申请日2014.11.07
公开(公告)日2015.02.18
IPC分类号C02F9/10; C02F101/20; C01C1/16; C01G3/10
摘要
本发明公开一种从工业废水中提取铜离子的工艺,包括以下步骤:1)分别对酸性含铜蚀刻废液和碱性含铜蚀刻废液进行预处理;2)中和沉淀:将酸性含铜蚀刻废液与碱性含铜蚀刻废液在中和槽进行中和反应,经过沉淀,得到碱式氯化铜沉淀和滤液;3)将碱式氯化铜沉淀加入反应罐,加入硫酸,得到硫酸铜晶体;4)将滤液送入离子交换树脂塔中吸附剩余未回收完的铜离子,得到氨氮废水;5)采用蒸汽再压缩技术对氨氮废水进蒸发浓缩,浓缩液经过结晶生产出氯化铵产品,冷凝水经离子交换法处理后达标排放。本发明能够大大提高铜离子的提取率,不仅解决了重金属离子对环境的污染问题,而且可以将废液生产其他产品实现循环利用,节约了资源,保护了环境。
权利要求书
1.一种从工业废水中提取铜离子的工艺,其特征在于,包括以下 步骤:
1)分别对酸性含铜蚀刻废液和碱性含铜蚀刻废液去除悬浮杂质、 砷污染物进行预处理;
1-1)对酸性含铜蚀刻废液去除砷污染物预处理:
向每1000mL酸性含铜蚀刻废液中加入8g KMnO4的试剂投加方式、 并加入80mL浓度为12.0%NH3·H2O,搅拌反应20分钟,静止45分钟;
1-2)对碱性含铜蚀刻废液去除砷污染物预处理:向每1000克碱 性含铜蚀刻废液中投加1.2g的氯化镁;
2)中和沉淀:将经过步骤1处理后的酸性含铜蚀刻废液与碱性 含铜蚀刻废液在中和槽进行中和反应,经过沉淀、过滤洗涤后,得到 碱式氯化铜沉淀和滤液;在中和反应时,控制中和反应pH值在 5.5-6.0之间;
3)将步骤2)得到的碱式氯化铜沉淀加入反应罐,加入硫酸进 行反应,冷却结晶成硫酸铜晶体;
4)将步骤2)得到的滤液送入离子交换树脂塔中吸附剩余未回 收完的铜离子,得到氨氮废水;
5)采用蒸汽再压缩技术对步骤4)得到的氨氮废水进蒸发浓缩, 浓缩液经过结晶生产出氯化铵产品,冷凝水经离子交换法处理后达标 排放。
2.根据权利要求1所述的从工业废水中提取铜离子的工艺,其特 征在于:步骤2)中的沉淀后的滤液中添加Na2S,进一步去除滤液中 的铜离子。
3.根据权利要求1所述的从工业废水中提取铜离子的工艺,其 特征在于:步骤2)中离子交换树脂塔中的树脂采用的载体成分是氨 基二硫代甲酸型螯合树脂,中和液在离子交换柱的停留时间为 3-4min。
说明书
一种从工业废水中提取铜离子的工艺
技术领域
本发明涉及一种废液回收方法,特别涉及一种从工业废水中提取 铜离子的工艺。
背景技术
印制电路板蚀刻废液(也称PCB蚀刻废液)包括酸性含铜蚀刻废 液和碱性含铜蚀刻废液,每年蚀刻废液含铜总量约为5万吨。这些蚀 刻废液具有种类多、毒性大、腐蚀性强等特点,属于国家一类危险废 物,若未加处理就任意排放,将对生态产生极为严重的破坏,甚至严 重威胁到人们的生命安全,大量的废液如不能进行有效回收的话,也 会造成大量铜资源浪费及水资源的污染。
目前,对于含铜废水的处理主要采用化学法、离子交换法、膜分 离法、吸附法、生物法等;现有技术中常采用化学中和法、混凝沉淀 法处理含铜废水,在对废水中的酸、碱进行中和的同时,铜离子形成 氢氧化铜沉淀,然后再经固液分离装置去除沉淀物。但是由于废水中 含有氰、铵等络合离子,与铜离子形成络合物,铜离子不易离解,使 得铜离子不能达标排放。使得利用中和沉淀法处理含铜混合废水的出 水效果不好,特别是对于铜的去除效果不佳。
另外,中国专利CN1062333A公开了“含铜废液的回收处理方法”, 其特征在于首先用热水稀释酸性含铜废液,再缓慢加入碱性含铜废液 进行反应,控制其中的pH值生成铜泥,离心机分离滤饼后,滤饼使 用去离子水清洗,清洗后的清洗水直接排放,清洗后的滤饼用于生产 硫酸铜产品。但是,该工艺存在的主要缺点是在中和反应过程中,控 制条件粗糙,并且洗涤滤饼的清洗水也含有少量铜,直接排放污染环 境,没有达到资源化全利用及无害化处理的宗旨。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的是为了提供一种从工业废水 中提取铜离子的工艺,该方法能够大大提高铜离子的提取率(或者去 除率),不仅解决了重金属离子对环境的污染问题,而且可以将废液 生产其他产品实现循环利用,节约了资源,保护了环境。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种从工业废水中提取铜离子的工艺,其特征在于,包括以下步 骤:
1)分别对酸性含铜蚀刻废液和碱性含铜蚀刻废液去除悬浮杂质、 砷污染物进行预处理;
1-1)对酸性含铜蚀刻废液去除砷污染物预处理:
向每1000mL酸性含铜蚀刻废液中加入8g KMnO4的试剂投加方式、 并加入80mL浓度为12.0%NH3·H2O,搅拌反应20分钟,静止45分钟; 在此条件下,砷的去除效果达到最佳,可达到98%;
1-2)对碱性含铜蚀刻废液去除砷污染物预处理:向每1000克碱 性含铜蚀刻废液中投加1.2g的氯化镁;
2)中和沉淀:将经过步骤1处理后的酸性含铜蚀刻废液与碱性 含铜蚀刻废液在中和槽进行中和反应,经过沉淀、过滤洗涤后,得到 碱式氯化铜沉淀和滤液;在中和反应时,控制中和反应pH值在 5.5-6.0之间;
3)将步骤2)得到的碱式氯化铜沉淀加入反应罐,加入硫酸进 行反应,冷却结晶成硫酸铜晶体;
4)将步骤2)得到的滤液送入离子交换树脂塔中吸附剩余未回 收完的铜离子,得到氨氮废水;
5)采用蒸汽再压缩技术(MVR)对步骤4)得到的氨氮废水进蒸 发浓缩,浓缩液经过结晶生产出氯化铵产品,冷凝水经离子交换法处 理后达标排放。
为实现上述目的,本发明还可以采用如下技术方案:
作为优选,步骤2)中的沉淀后的滤液中添加Na2S,进一步去除 滤液中的铜离子。
作为优选,步骤2)中离子交换树脂塔中的树脂采用的载体成分 是氨基二硫代甲酸型螯合树脂,中和液在离子交换柱的停留时间为 3-4min。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:
本发明充分利用酸性含铜蚀刻废液和碱性含铜蚀刻废液,在不加 入额外物质的情况下实现了pH值的调节。本发明除砷效率高达 98.0%,整个除砷操作过程简单,易控制,并且除砷效率高。本发明 通过中和、硫化钠沉淀以及离子交换树脂塔等三步骤处理,能够将酸、 碱含铜蚀刻废液中的绝大部分铜进行回收,大大提高了大大提高铜离 子的提取率(或者去除率),同时采用蒸汽再压缩技术(MVR)对氨 氮废水进蒸发浓缩,浓缩液经过结晶生产出氯化铵产品,冷凝水经离 子交换法处理后达标排放。因此,不仅解决了重金属离子对环境的污 染问题,而且可以将废液生产其他产品实现循环利用,节约了资源, 保护了环境。
具体实施方式
一种从工业废水中提取铜离子的工艺,包括以下步骤:
1)分别对酸性含铜蚀刻废液和碱性含铜蚀刻废液去除悬浮杂质、 砷污染物进行预处理;
1-1)对酸性含铜蚀刻废液去除砷污染物预处理:
向每1000mL酸性含铜蚀刻废液中加入8g KMnO4的试剂投加方式、 并加入80mL浓度为12.0%的NH3·H2O,搅拌反应20分钟,静止45分钟; 在此条件下,砷的去除效果达到最佳,可达到98%;
1-2)对碱性含铜蚀刻废液去除砷污染物预处理:向每1000克碱 性含铜蚀刻废液中投加1.2g的氯化镁;
2)中和沉淀:将经过步骤1处理后的酸性含铜蚀刻废液与碱性 含铜蚀刻废液在中和槽进行中和反应,经过沉淀、过滤洗涤后,得到 碱式氯化铜沉淀和滤液;在中和反应时,控制中和反应pH值在5.5 之间;
3)将步骤2)得到的碱式氯化铜沉淀加入反应罐,加入硫酸进 行反应,冷却结晶成硫酸铜晶体;
4)将步骤2)得到的滤液送入离子交换树脂塔中吸附剩余未回 收完的铜离子,得到氨氮废水;树脂采用的载体成分是氨基二硫代甲 酸型螯合树脂,中和液在离子交换柱的停留时间为3min;
5)采用蒸汽再压缩技术(MVR)对步骤4)得到的氨氮废水进蒸 发浓缩,浓缩液经过结晶生产出氯化铵产品,冷凝水经离子交换法处 理后达标排放。
经过检测,本实施例中的铜离子的提取率(或者去除率)为98.8%。
实施例2:
一种从工业废水中提取铜离子的工艺,包括以下步骤:
1)分别对酸性含铜蚀刻废液和碱性含铜蚀刻废液去除悬浮杂质、 砷污染物进行预处理;
1-1)对酸性含铜蚀刻废液去除砷污染物预处理:
向每1000mL酸性含铜蚀刻废液中加入8g KMnO4的试剂投加方式、 并加入80mL浓度为12.0%NH3·H2O,搅拌反应20分钟,静止45分钟; 在此条件下,砷的去除效果达到最佳,可达到98%;
1-2)对碱性含铜蚀刻废液去除砷污染物预处理:向每1000克碱 性含铜蚀刻废液中投加1.2g的氯化镁;
2)中和沉淀:将经过步骤1处理后的酸性含铜蚀刻废液与碱性 含铜蚀刻废液在中和槽进行中和反应,经过沉淀、过滤洗涤后,得到 碱式氯化铜沉淀和滤液;在中和反应时,控制中和反应pH值在6.0 之间;
3)将步骤2)得到的碱式氯化铜沉淀加入反应罐,加入硫酸进 行反应,冷却结晶成硫酸铜晶体;
4)将步骤2)得到的滤液送入离子交换树脂塔中吸附剩余未回 收完的铜离子,得到氨氮废水;树脂采用的载体成分是氨基二硫代甲 酸型螯合树脂,中和液在离子交换柱的停留时间为4min;
5)采用蒸汽再压缩技术(MVR)对步骤4)得到的氨氮废水进蒸 发浓缩,浓缩液经过结晶生产出氯化铵产品,冷凝水经离子交换法处 理后达标排放。
经过检测,本实施例中的铜离子的提取率(或者去除率)为98.7%。
实施例3:
一种从工业废水中提取铜离子的工艺,包括以下步骤:
1)分别对酸性含铜蚀刻废液和碱性含铜蚀刻废液去除悬浮杂质、 砷污染物进行预处理;
1-1)对酸性含铜蚀刻废液去除砷污染物预处理:
向每1000mL酸性含铜蚀刻废液中加入8g KMnO4的试剂投加方式、 并加入80mL浓度为12.0%NH3·H2O,搅拌反应20分钟,静止45分钟; 在此条件下,砷的去除效果达到最佳,可达到98%;
1-2)对碱性含铜蚀刻废液去除砷污染物预处理:向每1000克碱 性含铜蚀刻废液中投加1.2g的氯化镁;
2)中和沉淀:将经过步骤1处理后的酸性含铜蚀刻废液与碱性 含铜蚀刻废液在中和槽进行中和反应,经过沉淀、过滤洗涤后,得到 碱式氯化铜沉淀和滤液;在中和反应时,控制中和反应pH值在6.0 之间;步骤2)中的沉淀后的滤液中添加Na2S,进一步去除滤液中的 铜离子。
3)将步骤2)得到的碱式氯化铜沉淀加入反应罐,加入硫酸进 行反应,冷却结晶成硫酸铜晶体;
4)将步骤2)得到的滤液送入离子交换树脂塔中吸附剩余未回 收完的铜离子,得到氨氮废水;树脂采用的载体成分是氨基二硫代甲 酸型螯合树脂,中和液在离子交换柱的停留时间为4min;
5)采用蒸汽再压缩技术(MVR)对步骤4)得到的氨氮废水进蒸 发浓缩,浓缩液经过结晶生产出氯化铵产品,冷凝水经离子交换法处 理后达标排放。
经过检测,本实施例中的铜离子的提取率(或者去除率)为99.4%。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发 明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实 质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。