시안화구리도금폐수 중 구리 회수방법 연구

1. 소개

환경친화적이고 자원 절약적인 전기 도금 방식을 확립하는 것은 현재 전기 도금 산업의 지속 가능한 발전을 위한 두 가지 주요 과제입니다. 세계적인 비철금속 자원 고갈과 전기 도금 금속 재료 비용의 지속적인 상승이라는 맥락에서 자원 절약형 전기 도금 기술 도입에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 중국의 전기 도금 기업들은 비교적 짧은 발전 역사를 가지고 있으며, 초기에는 자금 부족과 낙후된 기술력이라는 문제에 직면했습니다. 대부분의 소규모 전기 도금 공장들은 전기 도금 폐수에서 금속 재료를 회수하는 것에 대한 인식이 부족할 뿐만 아니라, 회수 방법에 대한 연구조차 미흡한 실정입니다. 시안화 구리 도금 및 구리 합금 도금 폐수의 경우, 시안화 반응 후 생성되는 2가 구리 침전물은 미세 입자이기 때문에 침전 및 분리가 어렵고 비용이 많이 듭니다. 따라서 새로운 회수 공정에 대한 연구가 시급합니다.

2. 방법 원칙

2.1 시안화 구리 도금 및 구리 합금 폐수 처리

기존의 차아염소산나트륨을 이용한 시안화물 분해 공정에서는 시안화물을 함유한 폐수의 pH를 11~12로 조절해야 하는데, 일반적으로 수산화나트륨을 첨가합니다. 시안화물 분해 과정에서 시안화물은 이산화탄소와 질소로 전환되고 , 1가 구리 이온은 2가 구리 이온으로 산화되어 폐수 내에 미세한 염기성 탄산구리 입자가 부유하게 됩니다. 자연 침전으로는 하루 이상 소요되더라도 완전한 침전이 이루어지지 않으며, 완전한 침전 및 분리를 위해서는 다량의 응집 보조제와 응집제가 필요합니다. 과거에는 구리를 회수하지 못하는 경우, 시안화물 분해 후 폐수를 석회 처리법으로 처리한 복합 산성 폐수와 혼합했습니다. 이 경우, 복합 폐수 내의 침전물에 염기성 탄산구리가 흡착되어 최종적으로 침전 및 분리됩니다.

새로운 시안화물 분해 공정은 pH를 조절하기 위해 석회를 첨가하는 것입니다. 시안화물 분해 중에 생성된 이산화탄소는 산화칼슘과 반응하여 탄산칼슘을 형성합니다. 동시에 염기성 탄산구리는 탄산칼슘과 공침전되어 큰 입자 침전물을 형성합니다.

2.2 기타 구리 함유 폐수 처리

산성 광택 구리 도금 폐수에 있는 2가 구리 이온은 석회와 반응하여 수산화구리를 형성하고, 황산은 석회와 반응하여 황산칼슘과 물을 형성합니다. 구리 피로인산염 도금 폐수에서 피로인산염 라디칼과 구리 이온은 복합체 형태로 존재합니다. 석회로 처리하면 피로인산염 라디칼이 산화칼슘과 반응하여 피로인산칼슘 침전물을 형성하고, 구리 이온은 산화칼슘과 반응하여 수산화구리를 형성합니다.

3. 복구 프로세스

3.1 구리 함유 폐수의 구성

구리를 함유하는 폐수에는 시안화구리 도금, 구리-아연 합금, 구리-주석 합금, 산성 광택 구리 도금, 피로인산구리 도금 폐수 등 여러 종류가 있습니다. 시안화구리 도금, 구리-아연 합금, 구리-주석 합금 폐수는 시안화물 함유 폐수 조절조로 유입되고, 산성 광택 구리 도금 및 피로인산구리 도금 폐수는 구리 함유 폐수 조절조로 유입됩니다. 시안화구리 도금 및 구리 합금 폐수에는 시안화나트륨 , 주석산칼륨나트륨, 티오시안산암모늄과 같은 착화제가 포함되어 있으며, 이들은 구리 이온과 착물을 형성합니다. 피로인산구리 도금 폐수에는 피로인산구리 착물이 포함되어 있습니다. 시안화구리 도금 및 구리 합금 폐수는 전체 구리 함유 폐수의 약 90%를 차지하고, 산성 광택 구리 도금 및 피로인산구리 도금 폐수는 약 10%를 차지합니다.

3.2 구리 착물의 산화 공정

구리 회수 전에 전기 도금 폐수에서 구리 착물을 분해하고 Cu⁺ 이온을 Cu²⁺ 이온으로 산화해야 합니다. 차아염소산나트륨 용액과 과산화수소의 조합 방법을 사용하여 시안화물과 타르트르산칼륨나트륨과 같은 착화제를 분해합니다. 시안화물 분해 탱크는 11개가 있습니다. 시안화물이 포함된 폐수와 구리가 포함된 폐수는 12단계 시안화물 분해 탱크로 펌핑합니다. 석회유를 첨가하여 pH를 XNUMX~XNUMX로 조정하고 석회유의 첨가량은 pH 제어 시스템에 의해 조정합니다. 동시에 차아염소산나트륨 용액을 첨가하여 시안화물을 분해합니다. 과산화수소를 XNUMX단계 시안화물 분해 탱크에 첨가하여 시안화물과 타르트르산칼륨나트륨과 같은 산화 착화제를 계속 분해합니다. 반응 속도가 느리기 때문에 XNUMX단계 시안화물 분해 탱크를 추가합니다. XNUMX단계 시안화물 분해 탱크에서 시안화물과 타르타르산 칼륨나트륨과 같은 착화제의 제거는 화학 분석 데이터와 경험에 따라 확인됩니다. 산화 반응이 완료되면 폐수 속의 Cu⁺가 Cu²⁺로 완전히 전환되고 염기성 구리 탄산염과 구리 수산화물 침전물이 형성됩니다. 이 과정에서 구리 피로인산염 도금 폐수가 석회와 반응한 후 구리와 피로인산염 라디칼이 형성한 착물이 분해되고 수산화구리가 형성됩니다. 분석 데이터에 따르면 이 공정을 통해 폐수가 방류 기준을 충족할 수 있습니다. 석회를 첨가하여 pH를 조절하고 구리 이온을 침전시키면 처리 비용이 절감되고 석회는 응고제 보조제 역할도 하며 피로인산염 라디칼을 완전히 침전시킵니다.

3.3 구리 회수

상기 공정에서 전기 도금 폐수 중의 구리 이온은 염기성 구리 탄산염 침전물로 전환된다. 석회 첨가량이 많으면 구리 이온도 수산화구리 침전물로 전환될 수 있다. 석회는 구리 피로인산염 도금 폐수 중의 피로인산염 라디칼을 침전시키는 데 필요하므로, 석회 첨가량은 너무 적을 수 없다. 석회 비용은 매우 낮으며, 처리 공정 중에 적절한 과량으로 첨가할 수 있다.

시안화물 함유 및 구리 함유 폐수는 3단계 시안화물 분해 탱크에서 처리한 후 응집 탱크로 유입됩니다. 응집 탱크에 피로아황산나트륨을 첨가하여 과잉 과산화수소를 감소시키고, 폴리아크릴아미드 응집제를 첨가하여 침전 입자를 더 크게 만듭니다. 응집 탱크에 피로아황산나트륨을 첨가하지 않으면 시안화물 분해 후 잔류 과산화수소가 분해되어 산소를 생성하고, 이는 침전 입자 표면에 흡착되어 침전물이 떠오릅니다. 첨가하는 피로아황산나트륨의 양은 침전물이 떠오를 수 없는 양이어야 하며, 적절한 과량이 허용됩니다.

응집조를 통과한 폐수는 경사관 침전조로 흘러 들어간다. 침전물이 물과 분리된 후 침전 농축조로 들어간 다음 필터 프레스로 여과된다. 필터 케이크는 회수되고 여과액은 조정조로 다시 흘러 들어간다. 회수된 구리 함유 필터 케이크는 전문 회사에서 구매하여 전문 제조업체로 보내 황산구리를 생산하거나 전기 분해 구리를 생산하는 데 사용할 수도 있다.

4. 은혜

네 곳의 도금 공장에서 구리 함유 폐수가 발생합니다. 분석 및 모니터링 데이터에 따르면 시안화구리 도금 폐수 의 평균 구리 농도는 345mg/L이며, 이는 폐수 1톤당 0.345kg의 구리가 함유되어 있음을 의미합니다. 월평균 시안화구리 도금 폐수 발생량은 약 4600톤이며, 이 중 1587kg이 구리입니다. 다른 구리 함유 폐수에 포함된 구리까지 합하면 월평균 약 1700kg의 구리를 회수할 수 있습니다. 회사는 구리 함유 슬러지 판매를 통해 월 3만~4만 위안의 수익을 올리고 있습니다. 도금 폐수에서 구리를 회수함으로써 금속 구리의 비효율적인 소비를 방지하고, 도금 비용을 절감할 뿐만 아니라 도금 슬러지의 2차 환경 오염을 줄여 경제적, 사회적 이익을 극대화할 수 있습니다.

5. 결론

전기 도금 산업은 오염이 심한 산업입니다. 중국의 전기 도금 폐수 처리 공정 및 기술이 상대적으로 뒤떨어진 현재 상황에서 전기 도금 폐수에서 비철 금속의 회수 방법을 적극적으로 연구하는 것은 자원 절약적이고 환경 친화적인 전기 도금 모드를 구축하고 전기 도금 산업의 지속 가능한 발전을 유지하는 데 큰 의의가 있습니다. 이 논문에서 연구한 석회를 사용하여 시안화 구리 도금 및 기타 구리 함유 폐수를 처리하여 구리를 회수하는 방법은 실제 응용 분야에서 좋은 결과를 보여 전기 도금 산업의 녹색 발전을 위한 실행 가능한 방법을 제공했습니다.