Onderzoek naar de terugwinningsmethode van koper in afvalwater van cyanidekoperplating

1. Inleiding

Het opzetten van een milieuvriendelijke en hulpbronnenbesparende galvaniseermodus is momenteel de twee belangrijkste thema's voor de duurzame ontwikkeling van de galvaniseerindustrie. In de context van het tekort aan non-ferrometalen hulpbronnen in de wereld en de voortdurende stijging van de kosten van het galvaniseren van metalen materialen, heeft de adoptie van hulpbronnenbesparende galvaniseertechnologie veel aandacht getrokken. Chinese galvaniseerbedrijven hebben een relatief korte ontwikkelingsgeschiedenis. In de beginfase van de ontwikkeling was er een tekort aan fondsen en achterhaalde technologie. De meeste kleine galvaniseerfabrieken zijn zich niet bewust van het terugwinnen van metalen materialen in galvaniseerafvalwater, laat staan ​​onderzoek naar terugwinningsmethoden. Voor cyanide koperplating en koperlegering galvaniseren afvalwater, de neerslagen gevormd door tweewaardig koper na cyanide breuk zijn fijne deeltjes, resulterend in moeilijke neerslag en scheiding en hoge kosten. Daarom is het dringend noodzakelijk om nieuwe winningsprocessen te bestuderen.

2. Methodeprincipes

2.1 Behandeling van afvalwater van cyanidekoperplaten en koperlegeringen

Bij het traditionele cyanide-afbraakproces met natriumhypochloriet moet de pH van het cyanidehoudende afvalwater worden aangepast tot 11-12, meestal door toevoeging van natriumhydroxide. Tijdens het cyanide-afbraakproces wordt cyanide omgezet in Carbon Fibre Koolstofdioxide en stikstof, en monovalente koperionen worden geoxideerd tot divalente koperionen, die vervolgens fijne deeltjes basisch kopercarbonaat vormen die in het afvalwater zweven. Natuurlijke sedimentatie duurt meer dan een hele dag en leidt nog steeds niet tot volledige neerslag. Een grote hoeveelheid coagulatiemiddel en flocculant is nodig om volledige neerslag en scheiding te bereiken. Vroeger, toen koper niet werd teruggewonnen, werd het afvalwater na cyanideafbraak gemengd met het gecombineerde zure afvalwater, dat vervolgens met de kalkmethode werd behandeld. Het basische kopercarbonaat werd geadsorbeerd aan de neerslag in het gecombineerde afvalwater en uiteindelijk neergeslagen en afgescheiden.

Het nieuwe cyanide-breekproces is het toevoegen van kalk om de pH aan te passen. De koolstofdioxide die ontstaat tijdens het cyanide-breken reageert met calciumoxide om calciumcarbonaat te vormen. Tegelijkertijd slaat basisch kopercarbonaat samen met calciumcarbonaat neer om grote deeltjesprecipitaten te vormen.

2.2 Behandeling van ander koperhoudend afvalwater

De tweewaardige koperionen in het zure heldere koperplateringsafvalwater reageren met kalk om koperhydroxide te vormen, en zwavelzuur reageert met kalk om calciumsulfaat en water te vormen. In het koperpyrofosfaatplateringsafvalwater bestaan ​​het pyrofosfaatradicaal en koperionen in de vorm van een complex. Wanneer behandeld met kalk, reageert het pyrofosfaatradicaal met calciumoxide om calciumpyrofosfaatprecipitaat te vormen, en koperionen reageren met calciumoxide om koperhydroxide te vormen.

3. Herstelproces

3.1 Samenstelling van koperhoudend afvalwater

Koperhoudend afvalwater omvat verschillende soorten, zoals cyanide koperplating, koper-zinklegering, koper-tinlegering, zure heldere koperplating en koperpyrofosfaatplating afvalwater. Cyanide koperplating, koper-zinklegering en koper-tinlegering afvalwater stroomt in de cyanidehoudende afvalwateraanpassingstank, terwijl zure heldere koperplating en koperpyrofosfaatplating afvalwater in de koperhoudende afvalwateraanpassingstank stroomt. Cyanide koperplating en koperlegering afvalwater bevatten complexerende middelen zoals Natriumcyanide, kaliumnatriumtartraat en ammoniumthiocyanaat, die complexen vormen met koperionen. Koperpyrofosfaatplatingafvalwater bevat koperpyrofosfaatcomplexen. Cyanidekoperplating en koperlegeringsafvalwater vormen ongeveer 90% van het totale koperhoudende afvalwater, terwijl zuur helder koperplating en koperpyrofosfaatplatingafvalwater ongeveer 10% vormen.

3.2 Oxidatieproces van kopercomplexen

Voor koperwinning is het noodzakelijk om de kopercomplexen in het galvanische afvalwater te breken en Cu⁺-ionen te oxideren tot Cu²⁺-ionen. Een combinatiemethode van natriumhypochlorietoplossing en waterstofperoxide wordt gebruikt om cyanide en complexerende middelen zoals kaliumnatriumtartraat te breken. Er zijn drie cyanide-brekende tanks. Het cyanidehoudende afvalwater en koperhoudende afvalwater worden in de eerste fase cyanide-brekende tank gepompt. Kalkmelk wordt toegevoegd om de pH aan te passen tot 11 - 12. en de toegevoegde hoeveelheid kalkmelk wordt aangepast door het pH-regelsysteem. Tegelijkertijd wordt natriumhypochlorietoplossing toegevoegd om het cyanide te breken. Waterstofperoxide wordt toegevoegd aan de tweede fase cyanide-brekende tank om het cyanide te blijven breken en complexerende middelen zoals kaliumnatriumtartraat te oxideren. Vanwege de trage reactiesnelheid wordt een derde fase cyanide-brekende tank toegevoegd. In de derde fase van de cyanide-brekende tank wordt de verwijdering van cyanide en complexerende middelen zoals kaliumnatriumtartraat gecontroleerd op basis van chemische analysegegevens en ervaring. Met de voltooiing van de oxidatiereactie wordt de Cu⁺ in het afvalwater volledig omgezet in Cu²⁺ en worden basische kopercarbonaat- en koperhydroxideprecipitaten gevormd. Tijdens dit proces, nadat het koperpyrofosfaat-platingafvalwater reageert met kalk, wordt het complex gevormd door koper en pyrofosfaatradicaal afgebroken en wordt koperhydroxide gevormd. De analysegegevens tonen aan dat dit proces ervoor kan zorgen dat het afvalwater voldoet aan de lozingsnormen. Het toevoegen van kalk om de pH aan te passen en koperionen te laten neerslaan, verlaagt de behandelingskosten en kalk speelt ook de rol van een coagulatiehulpmiddel en slaat het pyrofosfaatradicaal volledig neer.

3.3 Koperwinning

In het bovenstaande proces worden de koperionen in het afvalwater van de galvanisering omgezet in basische kopercarbonaatprecipitaten. Als de hoeveelheid toegevoegde kalk groot is, kunnen de koperionen ook worden omgezet in koperhydroxideprecipitaten. Omdat kalk nodig is om het pyrofosfaatradicaal in het afvalwater van de koperpyrofosfaatplatering neer te slaan, kan de hoeveelheid toegevoegde kalk niet te klein zijn. De kosten van kalk zijn zeer laag en het kan in een passend overschot worden toegevoegd tijdens het behandelingsproces.

Nadat het cyanide- en koperhoudende afvalwater is behandeld in de drietraps cyanide-breektanks, stromen ze naar de flocculatietank. Natriumpyrosulfiet wordt toegevoegd aan de flocculatietank om de overtollige waterstofperoxide te verminderen, en polyacrylamide-flocculatiemiddel wordt toegevoegd om de neerslagdeeltjes groter te maken. Als natriumpyrosulfiet niet aan de flocculatietank wordt toegevoegd, ontleedt de resterende waterstofperoxide na het breken van cyanide om zuurstof te produceren, die wordt geadsorbeerd op het oppervlak van de neerslagdeeltjes en ervoor zorgt dat de neerslag gaat drijven. De hoeveelheid toegevoegd natriumpyrosulfiet moet zodanig zijn dat de neerslag niet gaat drijven, en een passend overschot is acceptabel.

Na het passeren van de flocculatietank stroomt het afvalwater in de hellende buisbezinkingstank. Nadat de neerslagen van het water zijn gescheiden, komen ze in de bezinkingsverdikkingstank en worden vervolgens gefilterd door een filterpers. De filterkoek wordt teruggewonnen en het filtraat stroomt terug naar de afstellingstank. De teruggewonnen koperhoudende filterkoek wordt gekocht door een professioneel bedrijf en naar een professionele fabrikant gestuurd om kopersulfaat te produceren of kan ook worden gebruikt om elektrolytisch koper te produceren.

4. voordelen

Koperhoudend afvalwater wordt gegenereerd in vier galvaniseerwerkplaatsen. De analyse- en monitoringgegevens tonen aan dat de gemiddelde massaconcentratie van koper in de Afvalwater van koperplating met cyanide is 345mg/L, dat wil zeggen dat elke ton afvalwater 0.345kg koper bevat. De totale hoeveelheid cyanide koperplating afvalwater per maand is ongeveer 4600t, met 1587kg koper. Samen met het koper in ander koperhoudend afvalwater kan ongeveer 1700kg koper per maand worden teruggewonnen. De maandelijkse inkomsten van het bedrijf uit de verkoop van koperhoudend slib bedragen RMB 30.000 - 40.000. Het terugwinnen van koper door het bedrijf uit galvanisch afvalwater voorkomt het ineffectieve verbruik van metallisch koper, waardoor niet alleen de galvanische kosten worden verlaagd, maar ook de secundaire vervuiling van het galvanische slib naar het milieu, wat goede economische en sociale voordelen oplevert.

5. Conclusie

De galvaniseerindustrie is een zeer vervuilende industrie. In de huidige situatie waarin de behandelingsprocessen en technologieën voor galvaniseerafvalwater in China relatief achterlijk zijn, is het actief bestuderen van de terugwinningsmethoden van non-ferrometalen in galvaniseerafvalwater van groot belang voor het opzetten van een hulpbronnenbesparende en milieuvriendelijke galvaniseermodus en het behouden van de duurzame ontwikkeling van de galvaniseerindustrie. De methode voor het behandelen van cyanidekoperplating en ander koperhoudend afvalwater om koper terug te winnen met behulp van kalk die in dit artikel wordt bestudeerd, heeft goede resultaten laten zien in praktische toepassingen, wat een haalbare manier biedt voor de groene ontwikkeling van de galvaniseerindustrie.