Vario atgavimo cianido vario dengimo nuotekose metodo tyrimas

1. Įvadas

Aplinkai nekenksmingo ir išteklius taupančio galvanizavimo režimo sukūrimas šiuo metu yra dvi pagrindinės tvaraus galvanizavimo pramonės vystymosi temos. Pasaulyje trūkstant spalvotųjų metalų išteklių ir nuolat didėjant galvanizavimo medžiagų kainai, daug dėmesio sulaukė išteklių taupančios galvanizavimo technologijos pritaikymas. Kinijos galvanizavimo įmonės turi palyginti trumpą vystymosi istoriją. Pradiniame kūrimo etape trūko lėšų ir atsilikusių technologijų. Daugumoje mažų galvanizavimo gamyklų trūksta informacijos apie metalinių medžiagų regeneravimą galvanizavimo nuotekose, jau nekalbant apie regeneravimo metodų tyrimus. Už Cianidas vario dengimo ir vario lydinio galvanizavimo nuotekos, dvivalenčio vario nuosėdos, susidarančios po cianido suskaidymo, yra smulkios dalelės, todėl sunku nusodinti ir atskirti, o išlaidos yra didelės. Todėl būtina skubiai ištirti naujus atkūrimo procesus.

2. Metodo principai

2.1 Vario dengimo cianidu ir vario lydinio nuotekų valymas

Tradiciniame cianido skaldymo procese, naudojant natrio hipochloritą, cianido turinčių nuotekų pH reikia sureguliuoti iki 11 - 12. dažniausiai pridedant natrio hidroksido. Cianido skaldymo metu cianidas paverčiamas anglies dioksidu ir azotu, o vienavalenčiai vario jonai oksiduojami į dvivalečius vario jonus, kurie vėliau sudaro smulkias bazinio vario karbonato daleles, suspenduotas nuotekose. Natūrali sedimentacija trunka ilgiau nei visą dieną ir vis tiek negali pasiekti visiškų kritulių. Norint visiškai nusodinti ir atskirti, reikalingas didelis kiekis koaguliantų ir flokulianto. Anksčiau, kai varis nebuvo išgaunamas, nuotekos po cianido skaldymo buvo maišomos į kompleksines rūgščių turinčias nuotekas, kurios buvo valomos kalkių metodu. Bazinis vario karbonatas buvo adsorbuotas ant nuosėdų visapusiškose nuotekose ir galiausiai nusodintas ir atskirtas.

Naujasis cianido skaldymo procesas yra pridėti kalkių, kad sureguliuotų pH. Anglies dioksidas, susidarantis skaidant cianidą, reaguoja su kalcio oksidu ir susidaro kalcio karbonatas. Tuo pačiu metu bazinis vario karbonatas nusėda kartu su kalcio karbonatu, kad susidarytų didelės dalelių nuosėdos.

2.2 Kitų vario turinčių nuotekų valymas

Dvivalenčiai vario jonai rūgščiose šviesiojo vario dengimo nuotekose reaguoja su kalkėmis ir susidaro vario hidroksidas, o sieros rūgštis reaguoja su kalkėmis, kad susidarytų kalcio sulfatas ir vanduo. Vario pirofosfato dengimo nuotekose pirofosfato radikalas ir vario jonai egzistuoja komplekso pavidalu. Apdorojamas kalkėmis, pirofosfato radikalas reaguoja su kalcio oksidu ir susidaro kalcio pirofosfato nuosėdos, o vario jonai reaguoja su kalcio oksidu ir susidaro vario hidroksidas.

3. Atkūrimo procesas

3.1 Vario turinčių nuotekų sudėtis

Vario turinčios nuotekos apima keletą tipų, pvz., cianido vario dengimo, vario ir cinko lydinio, vario ir alavo lydinio, rūgštinio šviesaus vario dengimo ir vario pirofosfato dengimo nuotekas. Cianidinio vario dengimo, vario-cinko lydinio ir vario ir alavo lydinio nuotekos patenka į cianido turintį nuotekų reguliavimo rezervuarą, o rūgštinės ryškaus vario dengimo ir vario pirofosfato dengimo nuotekos patenka į vario turinčių nuotekų reguliavimo baką. Cianidinio vario dengimo ir vario lydinio nuotekose yra kompleksą sudarončių medžiagų, tokių kaip Natrio cianidas, kalio natrio tartratas ir amonio tiocianatas, kurie sudaro kompleksus su vario jonais. Vario pirofosfato dengimo nuotekose yra vario pirofosfato kompleksų. Cianidinio vario ir vario lydinio nuotekos sudaro apie 90 % visų vario turinčių nuotekų, o rūgštinio vario dengimo ir vario pirofosfato dengimo nuotekos sudaro apie 10 %.

3.2 Vario kompleksų oksidacijos procesas

Prieš išgaunant varį, galvanizavimo nuotekose reikia suskaidyti vario kompleksus ir oksiduoti Cu⁺ jonus į Cu²⁺ jonus. Natrio hipochlorito tirpalo ir vandenilio peroksido derinys naudojamas cianidui ir kompleksą sudarončioms medžiagoms, pvz., kalio natrio tartratui, skaldyti. Yra trys cianidą skaldantys rezervuarai. Cianido turinčios nuotekos ir vario turinčios nuotekos pumpuojamos į pirmos pakopos cianido skaldymo rezervuarą. Kad pH sureguliuotų iki 11 - 12, pilamas kalkių pienas, o įpilamas kalkių pieno kiekis reguliuojamas pH kontrolės sistema. Tuo pačiu metu pridedamas natrio hipochlorito tirpalas, kad suskaidytų cianidą. Vandenilio peroksidas įpilamas į antrojo etapo cianido skaldymo baką, kad būtų toliau skaidomas cianidas ir oksiduojančios kompleksinės medžiagos, tokios kaip kalio natrio tartratas. Dėl lėto reakcijos greičio pridedamas trečios pakopos cianido skaldymo bakas. Trečios pakopos cianido skaldymo rezervuare, remiantis cheminės analizės duomenimis ir patirtimi, tikrinamas cianido ir kompleksuojančių medžiagų, tokių kaip kalio natrio tartratas, pašalinimas. Pasibaigus oksidacijos reakcijai, Cu⁺ nuotekose visiškai virsta Cu²⁺, susidaro bazinės vario karbonato ir vario hidroksido nuosėdos. Šio proceso metu vario pirofosfato dengimo nuotekoms reaguojant su kalkėmis, suskaidomas vario ir pirofosfato radikalo suformuotas kompleksas ir susidaro vario hidroksidas. Analizės duomenys rodo, kad dėl šio proceso nuotekos gali atitikti išleidimo standartus. Kalkių pridėjimas pH reguliavimui ir vario jonų nusodinimui sumažina gydymo išlaidas, o kalkės taip pat atlieka koaguliantų vaidmenį ir visiškai nusodina pirofosfato radikalą.

3.3 Vario atkūrimas

Pirmiau minėtame procese vario jonai galvanizavimo nuotekose paverčiami bazinėmis vario karbonato nuosėdomis. Jei pridedamas didelis kalkių kiekis, vario jonai taip pat gali virsti vario hidroksido nuosėdomis. Kadangi pirofosfato radikalui nusodinti vario pirofosfato dengimo nuotekose reikalingos kalkės, įpilamas kalkių kiekis negali būti per mažas. Kalkių kaina yra labai maža, o apdorojimo metu jų galima įpilti atitinkamu pertekliumi.

Trijų pakopų cianido skaldymo rezervuaruose išvalius cianido ir vario turinčias nuotekas, jos suteka į flokuliacinį rezervuarą. Į flokuliavimo baką įpilama natrio pirosulfito, kad sumažintų vandenilio peroksido perteklių, o poliakrilamido flokulianto, kad nuosėdų dalelės padidėtų. Jei natrio pirosulfitas neįpilamas į flokuliavimo baką, likęs vandenilio peroksidas po cianido suskaidymo suyra ir susidaro deguonis, kuris adsorbuojamas nuosėdų dalelių paviršiuje ir sukelia nuosėdų plūdimą. Įpilamas natrio pirosulfito kiekis turi būti toks, kad nuosėdos neplūduriuotų, o tinkamas perteklius yra priimtinas.

Pratekėjusios per flokuliacijos rezervuarą, nuotekos patenka į pasvirusio vamzdžio nusodinimo baką. Atskyrus nuosėdas nuo vandens, jos patenka į nuosėdų tirštinimo rezervuarą, o po to filtruojamos filtravimo presu. Filtro paplotėlis surenkamas, o filtratas suteka atgal į reguliavimo baką. Atgautą vario turintį filtravimo pyragą perka profesionali įmonė ir siunčia profesionaliam gamintojui vario sulfato gamybai arba taip pat gali būti naudojamas elektrolitiniam variui gaminti.

4. Privalumai

Vario turinčios nuotekos susidaro keturiuose galvanizavimo cechuose. Analizės ir stebėjimo duomenys rodo, kad vidutinė vario masės koncentracija Cianido vario dengimo nuotekos yra 345 mg/l, tai yra, kiekvienoje tonoje nuotekų yra 0.345 kg vario. Bendras cianido vario dengimo nuotekų kiekis per mėnesį yra apie 4600 t, kuriose yra 1587 kg vario. Kartu su kitose vario turinčiose nuotekose esančiu variu per mėnesį galima išgauti apie 1700 kg vario. Įmonės mėnesinės pajamos iš vario turinčio dumblo pardavimo yra 30.000 40.000–XNUMX XNUMX RMB. Bendrovė išgavusi varį iš galvanizavimo nuotekų leidžia išvengti neefektyvaus metalinio vario sunaudojimo, ne tik sumažinant galvanizavimo sąnaudas, bet ir sumažinant antrinę galvanizavimo dumblo taršą į aplinką, todėl gaunama gera ekonominė ir socialinė nauda.

5. Išvada

Galvaninio dengimo pramonė yra labai teršianti pramonė. Esant dabartinei situacijai, kai Kinijoje gana atsilikę nuotekų galvanizavimo procesai ir technologijos, aktyviai tirti spalvotųjų metalų regeneravimo būdus galvanizavimo nuotekose yra labai svarbu, norint sukurti išteklius tausojantį ir aplinką tausojantį galvanizavimo režimą bei palaikyti tvarią galvanizavimo pramonės plėtrą. Šiame darbe ištirtas cianido vario dengimo ir kitų vario turinčių nuotekų valymo metodas variui išgauti naudojant kalkes parodė gerus praktinio pritaikymo rezultatus, o tai yra įmanomas būdas ekologiškai galvanizavimo pramonei plėtoti.