साइनाइड कॉपर प्लेटिंग अपशिष्ट जल में कॉपर की पुनर्प्राप्ति विधि पर अनुसंधान

1. परिचय

पर्यावरण के अनुकूल और संसाधन-बचत इलेक्ट्रोप्लेटिंग मोड की स्थापना वर्तमान में इलेक्ट्रोप्लेटिंग उद्योग के सतत विकास के लिए दो प्रमुख विषय हैं। दुनिया में अलौह धातु संसाधनों की कमी और इलेक्ट्रोप्लेटिंग धातु सामग्री की लागत में निरंतर वृद्धि के संदर्भ में, संसाधन-बचत इलेक्ट्रोप्लेटिंग तकनीक को अपनाने ने बहुत ध्यान आकर्षित किया है। चीनी इलेक्ट्रोप्लेटिंग उद्यमों का विकास इतिहास अपेक्षाकृत छोटा है। विकास के प्रारंभिक चरण में, धन की कमी और पिछड़ी तकनीक थी। अधिकांश छोटे इलेक्ट्रोप्लेटिंग कारखानों में इलेक्ट्रोप्लेटिंग अपशिष्ट जल में धातु सामग्री की वसूली के बारे में जागरूकता की कमी है, वसूली के तरीकों पर शोध की तो बात ही छोड़ दें। साइनाइड कॉपर प्लेटिंग और कॉपर मिश्र धातु इलेक्ट्रोप्लेटिंग अपशिष्ट जल, साइनाइड टूटने के बाद द्विसंयोजक तांबे द्वारा गठित अवक्षेप ठीक कण होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कठिन अवक्षेपण और पृथक्करण और उच्च लागत होती है। इसलिए, नई पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाओं का अध्ययन करना अत्यावश्यक है।

2. विधि सिद्धांत

2.1 साइनाइड कॉपर प्लेटिंग और कॉपर मिश्र धातु अपशिष्ट जल का उपचार

सोडियम हाइपोक्लोराइट का उपयोग करके साइनाइड को विघटित करने की पारंपरिक प्रक्रिया में, साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल के pH को 11-12 तक समायोजित करना आवश्यक होता है, आमतौर पर सोडियम हाइड्रोक्साइड मिलाकर। साइनाइड विघटन प्रक्रिया के दौरान, साइनाइड को परिवर्तित किया जाता है। कार्बन कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन, तथा एकसंयोजक तांबे के आयनों को द्विसंयोजक तांबे के आयनों में ऑक्सीकृत किया जाता है, जो फिर अपशिष्ट जल में निलंबित क्षारीय तांबा कार्बोनेट के महीन कण बनाते हैं। प्राकृतिक अवसादन में पूरे दिन से अधिक समय लगता है और फिर भी पूर्ण अवक्षेपण प्राप्त नहीं हो पाता। पूर्ण अवक्षेपण और पृथक्करण के लिए बड़ी मात्रा में संक्षारण सहायक और प्रवाहकीय पदार्थ की आवश्यकता होती है। अतीत में, जब तांबा प्राप्त नहीं किया जा सकता था, तो साइनाइड विखंडन के बाद अपशिष्ट जल को व्यापक अम्ल युक्त अपशिष्ट जल में मिलाया जाता था, जिसका उपचार चूने की विधि से किया जाता था। क्षारीय तांबा कार्बोनेट व्यापक अपशिष्ट जल में अवक्षेपों पर अधिशोषित हो जाता था और अंततः अवक्षेपित होकर पृथक हो जाता था।

साइनाइड तोड़ने की नई प्रक्रिया में pH को समायोजित करने के लिए चूना मिलाया जाता है। साइनाइड तोड़ने के दौरान उत्पन्न कार्बन डाइऑक्साइड कैल्शियम ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करके कैल्शियम कार्बोनेट बनाता है। इसी समय, बेसिक कॉपर कार्बोनेट कैल्शियम कार्बोनेट के साथ सह-अवक्षेपित होकर बड़े कण अवक्षेप बनाता है।

2.2 अन्य तांबा-युक्त अपशिष्ट जल का उपचार

अम्लीय चमकीले कॉपर प्लेटिंग अपशिष्ट जल में द्विसंयोजी कॉपर आयन चूने के साथ प्रतिक्रिया करके कॉपर हाइड्रॉक्साइड बनाते हैं, और सल्फ्यूरिक एसिड चूने के साथ प्रतिक्रिया करके कैल्शियम सल्फेट और पानी बनाता है। कॉपर पाइरोफॉस्फेट प्लेटिंग अपशिष्ट जल में, पाइरोफॉस्फेट रेडिकल और कॉपर आयन एक कॉम्प्लेक्स के रूप में मौजूद होते हैं। चूने के साथ उपचारित होने पर, पाइरोफॉस्फेट रेडिकल कैल्शियम ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करके कैल्शियम पाइरोफॉस्फेट अवक्षेप बनाता है, और कॉपर आयन कैल्शियम ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करके कॉपर हाइड्रॉक्साइड बनाते हैं।

3. पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया

3.1 तांबा युक्त अपशिष्ट जल की संरचना

कॉपर युक्त अपशिष्ट जल में कई प्रकार शामिल हैं जैसे साइनाइड कॉपर प्लेटिंग, कॉपर-जिंक मिश्र धातु, कॉपर-टिन मिश्र धातु, अम्लीय उज्ज्वल कॉपर प्लेटिंग और कॉपर पायरोफॉस्फेट प्लेटिंग अपशिष्ट जल। साइनाइड कॉपर प्लेटिंग, कॉपर-जिंक मिश्र धातु और कॉपर-टिन मिश्र धातु अपशिष्ट जल साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल समायोजन टैंक में प्रवाहित होते हैं, जबकि अम्लीय उज्ज्वल कॉपर प्लेटिंग और कॉपर पायरोफॉस्फेट प्लेटिंग अपशिष्ट जल कॉपर युक्त अपशिष्ट जल समायोजन टैंक में प्रवाहित होते हैं। साइनाइड कॉपर प्लेटिंग और कॉपर मिश्र धातु अपशिष्ट जल में जटिल एजेंट होते हैं जैसे सोडियम साइनाइड, पोटेशियम सोडियम टार्ट्रेट, और अमोनियम थायोसाइनेट, जो कॉपर आयनों के साथ कॉम्प्लेक्स बनाते हैं। कॉपर पाइरोफॉस्फेट प्लेटिंग अपशिष्ट जल में कॉपर पाइरोफॉस्फेट कॉम्प्लेक्स होते हैं। साइनाइड कॉपर प्लेटिंग और कॉपर मिश्र धातु अपशिष्ट जल कुल कॉपर युक्त अपशिष्ट जल का लगभग 90% है, जबकि अम्लीय उज्ज्वल कॉपर प्लेटिंग और कॉपर पाइरोफॉस्फेट प्लेटिंग अपशिष्ट जल लगभग 10% है।

3.2 कॉपर कॉम्प्लेक्स की ऑक्सीकरण प्रक्रिया

तांबे की रिकवरी से पहले, इलेक्ट्रोप्लेटिंग अपशिष्ट जल में तांबे के कॉम्प्लेक्स को तोड़ना और Cu⁺ आयनों को Cu11⁺ आयनों में ऑक्सीकृत करना आवश्यक है। साइनाइड और पोटेशियम सोडियम टार्ट्रेट जैसे कॉम्प्लेक्सिंग एजेंटों को तोड़ने के लिए सोडियम हाइपोक्लोराइट घोल और हाइड्रोजन पेरोक्साइड के संयोजन विधि का उपयोग किया जाता है। तीन साइनाइड-ब्रेकिंग टैंक हैं। साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल और तांबा युक्त अपशिष्ट जल को पहले चरण के साइनाइड-ब्रेकिंग टैंक में पंप किया जाता है। पीएच को 12 - XNUMX पर समायोजित करने के लिए चूने का दूध मिलाया जाता है और चूने के दूध की अतिरिक्त मात्रा को पीएच नियंत्रण प्रणाली द्वारा समायोजित किया जाता है। इसी समय, साइनाइड को तोड़ने के लिए सोडियम हाइपोक्लोराइट घोल मिलाया जाता है। तीसरे चरण के साइनाइड-ब्रेकिंग टैंक में, साइनाइड और पोटेशियम सोडियम टारट्रेट जैसे कॉम्प्लेक्सिंग एजेंटों को हटाने की जाँच रासायनिक विश्लेषण डेटा और अनुभव के अनुसार की जाती है। ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया के पूरा होने के साथ, अपशिष्ट जल में Cu⁺ पूरी तरह से Cu²⁺ में परिवर्तित हो जाता है, और बुनियादी कॉपर कार्बोनेट और कॉपर हाइड्रॉक्साइड अवक्षेप बनते हैं। इस प्रक्रिया के दौरान, कॉपर पाइरोफॉस्फेट चढ़ाना अपशिष्ट जल चूने के साथ प्रतिक्रिया करने के बाद, कॉपर और पाइरोफॉस्फेट रेडिकल द्वारा गठित कॉम्प्लेक्स टूट जाता है, और कॉपर हाइड्रॉक्साइड बनता है। विश्लेषण डेटा से पता चलता है कि यह प्रक्रिया अपशिष्ट जल को निर्वहन मानकों को पूरा कर सकती है। पीएच को समायोजित करने और तांबे के आयनों को अवक्षेपित करने के लिए चूना जोड़ने से उपचार लागत कम हो जाती है, और चूना एक कोगुलेंट सहायता की भूमिका भी निभाता है और पाइरोफॉस्फेट रेडिकल को पूरी तरह से अवक्षेपित करता है।

3.3 तांबा पुनर्प्राप्ति

उपरोक्त प्रक्रिया में, इलेक्ट्रोप्लेटिंग अपशिष्ट जल में कॉपर आयनों को मूल कॉपर कार्बोनेट अवक्षेप में परिवर्तित किया जाता है। यदि चूने की मात्रा बड़ी है, तो कॉपर आयनों को कॉपर हाइड्रॉक्साइड अवक्षेप में भी परिवर्तित किया जा सकता है। चूँकि कॉपर पाइरोफॉस्फेट प्लेटिंग अपशिष्ट जल में पाइरोफॉस्फेट रेडिकल को अवक्षेपित करने के लिए चूने की आवश्यकता होती है, इसलिए चूने की मात्रा बहुत कम नहीं हो सकती। चूने की लागत बहुत कम है, और इसे उपचार प्रक्रिया के दौरान उचित मात्रा में जोड़ा जा सकता है।

साइनाइड युक्त और तांबा युक्त अपशिष्ट जल को तीन-चरण साइनाइड-ब्रेकिंग टैंक में उपचारित करने के बाद, वे फ्लोक्यूलेशन टैंक में प्रवाहित होते हैं। अतिरिक्त हाइड्रोजन पेरोक्साइड को कम करने के लिए फ्लोक्यूलेशन टैंक में सोडियम पायरोसल्फाइट मिलाया जाता है, और अवक्षेप कणों को बड़ा करने के लिए पॉलीएक्रिलामाइड फ्लोक्यूलेंट मिलाया जाता है। यदि फ्लोक्यूलेशन टैंक में सोडियम पायरोसल्फाइट नहीं मिलाया जाता है, तो साइनाइड टूटने के बाद अवशिष्ट हाइड्रोजन पेरोक्साइड विघटित होकर ऑक्सीजन का उत्पादन करता है, जो अवक्षेप कणों की सतह पर सोख लिया जाता है और अवक्षेप को तैरने का कारण बनता है। सोडियम पायरोसल्फाइट की मात्रा ऐसी होनी चाहिए कि अवक्षेप तैरें नहीं, और एक उचित अतिरिक्त मात्रा स्वीकार्य है।

फ्लोक्यूलेशन टैंक से गुजरने के बाद, अपशिष्ट जल झुकी हुई ट्यूब अवसादन टैंक में बहता है। अवक्षेप को पानी से अलग करने के बाद, वे अवसादन गाढ़ा करने वाले टैंक में प्रवेश करते हैं, और फिर एक फिल्टर प्रेस द्वारा फ़िल्टर किए जाते हैं। फ़िल्टर केक को पुनर्प्राप्त किया जाता है, और छानना समायोजन टैंक में वापस बहता है। बरामद तांबे युक्त फिल्टर केक को एक पेशेवर कंपनी द्वारा खरीदा जाता है और तांबे सल्फेट का उत्पादन करने के लिए एक पेशेवर निर्माता को भेजा जाता है या इसका उपयोग इलेक्ट्रोलाइटिक तांबे का उत्पादन करने के लिए भी किया जा सकता है।

4। लाभ

चार इलेक्ट्रोप्लेटिंग कार्यशालाओं में तांबा युक्त अपशिष्ट जल उत्पन्न होता है। विश्लेषण और निगरानी डेटा से पता चलता है कि तांबे की औसत द्रव्यमान सांद्रता साइनाइड कॉपर प्लेटिंग अपशिष्ट जल 345mg/L है, अर्थात प्रत्येक टन अपशिष्ट जल में 0.345kg तांबा होता है। प्रति माह साइनाइड कॉपर प्लेटिंग अपशिष्ट जल की कुल मात्रा लगभग 4600t है, जिसमें 1587kg तांबा होता है। अन्य तांबा युक्त अपशिष्ट जल में तांबे के साथ, प्रति माह लगभग 1700kg तांबा पुनर्प्राप्त किया जा सकता है। तांबा युक्त कीचड़ बेचने से कंपनी की मासिक आय RMB 30.000 - 40.000 है। इलेक्ट्रोप्लेटिंग अपशिष्ट जल से तांबे की कंपनी की वसूली धातु तांबे की अप्रभावी खपत से बचती है, न केवल इलेक्ट्रोप्लेटिंग लागत को कम करती है बल्कि पर्यावरण के लिए इलेक्ट्रोप्लेटिंग कीचड़ के माध्यमिक प्रदूषण को भी कम करती है, जिससे अच्छे आर्थिक और सामाजिक लाभ प्राप्त होते हैं।

5. निष्कर्ष

इलेक्ट्रोप्लेटिंग उद्योग एक अत्यधिक प्रदूषणकारी उद्योग है। वर्तमान स्थिति में जहां चीन में इलेक्ट्रोप्लेटिंग अपशिष्ट जल के लिए उपचार प्रक्रियाएं और प्रौद्योगिकियां अपेक्षाकृत पिछड़ी हुई हैं, इलेक्ट्रोप्लेटिंग अपशिष्ट जल में अलौह धातुओं की पुनर्प्राप्ति विधियों का सक्रिय रूप से अध्ययन करना संसाधन-बचत और पर्यावरण के अनुकूल इलेक्ट्रोप्लेटिंग मोड की स्थापना और इलेक्ट्रोप्लेटिंग उद्योग के सतत विकास को बनाए रखने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। इस पत्र में अध्ययन किए गए चूने का उपयोग करके तांबे को पुनर्प्राप्त करने के लिए साइनाइड कॉपर प्लेटिंग और अन्य तांबा युक्त अपशिष्ट जल के उपचार की विधि ने व्यावहारिक अनुप्रयोगों में अच्छे परिणाम दिखाए हैं, जो इलेक्ट्रोप्लेटिंग उद्योग के हरित विकास के लिए एक व्यवहार्य तरीका प्रदान करता है।