การวิจัยเกี่ยวกับวิธีการกู้คืนทองแดงในน้ำเสียจากการชุบทองแดงไซยาไนด์

1. บทนำ

การสร้างรูปแบบการชุบด้วยไฟฟ้าที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและประหยัดทรัพยากรเป็นสองประเด็นหลักในปัจจุบันสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมการชุบด้วยไฟฟ้าอย่างยั่งยืน ในบริบทของการขาดแคลนทรัพยากรโลหะที่ไม่ใช่เหล็กในโลกและต้นทุนของการชุบด้วยไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง การนำเทคโนโลยีการชุบด้วยไฟฟ้าแบบประหยัดทรัพยากรมาใช้ได้รับความสนใจอย่างมาก บริษัทชุบด้วยไฟฟ้าของจีนมีประวัติการพัฒนาค่อนข้างสั้น ในระยะเริ่มต้นของการพัฒนา ขาดแคลนเงินทุนและเทคโนโลยีที่ล้าหลัง โรงงานชุบด้วยไฟฟ้าขนาดเล็กส่วนใหญ่ขาดความตระหนักรู้เกี่ยวกับการกู้คืนวัสดุโลหะในน้ำเสียจากการชุบด้วยไฟฟ้า ไม่ต้องพูดถึงการวิจัยเกี่ยวกับวิธีการกู้คืน สำหรับ ไซยาไนด์ น้ำเสียจากการชุบทองแดงและการชุบโลหะผสมทองแดงด้วยไฟฟ้า ตะกอนที่เกิดจากทองแดงที่มีประจุไฟฟ้า 2 หลังจากการแยกไซยาไนด์เป็นอนุภาคขนาดเล็ก ทำให้เกิดการตกตะกอนและการแยกตัวที่ยาก และมีต้นทุนสูง ดังนั้น จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องศึกษาขั้นตอนการกู้คืนใหม่

2. หลักการวิธีการ

2.1 การบำบัดน้ำเสียจากการชุบทองแดงไซยาไนด์และโลหะผสมทองแดง

ในกระบวนการสลายไซยาไนด์แบบดั้งเดิมโดยใช้โซเดียมไฮโปคลอไรต์ ค่า pH ของน้ำเสียที่มีไซยาไนด์จะต้องถูกปรับให้อยู่ในช่วง 11-12 โดยปกติจะทำได้โดยการเติมโซเดียมไฮดรอกไซด์ ในระหว่างกระบวนการสลายไซยาไนด์ ไซยาไนด์จะถูกเปลี่ยนเป็น... คาร์บอน คาร์บอนไดออกไซด์และไนโตรเจน รวมถึงไอออนทองแดงโมโนวาเลนต์ จะถูกออกซิไดซ์เป็นไอออนทองแดงไดวาเลนต์ ซึ่งจะก่อตัวเป็นอนุภาคละเอียดของคาร์บอเนตทองแดงพื้นฐานที่แขวนลอยอยู่ในน้ำเสีย การตกตะกอนตามธรรมชาติใช้เวลานานกว่าหนึ่งวันเต็มและก็ยังไม่สามารถตกตะกอนได้อย่างสมบูรณ์ จำเป็นต้องใช้สารช่วยตกตะกอนและสารช่วยจับตัวเป็นก้อนในปริมาณมากเพื่อให้เกิดการตกตะกอนและการแยกอย่างสมบูรณ์ ในอดีต เมื่อไม่สามารถนำทองแดงกลับมาใช้ใหม่ได้ น้ำเสียหลังจากการสลายตัวของไซยาไนด์จะถูกผสมลงในน้ำเสียที่มีกรดอยู่แล้ว ซึ่งจะถูกบำบัดด้วยวิธีการใช้ปูนขาว คาร์บอเนตทองแดงพื้นฐานจะถูกดูดซับบนตะกอนในน้ำเสียรวม และในที่สุดก็จะตกตะกอนและแยกออกมา

กระบวนการแยกไซยาไนด์แบบใหม่คือการเติมปูนขาวเพื่อปรับค่า pH คาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นระหว่างการแยกไซยาไนด์จะทำปฏิกิริยากับแคลเซียมออกไซด์เพื่อสร้างแคลเซียมคาร์บอเนต ในเวลาเดียวกัน คอปเปอร์คาร์บอเนตเบสิกจะตกตะกอนร่วมกับแคลเซียมคาร์บอเนตเพื่อสร้างตะกอนอนุภาคขนาดใหญ่

2.2 การบำบัดน้ำเสียที่มีทองแดงอื่นๆ

ไอออนทองแดงที่มีประจุไฟฟ้าสองประจุในน้ำเสียจากการชุบทองแดงที่มีกรดจะทำปฏิกิริยากับปูนขาวเพื่อสร้างคอปเปอร์ไฮดรอกไซด์ และกรดซัลฟิวริกจะทำปฏิกิริยากับปูนขาวเพื่อสร้างแคลเซียมซัลเฟตและน้ำ ในน้ำเสียจากการชุบทองแดงไพโรฟอสเฟต อนุมูลไพโรฟอสเฟตและไอออนทองแดงจะอยู่ในรูปของสารเชิงซ้อน เมื่อบำบัดด้วยปูนขาว อนุมูลไพโรฟอสเฟตจะทำปฏิกิริยากับแคลเซียมออกไซด์เพื่อสร้างตะกอนแคลเซียมไพโรฟอสเฟต และไอออนทองแดงจะทำปฏิกิริยากับแคลเซียมออกไซด์เพื่อสร้างคอปเปอร์ไฮดรอกไซด์

3. กระบวนการกู้คืน

3.1 องค์ประกอบของน้ำเสียที่มีทองแดง

น้ำเสียที่มีทองแดงเป็นส่วนประกอบมีหลายประเภท เช่น น้ำเสียที่ชุบทองแดงไซยาไนด์ น้ำเสียที่ชุบโลหะผสมทองแดง-สังกะสี น้ำเสียที่ชุบทองแดงสว่างเป็นกรด และน้ำเสียที่ชุบทองแดงไพโรฟอสเฟต น้ำเสียที่ชุบทองแดงไซยาไนด์ น้ำเสียที่ชุบทองแดงสว่างเป็นกรด และน้ำเสียที่ชุบทองแดงไพโรฟอสเฟต น้ำเสียที่ชุบทองแดงสว่างเป็นกรด และน้ำเสียที่ชุบทองแดงไพโรฟอสเฟตจะไหลเข้าสู่ถังปรับน้ำเสียที่ชุบทองแดงไซยาไนด์ น้ำเสียที่ชุบทองแดงสว่างเป็นกรด และน้ำเสียที่ชุบทองแดงไพโรฟอสเฟตจะไหลเข้าสู่ถังปรับน้ำเสียที่ชุบทองแดงไซยาไนด์ น้ำเสียที่ชุบทองแดงไซยาไนด์และน้ำเสียที่ชุบโลหะผสมทองแดงจะมีสารเชิงซ้อน เช่น โซเดียมไซยาไนด์, โพแทสเซียมโซเดียมทาร์เตรต และแอมโมเนียมไทโอไซยาเนต ซึ่งสร้างสารเชิงซ้อนกับไอออนของทองแดง น้ำเสียจากการชุบทองแดงไพโรฟอสเฟตประกอบด้วยสารเชิงซ้อนของทองแดงไพโรฟอสเฟต น้ำเสียจากการชุบทองแดงไซยาไนด์และโลหะผสมทองแดงคิดเป็นประมาณ 90% ของน้ำเสียที่มีทองแดงทั้งหมด ในขณะที่น้ำเสียจากการชุบทองแดงใสที่เป็นกรดและจากการชุบทองแดงไพโรฟอสเฟตคิดเป็นประมาณ 10%

3.2 กระบวนการออกซิเดชันของสารเชิงซ้อนของทองแดง

ก่อนที่จะแยกทองแดง จำเป็นต้องทำลายสารเชิงซ้อนของทองแดงในน้ำเสียจากการชุบด้วยไฟฟ้า และออกซิไดซ์ไอออน Cu⁺ เป็นไอออน Cu²⁺ วิธีการผสมผสานระหว่างสารละลายโซเดียมไฮโปคลอไรต์และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ใช้ในการทำลายไซยาไนด์และสารเชิงซ้อน เช่น โพแทสเซียมโซเดียมทาร์เตรต มีถังทำลายไซยาไนด์สามถัง น้ำเสียที่มีไซยาไนด์และน้ำเสียที่มีทองแดงจะถูกสูบเข้าไปในถังทำลายไซยาไนด์ขั้นที่หนึ่ง เติมนมมะนาวเพื่อปรับค่า pH เป็น 11 - 12 และปริมาณนมมะนาวที่เติมจะถูกปรับโดยระบบควบคุม pH ในเวลาเดียวกัน เติมสารละลายโซเดียมไฮโปคลอไรต์เพื่อทำลายไซยาไนด์ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์จะถูกเติมลงในถังทำลายไซยาไนด์ขั้นที่สองเพื่อทำลายไซยาไนด์และสารเชิงซ้อนออกซิไดซ์ เช่น โพแทสเซียมโซเดียมทาร์เตรตต่อไป เนื่องจากอัตราการเกิดปฏิกิริยาช้า จึงมีการเติมถังทำลายไซยาไนด์ขั้นที่สาม ในถังแยกไซยาไนด์ขั้นที่สาม การกำจัดไซยาไนด์และสารเชิงซ้อน เช่น โพแทสเซียมโซเดียมทาร์เตรต จะถูกตรวจสอบตามข้อมูลการวิเคราะห์ทางเคมีและประสบการณ์ เมื่อปฏิกิริยาออกซิเดชันเสร็จสมบูรณ์ Cu⁺ ในน้ำเสียจะถูกแปลงเป็น Cu²⁺ อย่างสมบูรณ์ และเกิดตะกอนคอปเปอร์คาร์บอเนตและคอปเปอร์ไฮดรอกไซด์เบส ในระหว่างกระบวนการนี้ หลังจากที่น้ำเสียจากการชุบทองแดงไพโรฟอสเฟตทำปฏิกิริยากับปูนขาว สารเชิงซ้อนที่เกิดจากอนุมูลทองแดงและไพโรฟอสเฟตจะแตกตัว และเกิดทองแดงไฮดรอกไซด์ขึ้น ข้อมูลการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่ากระบวนการนี้สามารถทำให้น้ำเสียเป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยทิ้ง การเติมปูนขาวเพื่อปรับค่า pH และตกตะกอนไอออนทองแดงจะช่วยลดต้นทุนการบำบัด และปูนขาวยังมีบทบาทเป็นตัวช่วยในการตกตะกอนและตกตะกอนอนุมูลไพโรฟอสเฟตได้อย่างสมบูรณ์

3.3 การกู้คืนทองแดง

ในกระบวนการข้างต้น ไอออนของทองแดงในน้ำเสียจากการชุบด้วยไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นตะกอนคอปเปอร์คาร์บอเนตเบส หากปริมาณปูนขาวที่เติมลงไปมีมาก ไอออนของทองแดงก็สามารถแปลงเป็นตะกอนคอปเปอร์ไฮดรอกไซด์ได้เช่นกัน เนื่องจากต้องใช้ปูนขาวในการตกตะกอนอนุมูลไพโรฟอสเฟตในน้ำเสียจากการชุบด้วยทองแดงไพโรฟอสเฟต ปริมาณปูนขาวที่เติมลงไปจึงไม่ควรน้อยเกินไป ต้นทุนของปูนขาวนั้นต่ำมาก และสามารถเติมในปริมาณที่เหมาะสมในระหว่างกระบวนการบำบัดได้

หลังจากน้ำเสียที่มีไซยาไนด์และทองแดงได้รับการบำบัดในถังแยกไซยาไนด์สามขั้นตอนแล้ว น้ำเสียเหล่านี้จะไหลเข้าสู่ถังตกตะกอน โซเดียมไพโรซัลไฟต์จะถูกเติมลงในถังแยกไซยาไนด์เพื่อลดไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ส่วนเกิน และเติมสารตกตะกอนโพลีอะคริลาไมด์เพื่อให้อนุภาคของตะกอนมีขนาดใหญ่ขึ้น หากไม่เติมโซเดียมไพโรซัลไฟต์ลงในถังแยกไซยาไนด์ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่เหลือหลังจากแยกไซยาไนด์จะสลายตัวเพื่อสร้างออกซิเจน ซึ่งจะถูกดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาคของตะกอนและทำให้ตะกอนลอย ปริมาณของโซเดียมไพโรซัลไฟต์ที่เติมลงไปควรไม่ทำให้ตะกอนลอย และปริมาณส่วนเกินที่เหมาะสมต้องเป็นที่ยอมรับได้

หลังจากผ่านถังตกตะกอนแล้ว น้ำเสียจะไหลเข้าสู่ถังตกตะกอนแบบท่อเอียง หลังจากแยกตะกอนออกจากน้ำแล้ว ตะกอนจะเข้าสู่ถังเพิ่มความเข้มข้นของตะกอน จากนั้นจึงกรองด้วยเครื่องกรองแบบกด เค้กกรองจะถูกกู้คืน และน้ำกรองจะไหลกลับไปยังถังปรับ เค้กกรองที่มีทองแดงที่กู้คืนมาจะถูกซื้อโดยบริษัทมืออาชีพและส่งไปยังผู้ผลิตมืออาชีพเพื่อผลิตคอปเปอร์ซัลเฟตหรือสามารถใช้ผลิตทองแดงอิเล็กโทรไลต์ได้เช่นกัน

4 ประโยชน์ที่ได้รับ

น้ำเสียที่มีทองแดงเป็นส่วนประกอบถูกผลิตขึ้นในโรงงานชุบโลหะด้วยไฟฟ้า 4 แห่ง ข้อมูลการวิเคราะห์และการติดตามแสดงให้เห็นว่าความเข้มข้นของมวลเฉลี่ยของทองแดงใน น้ำเสียจากการชุบทองแดงไซยาไนด์ คือ 345 มก./ล. นั่นคือ น้ำเสีย 0.345 ตันมีทองแดง 4600 กก. ปริมาณน้ำเสียจากการชุบทองแดงไซยาไนด์ทั้งหมดต่อเดือนอยู่ที่ประมาณ 1587 ตัน ซึ่งมีทองแดง 1700 กก. เมื่อรวมกับทองแดงในน้ำเสียที่มีทองแดงเป็นส่วนประกอบอื่นๆ แล้ว สามารถกู้คืนทองแดงได้ประมาณ 30.000 กก. ต่อเดือน รายได้ต่อเดือนของบริษัทจากการขายตะกอนที่มีทองแดงเป็นส่วนประกอบอยู่ที่ 40.000 - XNUMX หยวน การที่บริษัทกู้คืนทองแดงจากน้ำเสียจากการชุบด้วยไฟฟ้าช่วยหลีกเลี่ยงการบริโภคทองแดงโลหะที่ไม่มีประสิทธิภาพ ซึ่งไม่เพียงแต่ลดต้นทุนการชุบด้วยไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังลดมลพิษรองจากตะกอนการชุบด้วยไฟฟ้าต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย ซึ่งให้ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสังคมที่ดี

5 ข้อสรุป

อุตสาหกรรมการชุบด้วยไฟฟ้าเป็นอุตสาหกรรมที่ก่อให้เกิดมลพิษสูง ในสถานการณ์ปัจจุบันที่กระบวนการและเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียจากการชุบด้วยไฟฟ้าในประเทศจีนค่อนข้างล้าหลัง การศึกษาอย่างจริงจังเกี่ยวกับวิธีการกู้คืนโลหะที่ไม่ใช่เหล็กในน้ำเสียจากการชุบด้วยไฟฟ้ามีความสำคัญอย่างยิ่งในการสร้างรูปแบบการชุบด้วยไฟฟ้าที่ประหยัดทรัพยากรและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และรักษาการพัฒนาอย่างยั่งยืนของอุตสาหกรรมการชุบด้วยไฟฟ้า วิธีการบำบัดการชุบทองแดงไซยาไนด์และน้ำเสียที่มีทองแดงอื่นๆ เพื่อกู้คืนทองแดงโดยใช้ปูนขาวที่ศึกษาในเอกสารนี้แสดงให้เห็นผลลัพธ์ที่ดีในการใช้งานจริง ซึ่งเป็นแนวทางที่เป็นไปได้สำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมการชุบด้วยไฟฟ้าที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม