio-metodo bat erabiltzen da zianuroa eta konplexatzaileak, esate baterako, potasio sodio tartratoa. Zianuroa hausteko hiru tanke daude. Zianuroa duten hondakin-urak eta kobrea duten hondakin-urak lehen faseko zianuroa hausteko deposituan ponpatzen dira. Kare-esnea gehitzen da pH-a 11 - 12ra doitzeko eta kare-esnearen gehikuntza pH-a kontrolatzeko sistemaren bidez doitzen da. Aldi berean, sodio hipoklorito disoluzioa gehitzen da zianuroa hausteko. Hidrogeno peroxidoa bigarren faseko zianuroa hausteko deposituari gehitzen zaio zianuroa apurtzen jarraitzeko eta oxidazio konplexuko agenteak, hala nola potasio sodio tartratoa. Erreakzio-abiadura motela dela eta, hirugarren faseko zianuroa hausteko depositua gehitzen da. Hirugarren faseko zianuroa hausteko deposituan, zianuroa eta agente konplexutzaileak, hala nola potasio sodio tartratoa, kentzea egiaztatzen da analisi kimikoen datuen eta esperientziaren arabera. Oxidazio-erreakzioa amaitzean, hondakin-uren Cu⁺ guztiz Cu²⁺ bihurtzen da, eta oinarrizko kobre karbonatoa eta kobre hidroxidoaren hauspeakada sortzen dira. Prozesu horretan, kobre-pirofosfatozko hondakin-urak karearekin erreakzionatu ondoren, kobreak eta pirofosfato erradikalak osatutako konplexua hautsi egiten da eta kobre hidroxidoa sortzen da. Analisiaren datuek erakusten dute prozesu honek hondakin-urak isurketa-arauak bete ditzakeela. pH-a doitzeko karea gehitzeak eta kobre ioiak hauspeatzeko tratamenduaren kostua murrizten du, eta kareak ere koagulatzaileen laguntza du eta pirofosfato erradikala guztiz hauspeatzen du.

3.3 Kobrea berreskuratzea

Goiko prozesuan, electroplating hondakin-uren kobre ioiak oinarrizko kobre karbonato hauspeaketan bihurtzen dira. Gehitutako kare-kopurua handia bada, kobre-ioiak ere kobre hidroxido hauspeatu bihur daitezke. Pirofosfato erradikala hauspeatzeko karea behar denez kobrea pirofosfatozko hondakin-uretan, gehitutako kare kopurua ezin da txikiegia izan. Karearen kostua oso baxua da, eta tratamendu-prozesuan zehar gehiegizko egoki batean gehi daiteke.

Zianuroa duten eta kobrea duten hondakin-urak hiru etapatako zianuroa hausteko deposituetan tratatu ondoren, flokulazio-tangara isurtzen dira. Sodio pirosulfitoa flokulazio deposituari gehitzen zaio gehiegizko hidrogeno peroxidoa murrizteko, eta poliakrilamida malutatzailea gehitzen da prezipitatutako partikulak handiagoak izan daitezen. Sodio pirosulfitoa flokulazio deposituari gehitzen ez bazaio, hondar hidrogeno peroxidoa zianuroa hautsi ondoren deskonposatzen da oxigenoa ekoizteko, hauspeakinen partikulen gainazalean xurgatzen dena eta hauspeakinak flotatzea eragiten du. Gehitutako sodio pirosulfitoaren kantitatea hauspeakinak flotatzen ez daitezen izan behar du, eta gehiegizko egoki bat onar daiteke.

Flokulazio-tangatik igaro ondoren, hondakin-urak hodi inklinatuko sedimentazio-tangara isurtzen dira. Prezipitatuak uretatik bereizi ondoren, sedimentazioa loditzeko deposituan sartzen dira, eta ondoren iragazki-prentsa baten bidez iragazten dira. Iragazki-opila berreskuratzen da, eta iragazkia doikuntza-tangara itzultzen da. Berreskuratutako kobrea duen iragazkia enpresa profesional batek erosten du eta fabrikatzaile profesional bati bidaltzen zaio kobre sulfatoa ekoizteko edo kobre elektrolitikoa ekoizteko ere erabil daiteke.

4. Abantailak

Kobrea duten hondakin-urak lau galvanizazio-tailerretan sortzen dira. Analisiaren eta jarraipen-datuen arabera, zianurozko kobrezko estaldura-hondakin-uren batez besteko kobre-kontzentrazioa 345 mg/L da, hau da, hondakin-uren tona bakoitzak 0.345 kg kobre ditu. Hilean zianurozko kobrezko estaldura-hondakin-uren kopuru osoa 4600 tona ingurukoa da, eta horrek 1587 kg kobre ditu. Beste kobrezko hondakin-ur batzuetako kobrearekin batera, 1700 kg kobre inguru berreskura daitezke hilean. Konpainiaren hileko diru-sarrerak kobrea duten lohiak saltzetik 30.000 - 40.000 RMB dira. Konpainiak galvanizazio-hondakin-uren kobrea berreskuratzeak kobre metalikoaren kontsumo eraginkorra saihesten du, ez bakarrik galvanizazio-kostua murrizten baitu, baita galvanizazio-lohiak ingurumenean sortzen duen bigarren mailako kutsadura ere, onura ekonomiko eta sozial onak lortuz.

5. Ondorioa

Galvanizazioaren industria oso kutsagarria den industria da. Txinako hondakin-uren electroplating-eko tratamendu-prozesuak eta teknologiak nahiko atzeratuta dauden egungo egoeran, metal ez-ferritsuak hondakin-uren galvanizazioan aktiboki aztertzeak garrantzi handia du baliabideak aurrezteko eta ingurumena errespetatzen duen galvanizazio-modu bat ezartzeko eta galvanizazioaren industriaren garapen iraunkorra mantentzeko. Lan honetan aztertutako kobrea karearen bidez kobrea berreskuratzeko zianurozko kobre xaflaketa eta kobrea duten beste hondakin-ur batzuk tratatzeko metodoak emaitza onak erakutsi ditu aplikazio praktikoetan, eta bideragarri modu bat eman du galvanoplastagintzaren industriaren garapen berderako.