Výskum metódy získavania medi v odpadových vodách z pokovovania kyanidom

1. Úvod

Zavedenie ekologického a zdrojovo úsporného spôsobu galvanického pokovovania je v súčasnosti dvoma hlavnými témami trvalo udržateľného rozvoja galvanického priemyslu. V kontexte nedostatku neželezných kovov na svete a neustáleho zvyšovania nákladov na galvanické pokovovanie kovových materiálov pritiahlo prijatie zdrojovo úspornej technológie galvanického pokovovania veľkú pozornosť. Čínske galvanické podniky majú relatívne krátku históriu vývoja. V počiatočnej fáze vývoja bol nedostatok finančných prostriedkov a zaostalá technológia. Väčšina malých galvanických závodov si neuvedomuje, ako obnoviť kovové materiály v odpadovej vode z galvanického pokovovania, nieto ešte výskum metód obnovy. V prípade odpadovej vody z kyanidového pokovovania medi a galvanického pokovovania medených zliatin sú zrazeniny tvorené dvojmocnou meďou po rozklade kyanidu jemnými časticami, čo vedie k ťažkému zrážaniu a separácii a vysokým nákladom. Preto je naliehavé študovať nové procesy obnovy.

2. Princípy metódy

2.1 Úprava odpadových vôd kyanidového pokovovania medi a zliatin medi

V tradičnom procese kyanidového rozkladu s použitím chlórnanu sodného je potrebné upraviť pH odpadovej vody obsahujúcej kyanid na 11 – 12, zvyčajne pridaním hydroxidu sodného. Počas procesu kyanidového rozkladu sa kyanid premieňa na oxid uhličitý a dusík a jednomocné ióny medi sa oxidujú na dvojmocné ióny medi, ktoré potom tvoria jemné častice zásaditého uhličitanu meďnatého suspendované v odpadovej vode. Prirodzená sedimentácia trvá viac ako celý deň a stále nedosiahne úplné vyzrážanie. Na dosiahnutie úplného vyzrážania a oddelenia je potrebné veľké množstvo koagulačnej látky a flokulantu. V minulosti, keď sa meď neobnovovala, sa odpadová voda po kyanidovom rozklade zmiešavala s komplexnou odpadovou vodou obsahujúcou kyseliny, ktorá sa čistila vápennou metódou. Zásaditý uhličitan meďnatý sa adsorboval na zrazeniny v komplexnej odpadovej vode a nakoniec sa vyzrážal a oddelil.

Nový proces rozbíjania kyanidu spočíva v pridávaní vápna na úpravu pH. Oxid uhličitý vznikajúci pri lámaní kyanidu reaguje s oxidom vápenatým za vzniku uhličitanu vápenatého. Súčasne sa zásaditý uhličitan meďnatý ko-precipituje s uhličitanom vápenatým za vzniku precipitátov s veľkými časticami.

2.2 Čistenie ostatných odpadových vôd obsahujúcich meď

Dvojmocné ióny medi v kyslej odpadovej vode na pokovovanie meďou reagujú s vápnom za vzniku hydroxidu medi a kyselina sírová reaguje s vápnom za vzniku síranu vápenatého a vody. V odpadovej vode z pokovovania pyrofosforečnanom medi sa pyrofosforečnanový radikál a ióny medi vyskytujú vo forme komplexu. Pri ošetrení vápnom reaguje pyrofosfátový radikál s oxidom vápenatým za vzniku zrazeniny pyrofosfátu vápenatého a ióny medi reagujú s oxidom vápenatým za vzniku hydroxidu medi.

3. Proces obnovy

3.1 Zloženie odpadových vôd obsahujúcich meď

Medzi odpadové vody obsahujúce meď patrí niekoľko typov, ako napríklad odpadové vody z kyanidového medenia, zliatin medi a zinku, zliatin medi a cínu, kyslých leských medených pokovovaní a pyrofosforečnanu medi. Odpadové vody z kyanidového medenia, zliatin medi a zinku a zliatin medi a cínu prúdia do nádrže na úpravu odpadových vôd obsahujúcich kyanid, zatiaľ čo kyslé leské medené pokovovanie a pyrofosforečnan medi prúdia do nádrže na úpravu odpadových vôd obsahujúcich meď. Odpadové vody z kyanidového medenia a zliatin medi obsahujú komplexotvorné činidlá, ako je kyanid sodný , vínan draselno-sodno-draselný a tiokyanát amónny, ktoré tvoria komplexy s iónmi medi. Odpadové vody z pyrofosforečnanu medi obsahujú komplexy pyrofosforečnanu medi. Odpadové vody z kyanidového medenia a zliatin medi tvoria približne 90 % celkovej odpadovej vody obsahujúcej meď, zatiaľ čo kyslé leské medené pokovovanie a pyrofosforečnan medi tvoria približne 10 %.

3.2 Proces oxidácie komplexov medi

Pred regeneráciou medi je potrebné rozbiť komplexy medi v odpadovej vode z galvanického pokovovania a oxidovať ióny Cu⁺ na ióny Cu11⁺. Kombinovaná metóda roztoku chlórnanu sodného a peroxidu vodíka sa používa na rozbitie kyanidu a komplexotvorných činidiel, ako je vínan sodno-draselný. Sú tam tri kyanid-rozbíjacie nádrže. Odpadová voda s obsahom kyanidu a odpadová voda s obsahom medi sa prečerpáva do nádrže prvého stupňa na rozbíjanie kyanidu. Pridáva sa limetkové mlieko na úpravu pH na 12 - XNUMX a pridané množstvo vápenného mlieka sa upravuje systémom kontroly pH. Súčasne sa pridáva roztok chlórnanu sodného na rozbitie kyanidu. Peroxid vodíka sa pridáva do nádrže na štiepenie kyanidu druhého stupňa, aby sa pokračovalo v štiepení kyanidu a oxidačných komplexotvorných činidiel, ako je vínan sodno-draselný. Vzhľadom na pomalú reakčnú rýchlosť je pridaná nádrž na rozbíjanie kyanidu tretieho stupňa. V nádrži na štiepenie kyanidu tretieho stupňa sa kontroluje odstránenie kyanidu a komplexotvorných činidiel, ako je vínan sodno-draselný, podľa údajov z chemickej analýzy a skúseností. Po dokončení oxidačnej reakcie sa Cu+ v odpadovej vode úplne premení na CuXNUMX+ a vytvoria sa zásadité zrazeniny uhličitanu meďnatého a hydroxidu meďnatého. Počas tohto procesu, po tom, čo odpadová voda z pokovovania meďnatým difosforečnanom reaguje s vápnom, sa komplex tvorený meďou a pyrofosforečnanovým radikálom rozbije a vytvorí sa hydroxid meďnatý. Údaje z analýzy ukazujú, že tento proces môže zabezpečiť, aby odpadová voda spĺňala normy vypúšťania. Pridanie vápna na úpravu pH a vyzrážanie iónov medi znižuje náklady na ošetrenie a vápno tiež zohráva úlohu koagulačného činidla a úplne vyzráža pyrofosfátový radikál.

3.3 Regenerácia medi

Vo vyššie uvedenom procese sa ióny medi v odpadovej vode na galvanizáciu premenia na zásadité zrazeniny uhličitanu meďnatého. Ak je pridané množstvo vápna veľké, môžu sa ióny medi premeniť na zrazeniny hydroxidu medi. Pretože na vyzrážanie pyrofosfátového radikálu v odpadovej vode z pokovovania meďou je potrebné vápno, množstvo pridaného vápna nemôže byť príliš malé. Cena vápna je veľmi nízka a môže sa pridávať v primeranom prebytku počas procesu úpravy.

Po spracovaní odpadových vôd s obsahom kyanidu a medi v trojstupňových nádržiach na rozbíjanie kyanidu prúdia do flokulačnej nádrže. Do flokulačnej nádrže sa pridáva pyrosiričitan sodný na zníženie prebytku peroxidu vodíka a pridáva sa polyakrylamidový flokulant, aby sa častice zrazeniny zväčšili. Ak sa pyrosiričitan sodný nepridá do flokulačnej nádrže, zvyškový peroxid vodíka sa po rozbití kyanidu rozkladá za vzniku kyslíka, ktorý sa adsorbuje na povrchu častíc zrazeniny a spôsobuje, že zrazeniny plávajú. Množstvo pridaného pyrosiričitanu sodného by malo byť také, aby zrazeniny neplávali, a vhodný nadbytok je prijateľný.

Po prechode flokulačnou nádržou odpadová voda prúdi do sedimentačnej nádrže so šikmou rúrkou. Po oddelení zrazenín od vody vstupujú do sedimentačnej zahusťovacej nádrže a potom sú filtrované kalolisom. Filtračný koláč sa získa späť a filtrát prúdi späť do nastavovacej nádrže. Získaný filtračný koláč obsahujúci meď je zakúpený profesionálnou spoločnosťou a odoslaný profesionálnemu výrobcovi na výrobu síranu meďnatého alebo sa môže použiť aj na výrobu elektrolytickej medi.

4. výhody

Odpadové vody obsahujúce meď vznikajú v štyroch galvanických dielňach. Analýzy a monitorovacie údaje ukazujú, že priemerná hmotnostná koncentrácia medi v odpadovej vode z kyanidového medenia je 345 mg/l, čo znamená, že každá tona odpadovej vody obsahuje 0.345 kg medi. Celkové množstvo odpadovej vody z kyanidového medenia za mesiac je približne 4600 ton, čo obsahuje 1587 kg medi. Spolu s meďou v iných odpadových vodách obsahujúcich meď je možné mesačne zhodnotiť približne 1700 kg medi. Mesačný príjem spoločnosti z predaja kalov obsahujúcich meď je 30 000 – 40 000 RMB. Zhodnocovanie medi z odpadovej vody z galvanického pokovovania spoločnosťou zabraňuje neefektívnej spotrebe kovovej medi, nielenže znižuje náklady na galvanické pokovovanie, ale aj znižuje sekundárne znečistenie životného prostredia galvanickým kalom, čím sa dosahujú dobré ekonomické a sociálne výhody.

5. Záver

Odvetvie galvanizácie je vysoko znečisťujúce odvetvie. V súčasnej situácii, keď sú procesy úpravy a technológie na galvanické pokovovanie odpadových vôd v Číne relatívne zaostalé, má aktívne štúdium metód regenerácie neželezných kovov v odpadových vodách z galvanického pokovovania veľký význam pre vytvorenie režimu galvanického pokovovania šetriaceho zdroje a šetrného k životnému prostrediu a pre udržanie trvalo udržateľného rozvoja odvetvia galvanizácie. Metóda úpravy kyanidového pomedenia a iných odpadových vôd obsahujúcich meď na regeneráciu medi pomocou vápna študovaná v tomto dokumente ukázala dobré výsledky v praktických aplikáciách, čo poskytuje uskutočniteľný spôsob pre zelený rozvoj priemyslu galvanizácie.