Výskum metódy získavania medi v odpadových vodách z pokovovania kyanidom

1. Úvod

Zavedenie ekologického a zdroje šetriaceho režimu galvanického pokovovania sú v súčasnosti dve hlavné témy pre trvalo udržateľný rozvoj priemyslu galvanizácie. V kontexte nedostatku zdrojov neželezných kovov vo svete a neustáleho zvyšovania nákladov na galvanizáciu kovových materiálov pritiahlo prijatie technológie galvanického pokovovania šetriacu zdroje veľkú pozornosť. Čínske galvanické podniky majú relatívne krátku históriu vývoja. V počiatočnom štádiu vývoja bol nedostatok financií a zaostalých technológií. Väčšine malých závodov na galvanické pokovovanie chýba povedomie o zhodnocovaní kovových materiálov v odpadových vodách na galvanizáciu, nehovoriac o výskume metód zhodnocovania. Pre kyanid pokovovanie meďou a galvanické pokovovanie medených zliatin, zrazeniny tvorené dvojmocnou meďou po rozbití kyanidu sú jemné častice, čo má za následok ťažké zrážanie a separáciu a vysoké náklady. Preto je naliehavé študovať nové procesy obnovy.

2. Princípy metódy

2.1 Úprava odpadových vôd kyanidového pokovovania medi a zliatin medi

Pri tradičnom procese rozbíjania kyanidu s použitím chlórnanu sodného je potrebné upraviť pH odpadovej vody obsahujúcej kyanid na 11 - 12, zvyčajne pridaním hydroxidu sodného. Počas procesu štiepenia kyanidu 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 suspendovaného v odpadovej vode. Prirodzená sedimentácia trvá viac ako celý deň a stále nemôže dosiahnuť úplné zrážky. Na dosiahnutie úplného vyzrážania a separácie je potrebné veľké množstvo koagulačného činidla a flokulantu. V minulosti, keď sa meď nezhodnocovala, sa odpadová voda po rozbití kyanidu primiešavala do komplexnej odpadovej vody s obsahom kyseliny, ktorá bola čistená vápennou metódou. Zásaditý uhličitan meďnatý sa adsorboval na precipitáty 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

Odpadové vody obsahujúce meď zahŕňajú niekoľko typov, ako je kyanidové pokovovanie medi, zliatina medi a zinku, zliatina medi a cínu, kyslé pokovovanie lesklou meďou a odpadové vody z pokovovania pyrofosforečnanom medi. Odpadové vody z kyanidového pomedenia, zliatiny medi a zinku a zliatiny medi a cínu prúdia do upravovacej nádrže odpadovej vody obsahujúcej kyanid, zatiaľ čo odpadové vody z kyslého lesklého pokovovania medi a pokovovania pyrofosforečnanom medi prúdia do upravovacej nádrže odpadovej vody obsahujúcej meď. Odpadové vody kyanidového pomedenia a zliatin medi obsahujú komplexotvorné činidlá ako napr Kyanid sodnýtartrát sodno-draselný a tiokyanát amónny, ktoré tvoria komplexy s iónmi medi. Odpadová voda z pokovovania pyrofosforečnanom medi obsahuje komplexy pyrofosforečnanu medi. Odpadové vody z kyanidového pomedenia a medených zliatin tvoria približne 90 % celkových odpadových vôd obsahujúcich meď, zatiaľ čo odpadové vody z kyslého lesklého pomedenia a pokovovania meďnatým pyrofosforečnanom 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 galvanizačných dielňach. Analýzy a monitorovacie údaje ukazujú, že priemerná hmotnostná koncentrácia medi v Odpadová voda z kyanidového pokovovania medi je 345 mg/l, to znamená, že každá tona odpadovej vody obsahuje 0.345 kg medi. Celkové množstvo odpadovej vody z kyanidovej pomedenia za mesiac je približne 4600 t, pričom obsahuje 1587 kg medi. Spolu s meďou v iných odpadových vodách obsahujúcich meď je možné získať približne 1700 kg medi za mesiac. Mesačný príjem spoločnosti z predaja kalu obsahujúceho meď je 30.000 40.000 - XNUMX XNUMX RMB. Spoločným získavaním medi z odpadových vôd z galvanického pokovovania sa predchádza neefektívnej spotrebe kovovej medi, čím sa nielen znižujú náklady na galvanizáciu, ale aj sekundárne znečistenie životného prostredia kalmi z galvanizácie, 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.