سائینائیڈ کاپر چڑھانا گندے پانی میں تانبے کی بازیابی کے طریقہ پر تحقیق

1. تعارف

ماحول دوست اور وسائل کی بچت والے الیکٹروپلاٹنگ موڈ کا قیام فی الحال الیکٹروپلاٹنگ انڈسٹری کی پائیدار ترقی کے لیے دو اہم موضوعات ہیں۔ دنیا میں الوہ دات کے وسائل کی کمی اور الیکٹروپلاٹنگ دھاتی مواد کی لاگت میں مسلسل اضافے کے تناظر میں، وسائل کو بچانے والی الیکٹروپلاٹنگ ٹیکنالوجی کو اپنانے نے بہت زیادہ توجہ مبذول کرائی ہے۔ چینی الیکٹروپلاٹنگ انٹرپرائزز کی ترقی کی نسبتاً مختصر تاریخ ہے۔ ترقی کے ابتدائی مرحلے میں فنڈز اور پسماندہ ٹیکنالوجی کی کمی تھی۔ زیادہ تر چھوٹی الیکٹروپلاٹنگ فیکٹریوں میں الیکٹروپلاٹنگ گندے پانی میں دھاتی مواد کی بازیافت کے بارے میں آگاہی نہیں ہے، بحالی کے طریقوں پر تحقیق کو چھوڑ دیں۔ سائینائیڈ کاپر چڑھانا اور تانبے کے مرکب الیکٹروپلاٹنگ گندے پانی کے لیے ، سائینائیڈ ٹوٹنے کے بعد ڈائیویلنٹ کاپر کے ذریعے بننے والے پریسیپیٹیٹس باریک ذرات ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں بارش اور علیحدگی مشکل ہوتی ہے اور زیادہ لاگت آتی ہے۔ لہذا، بحالی کے نئے عمل کا مطالعہ کرنے کی اشد ضرورت ہے۔

2. طریقہ کار کے اصول

2.1 سائینائیڈ کاپر چڑھانا اور کاپر ملاوٹ کے گندے پانی کا علاج

سوڈیم ہائپوکلورائٹ کا استعمال کرتے ہوئے روایتی سائینائیڈ توڑنے کے عمل میں، سائینائیڈ پر مشتمل گندے پانی کے پی ایچ کو 11 - 12 تک ایڈجسٹ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ عام طور پر سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ شامل کر کے۔ سائینائیڈ کو توڑنے کے عمل کے دوران، سائینائیڈ کاربن ڈائی آکسائیڈ اور نائٹروجن میں تبدیل ہو جاتا ہے، اور تانبے کے تانبے کے آئنوں کو ڈائیویلنٹ کاپر آئنوں میں آکسائڈائز کیا جاتا ہے، جو پھر گندے پانی میں معلق بنیادی کاپر کاربونیٹ کے باریک ذرات بناتے ہیں۔ قدرتی تلچھٹ میں پورے دن سے زیادہ وقت لگتا ہے اور پھر بھی مکمل بارش حاصل نہیں ہو سکتی۔ مکمل ورن اور علیحدگی حاصل کرنے کے لیے بڑی مقدار میں کوگولنٹ امداد اور فلوکولینٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ ماضی میں، جب تانبا برآمد نہیں ہوتا تھا، سائینائیڈ توڑنے کے بعد گندے پانی کو تیزاب پر مشتمل جامع گندے پانی میں ملایا جاتا تھا، جس کا علاج چونے کے طریقہ سے کیا جاتا تھا۔ بنیادی کاپر کاربونیٹ جامع گندے پانی میں پریسیپیٹیٹس پر جذب کیا گیا تھا اور آخر میں تیز اور الگ کردیا گیا تھا۔

نیا سائینائیڈ توڑنے کا عمل پی ایچ کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے چونا شامل کرنا ہے۔ سائینائیڈ توڑنے کے دوران پیدا ہونے والی کاربن ڈائی آکسائیڈ کیلشیم آکسائیڈ کے ساتھ رد عمل ظاہر کر کے کیلشیم کاربونیٹ بناتی ہے۔ ایک ہی وقت میں، بنیادی تانبے کا کاربونیٹ کیلشیم کاربونیٹ کے ساتھ مل کر بڑے ذرہ پرسیپیٹیٹس بناتا ہے۔

2.2 دیگر تانبے پر مشتمل گندے پانی کا علاج

تیزابی روشن کاپر چڑھانے والے گندے پانی میں ڈائیویلنٹ کاپر آئن کاپر ہائیڈرو آکسائیڈ بنانے کے لیے چونے کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتے ہیں، اور سلفیورک ایسڈ کیلشیم سلفیٹ اور پانی بنانے کے لیے چونے کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ کاپر پائروفاسفیٹ چڑھانے والے گندے پانی میں، پائروفاسفیٹ ریڈیکل اور کاپر آئن ایک کمپلیکس کی شکل میں موجود ہوتے ہیں۔ جب چونے کے ساتھ علاج کیا جاتا ہے تو، پائروفاسفیٹ ریڈیکل کیلشیم آکسائیڈ کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے تاکہ کیلشیم پائروفاسفیٹ پرسیپیٹیٹ بنتا ہے، اور تانبے کے آئن کیلشیم آکسائیڈ کے ساتھ رد عمل کرتے ہوئے کاپر ہائیڈرو آکسائیڈ بناتے ہیں۔

3. بازیابی کا عمل

3.1 تانبے پر مشتمل گندے پانی کی ترکیب

تانبے پر مشتمل گندے پانی میں کئی قسمیں شامل ہیں جیسے سائینائیڈ کاپر چڑھانا، کاپر-زنک مرکب، کاپر ٹن مرکب، تیزابی روشن کاپر چڑھانا، اور کاپر پائروفاسفیٹ چڑھانا گندے پانی۔ سائینائیڈ کاپر چڑھانا، کاپر-زنک ملاوٹ، اور کاپر ٹن مرکب گندے پانی سائینائیڈ پر مشتمل گندے پانی کے ایڈجسٹمنٹ ٹینک میں بہتے ہیں، جب کہ تیزابی روشن کاپر چڑھانا اور کاپر پائروفاسفیٹ چڑھانے والا گندا پانی تانبے پر مشتمل گندے پانی کی ایڈجسٹمنٹ ٹینک میں بہتا ہے۔ سائینائیڈ کاپر چڑھانا اور تانبے کے کھوٹ کے گندے پانی میں پیچیدہ ایجنٹ ہوتے ہیں جیسے سوڈیم سائینائیڈ ، پوٹاشیم سوڈیم ٹارٹریٹ، اور امونیم تھیوسیانیٹ، جو تانبے کے آئنوں کے ساتھ کمپلیکس بناتے ہیں۔ کاپر پائروفاسفیٹ چڑھانے والے گندے پانی میں کاپر پائروفاسفیٹ کمپلیکس ہوتے ہیں۔ سائینائیڈ کاپر چڑھانا اور تانبے کے ملاوٹ والے گندے پانی کا تقریباً 90% تانبے پر مشتمل گندے پانی کا حصہ ہے، جب کہ تیزابی روشن کاپر چڑھانا اور کاپر پائروفاسفیٹ چڑھانے والے گندے پانی کا حصہ تقریباً 10% ہے۔

3.2 کاپر کمپلیکس کا آکسیکرن عمل

تانبے کی بازیابی سے پہلے، الیکٹروپلاٹنگ گندے پانی میں تانبے کے احاطے کو توڑنا اور Cu⁺ آئنوں کو Cu²⁺ آئنوں میں آکسائڈائز کرنا ضروری ہے۔ سوڈیم ہائپوکلورائٹ محلول اور ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ کا ایک مجموعہ طریقہ سائینائیڈ اور پیچیدہ ایجنٹوں جیسے پوٹاشیم سوڈیم ٹارٹریٹ کو توڑنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ سائینائیڈ توڑنے والے تین ٹینک ہیں۔ سائینائیڈ پر مشتمل گندے پانی اور تانبے پر مشتمل گندے پانی کو پہلے مرحلے کے سائینائیڈ توڑنے والے ٹینک میں پمپ کیا جاتا ہے۔ پی ایچ کو 11 - 12 میں ایڈجسٹ کرنے کے لیے چونے کا دودھ شامل کیا جاتا ہے۔ اور چونے کے دودھ کی اضافی مقدار کو پی ایچ کنٹرول سسٹم کے ذریعے ایڈجسٹ کیا جاتا ہے۔ اسی وقت، سائینائیڈ کو توڑنے کے لیے سوڈیم ہائپوکلورائٹ محلول شامل کیا جاتا ہے۔ ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ کو سائینائیڈ کو توڑنے اور پوٹاشیم سوڈیم ٹارٹریٹ جیسے پیچیدہ ایجنٹوں کو آکسائڈائز کرنا جاری رکھنے کے لیے دوسرے مرحلے کے سائینائیڈ توڑنے والے ٹینک میں شامل کیا جاتا ہے۔ سست رد عمل کی شرح کی وجہ سے، ایک تیسرے مرحلے کا سائینائیڈ توڑنے والا ٹینک شامل کیا جاتا ہے۔ تیسرے مرحلے کے سائینائیڈ توڑنے والے ٹینک میں، سائینائیڈ اور پیچیدہ ایجنٹوں جیسے پوٹاشیم سوڈیم ٹارٹریٹ کو ہٹانے کی جانچ کیمیکل تجزیہ کے اعداد و شمار اور تجربے کے مطابق کی جاتی ہے۔ آکسیکرن رد عمل کی تکمیل کے ساتھ، گندے پانی میں Cu⁺ مکمل طور پر Cu²⁺ میں تبدیل ہو جاتا ہے، اور بنیادی تانبے کاربونیٹ اور کاپر ہائیڈرو آکسائیڈ پریسیپیٹیٹس بنتے ہیں۔ اس عمل کے دوران، تانبے کے پائروفاسفیٹ چڑھانے والے گندے پانی کے چونے کے ساتھ رد عمل ظاہر کرنے کے بعد، تانبے اور پائروفاسفیٹ ریڈیکل کے ذریعے بننے والا کمپلیکس ٹوٹ جاتا ہے، اور تانبے کی ہائیڈرو آکسائیڈ بن جاتی ہے۔ تجزیہ کے اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ یہ عمل گندے پانی کو خارج کرنے کے معیار پر پورا اتر سکتا ہے۔ پی ایچ کو ایڈجسٹ کرنے اور تانبے کے آئنوں کو تیز کرنے کے لیے چونا شامل کرنا علاج کی لاگت کو کم کرتا ہے، اور چونا بھی کوگولنٹ امداد کا کردار ادا کرتا ہے اور پائروفاسفیٹ ریڈیکل کو مکمل طور پر ختم کرتا ہے۔

3.3 کاپر ریکوری

مندرجہ بالا عمل میں، الیکٹروپلٹنگ گندے پانی میں تانبے کے آئنوں کو بنیادی تانبے کاربونیٹ پریسیپیٹیٹس میں تبدیل کر دیا جاتا ہے۔ اگر چونے کی مقدار زیادہ ہے تو، تانبے کے آئنوں کو بھی تانبے کے ہائیڈرو آکسائیڈ پریسیپیٹیٹس میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ چونکہ کاپر پائروفاسفیٹ چڑھانے والے گندے پانی میں پائروفاسفیٹ ریڈیکل کو تیز کرنے کے لیے چونے کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے شامل کیے گئے چونے کی مقدار بہت کم نہیں ہو سکتی۔ چونے کی قیمت بہت کم ہے، اور علاج کے عمل کے دوران اسے مناسب مقدار میں شامل کیا جا سکتا ہے۔

سائینائیڈ پر مشتمل اور تانبے پر مشتمل گندے پانی کو تین مراحل والے سائینائیڈ توڑنے والے ٹینکوں میں ٹریٹ کرنے کے بعد، وہ فلوکولیشن ٹینک میں بہہ جاتے ہیں۔ اضافی ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ کو کم کرنے کے لیے سوڈیم پائروسلفائٹ کو فلوکولیشن ٹینک میں شامل کیا جاتا ہے، اور پولی کریلامائیڈ فلوکولینٹ کو تیز ذرات کو بڑا بنانے کے لیے شامل کیا جاتا ہے۔ اگر سوڈیم پائروسلفائٹ کو فلوکولیشن ٹینک میں شامل نہیں کیا جاتا ہے تو، سائینائیڈ کے ٹوٹنے کے بعد باقی ماندہ ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ آکسیجن پیدا کرنے کے لیے گل جاتی ہے، جو پریسیپیٹیٹ ذرات کی سطح پر جذب ہوتی ہے اور اس کے تیرنے کا سبب بنتی ہے۔ شامل کردہ سوڈیم پائروسلفائٹ کی مقدار اس طرح ہونی چاہیے کہ پریزیٹیٹ نہ تیریں، اور مناسب زیادتی قابل قبول ہے۔

فلوکولیشن ٹینک سے گزرنے کے بعد، گندا پانی مائل ٹیوب کی تلچھٹ ٹینک میں بہتا ہے۔ پانی سے الگ ہونے کے بعد، وہ تلچھٹ کے گاڑھے ہونے والے ٹینک میں داخل ہوتے ہیں، اور پھر فلٹر پریس کے ذریعے فلٹر ہوتے ہیں۔ فلٹر کیک برآمد ہو جاتا ہے، اور فلٹریٹ ایڈجسٹمنٹ ٹینک میں واپس چلا جاتا ہے۔ برآمد شدہ تانبے پر مشتمل فلٹر کیک ایک پیشہ ور کمپنی خریدتا ہے اور کاپر سلفیٹ بنانے کے لیے کسی پیشہ ور صنعت کار کو بھیجا جاتا ہے یا اسے الیکٹرولائٹک کاپر بنانے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔

4 فوائد

تانبے پر مشتمل گندے پانی چار الیکٹروپلاٹنگ ورکشاپس میں پیدا ہوتے ہیں۔ تجزیہ اور نگرانی کے اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ سائینائیڈ کاپر چڑھانے والے گندے پانی میں تانبے کی اوسط بڑے پیمانے پر ارتکاز 345mg/L ہے، یعنی ہر ٹن گندے پانی میں 0.345kg تانبا ہوتا ہے۔ سائینائیڈ کاپر چڑھانے والے گندے پانی کی کل مقدار ہر ماہ تقریباً 4600t ہے، جس میں 1587kg تانبا ہوتا ہے۔ تانبے پر مشتمل دیگر گندے پانیوں میں تانبے کے ساتھ مل کر، تقریباً 1700 کلوگرام تانبا ہر ماہ برآمد کیا جا سکتا ہے۔ تانبے پر مشتمل کیچڑ کی فروخت سے کمپنی کی ماہانہ آمدنی RMB 30.000 - 40.000 ہے۔ الیکٹروپلاٹنگ گندے پانی سے کمپنی کی تانبے کی بازیافت دھاتی تانبے کے غیر موثر استعمال سے بچتی ہے، نہ صرف الیکٹروپلاٹنگ لاگت کو کم کرتی ہے بلکہ ماحول میں الیکٹروپلاٹنگ کیچڑ کی ثانوی آلودگی کو بھی کم کرتی ہے، اچھے معاشی اور سماجی فوائد حاصل کرتی ہے۔

5. نتیجہ

الیکٹروپلاٹنگ انڈسٹری ایک انتہائی آلودگی پھیلانے والی صنعت ہے۔ موجودہ صورتحال میں جہاں چین میں الیکٹروپلاٹنگ گندے پانی کے علاج کے عمل اور ٹیکنالوجیز نسبتاً پسماندہ ہیں، الیکٹروپلاٹنگ گندے پانی میں غیر الوہ دھاتوں کی بازیافت کے طریقوں کا فعال طور پر مطالعہ وسائل کی بچت اور ماحول دوست الیکٹروپلاٹنگ موڈ قائم کرنے اور الیکٹروپلاٹنگ انڈسٹری کی پائیدار ترقی کو برقرار رکھنے کے لیے بہت اہمیت کا حامل ہے۔ اس مقالے میں زیر مطالعہ چونے کا استعمال کرتے ہوئے تانبے کی بازیافت کے لیے سائینائیڈ کاپر چڑھانا اور دیگر تانبے پر مشتمل گندے پانی کے علاج کے طریقہ کار نے عملی استعمال میں اچھے نتائج دکھائے ہیں، جو الیکٹروپلاٹنگ انڈسٹری کی سبز ترقی کے لیے ایک قابل عمل طریقہ فراہم کرتے ہیں۔