低濃度硫酸銅硫酸溶液的再生處理方法及裝置制造方法
【專利摘要】一種低濃度硫酸銅硫酸溶液的再生處理方法及設(shè)備，其特征是采用陰極電解球沉積金屬銅的同時，陰極使溶液的酸度上升可直接回到生產(chǎn)線，陰極上的銅熔解后送入直流電解槽中電極形成銅板。本發(fā)明具有工藝簡單，能重復(fù)利用并最終從低濃度廢液中提取銅板，經(jīng)濟(jì)效果顯著的同時，具有很高的環(huán)保價值。
【專利說明】低濃度硫酸銅硫酸溶液的再生處理方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢水處理技術(shù)，尤其是一種低濃度硫酸銅溶液的高效循環(huán)回收處理技術(shù)，具體地說是一種低濃度硫酸銅硫酸溶液的再生處理方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，低濃度硫酸銅硫酸溶液通常是由酸洗工序產(chǎn)生，廢液量大，酸含量偏低，銅含量一般在5000ppm左右,傳統(tǒng)的處理方法是:廢水產(chǎn)生單位委外處理,環(huán)保公司將該廢液浸泡鐵屑，生產(chǎn)海綿銅，尾水簡單酸堿中和處理后排放，大量的硫酸鹽類物質(zhì)流入環(huán)境，造成對環(huán)境的二次污染破壞。產(chǎn)品海綿銅純度較低，附加值低。整個處理工藝成本高，產(chǎn)品價值低，效益低下且造成了嚴(yán)重的二次污染。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的低濃度硫酸銅硫酸溶液處理方法簡單，回收利用率不高的問題，發(fā)明一種既能最大限度的利用廢液中的電解質(zhì)，將銅離子電解出來，同時將再生的硫酸溶液經(jīng)凈化后，返回生產(chǎn)線循環(huán)使用，減少硫酸用量，實現(xiàn)該廢液的零排放，同時能最大限度提高產(chǎn)品銅的純度，設(shè)備操作便捷，生成的銅塊易剝離的低濃度硫酸銅硫酸溶液的再生處理方法及裝置。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案之一是:
一種低濃度硫酸銅硫酸溶液的再生處理方法，其特征是:
首先，使經(jīng)過初級凈化設(shè)備I過濾后進(jìn)入酸洗液循環(huán)槽2中的低濃度硫酸銅硫酸溶液進(jìn)入陰極為不溶性金屬空心球，陽極為析氧陽極的低金屬濃度電解槽3中進(jìn)行電解，使金屬球表面沉積金屬銅，電解后的硫酸銅硫酸溶液的酸濃度增加到能滿足生產(chǎn)線使用要求的狀態(tài)，經(jīng)初級凈化設(shè)備I凈化后循環(huán)進(jìn)入生產(chǎn)線；
其次，將金屬溶解液濃縮槽5的溶解液送入低金屬濃度電解槽3中將陰極金屬球上的金屬銅溶解后經(jīng)次級凈化設(shè)備4凈化后進(jìn)入金屬溶解液濃縮槽5中再送入電解循環(huán)槽6中，如果電解循環(huán)槽6中的金屬銅溶解液中的銅離子的含量低于設(shè)定值，則再次已送入金屬溶解液濃縮槽5中循環(huán)，直到電解循環(huán)槽6的金屬銅溶解液中的銅離子的含量達(dá)到設(shè)定值；
最后，將滿足要求的電解循環(huán)槽6中的金屬銅溶解液送入銅板回收電解槽7中進(jìn)行電解生成銅板。
[0005]所述的陰極金屬球的密度為1.2-1.3。
[0006]所述的低金屬濃度電解槽3中設(shè)有溢流口。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案之二是:
一種低濃度硫酸銅硫酸溶液的再生處理裝置，其特征是它包括初級凈化設(shè)備1、酸洗液循環(huán)槽2、低金屬濃度電解槽3、次級凈化設(shè)備1、金屬溶解液濃縮槽5、電解循環(huán)槽6和銅板回收電解槽7，初級凈化設(shè)備I的進(jìn)口端接產(chǎn)品廢水排出口和低金屬濃度電解槽3的一個再生液排出口，經(jīng)初級凈化設(shè)備I凈化后的生產(chǎn)線廢水從初級凈化設(shè)備I的出口進(jìn)入酸洗液循環(huán)槽2中，酸洗液循環(huán)槽2中的生產(chǎn)線廢水從低金屬濃度電解槽3的底部進(jìn)入低金屬濃度電解槽3中沖擊其中作為陰極的不溶性金屬空心球，低金屬濃度電解槽3中作為陰極的不溶性金屬空心球?qū)U水中的銅離子沉積在表面，低金屬濃度電解槽3中的析氧陽極(表面鍍有銥、鉭、鈮或鈰等稀有金屬的鈦板)使生產(chǎn)線廢水的酸度上升到滿足生產(chǎn)線要求，經(jīng)初級凈化設(shè)備I凈化后送入生產(chǎn)線循環(huán)使用，沉積在不溶性金屬空心球表面銅的被金屬溶解液濃縮槽5中的金屬溶解液并經(jīng)次級凈化設(shè)備4凈化后排入電解循環(huán)槽6，并經(jīng)過電解循環(huán)槽6中安裝的循環(huán)電機(jī)與金屬溶解液濃縮槽5進(jìn)行循環(huán)，直到電解循環(huán)槽6的銅離子濃度達(dá)到設(shè)定值后送入銅板回收電解槽7中電解后得到銅板。
[0008]所述的低金屬濃度電解槽3為上大下小的錐臺結(jié)構(gòu)，在其上部設(shè)有溢流口。
[0009]本發(fā)明的有益效果:
1、廢液中銅離子濃度由5000ppm左右處理至20?50ppm,處理效率近95%；
2、生成的銅板剝離操作簡單，純度高達(dá)99.7%以上，噸銅耗電量因溶液導(dǎo)電差異而變化，約為3000?5000度電。產(chǎn)品附加值高，處理成本低廉；
3、再生液硫酸濃度略有提升，基本不需補(bǔ)加硫酸即可滿足產(chǎn)線循環(huán)使用要求，化工物料大大節(jié)約。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明的低金屬濃度電解槽的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0013]實施例一。
[0014]如圖1所示。
[0015]一種低濃度硫酸銅硫酸溶液的再生處理方法，它包括以下步驟:
首先，使經(jīng)過初級凈化設(shè)備I過濾后進(jìn)入酸洗液循環(huán)槽2中的低濃度硫酸銅硫酸溶液進(jìn)入陰極為不溶性金屬空心球(密度為1.2-1.3)，陽極為析氧陽極(可采用表面鍍有銥、鉭、鈮或鈰等稀有金屬的鈦板制造)的低金屬濃度電解槽3中進(jìn)行電解，使金屬球表面沉積金屬銅，所述的低金屬濃度電解槽3的中心上部設(shè)有溢流口，如圖2所示。電解后的硫酸銅硫酸溶液的酸濃度增加到能滿足生產(chǎn)線使用要求的狀態(tài)，經(jīng)初級凈化設(shè)備I凈化后循環(huán)進(jìn)入生產(chǎn)線；
其次，將金屬溶解液濃縮槽5的溶解液送入低金屬濃度電解槽3中將陰極金屬球上的金屬銅溶解后經(jīng)次級凈化設(shè)備4凈化后進(jìn)入金屬溶解液濃縮槽5中再送入電解循環(huán)槽6中，如果電解循環(huán)槽6中的金屬銅溶解液中的銅離子的含量低于設(shè)定值，則再次已送入金屬溶解液濃縮槽5中循環(huán)，直到電解循環(huán)槽6的金屬銅溶解液中的銅離子的含量達(dá)到設(shè)定值；如圖1所示。
[0016]最后，將滿足要求的電解循環(huán)槽6中的金屬銅溶解液送入銅板回收電解槽7中進(jìn)行電解生成銅板。
[0017]實施例二。
[0018]如圖1-2所示。
[0019]一種低濃度硫酸銅硫酸溶液的再生處理裝置，其特征是它包括初級凈化設(shè)備1、酸洗液循環(huán)槽2、低金屬濃度電解槽3、次級凈化設(shè)備1、金屬溶解液濃縮槽5、電解循環(huán)槽6和銅板回收電解槽7，低金屬濃度電解槽3為上大下小的錐臺結(jié)構(gòu)，在其上部設(shè)有溢流口。初級凈化設(shè)備I的進(jìn)口端接產(chǎn)品廢水排出口和低金屬濃度電解槽3的一個再生液排出口，經(jīng)初級凈化設(shè)備I凈化后的生產(chǎn)線廢水從初級凈化設(shè)備I的出口進(jìn)入酸洗液循環(huán)槽2中，酸洗液循環(huán)槽2中的生產(chǎn)線廢水從低金屬濃度電解槽3的底部進(jìn)入低金屬濃度電解槽3中沖擊其中作為陰極的不溶性金屬空心球，低金屬濃度電解槽3中作為陰極的不溶性金屬空心球?qū)U水中的銅離子沉積在表面，低金屬濃度電解槽3中的析氧陽極(表面鍍有銥、鉭、鈮或鈰等稀有金屬的鈦板)使生產(chǎn)線廢水的酸度上升到滿足生產(chǎn)線要求，經(jīng)初級凈化設(shè)備I凈化后送入生產(chǎn)線循環(huán)使用，沉積在不溶性金屬空心球表面銅的被金屬溶解液濃縮槽5中的金屬溶解液并經(jīng)次級凈化設(shè)備4凈化后排入電解循環(huán)槽6，并經(jīng)過電解循環(huán)槽6中安裝的循環(huán)電機(jī)與金屬溶解液濃縮槽5進(jìn)行循環(huán)，直到電解循環(huán)槽6的銅離子濃度達(dá)到設(shè)定值后送入銅板回收電解槽7中電解后得到銅板。
[0020]本發(fā)明的工作過程和原理是:
由于廢液中銅離子濃度低，溶液電導(dǎo)率也不理想，要從此廢液中最大限度的將銅提取出來的同時，還要實現(xiàn)硫酸溶液的再生循環(huán)使用，經(jīng)多次試驗，本發(fā)明采用了圖1所示的流體浮動床工藝來設(shè)計制造電解槽3，電解槽中的陽極為析氧陽極，采用表面鍍有稀有金屬(銥、鉭、銀、鑭、鋪等)涂層的鈦板，陽極板表面裝有密孔擋網(wǎng)層，陰極為不溶性金屬空心球，陰極密度(相對于水)要求在1.2^1.3。當(dāng)電解液從下窄口入電解槽3時，由于流速較大，將陰極球推動呈懸浮狀態(tài)，陰極球不斷相互碰撞，在通電狀態(tài)下，各陰極表面生成金屬銅后改變重量，重的下沉，輕的繼續(xù)懸浮長銅，最終將廢水中銅離子電解出來的同時，實現(xiàn)廢液的循環(huán)再生。
[0021]具體流程如下:
產(chǎn)線廢水排入，經(jīng)初級凈化設(shè)備I凈化后，在酸洗液循環(huán)槽2中循環(huán)經(jīng)低金屬濃度電解槽3電解，經(jīng)電解后的廢液酸濃度略有提升，基本可滿足產(chǎn)線使用要求，經(jīng)凈化后可循環(huán)使用。電解生成的金屬銅生長在低金屬濃度電解槽3的陰極上，經(jīng)金屬溶解液濃縮槽5中溶解液循環(huán)溶解并次級凈化裝置4凈化后，將陰極上的銅全部溶解到金屬溶解液濃縮槽5中，再排入電解循環(huán)槽6中再由電解槽7直流電解，生成成品銅板。
[0022]本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種低濃度硫酸銅硫酸溶液的再生處理方法，其特征是: 首先，使經(jīng)過初級凈化設(shè)備(I)過濾后進(jìn)入酸洗液循環(huán)槽(2)中的低濃度硫酸銅硫酸溶液進(jìn)入陰極為不溶性金屬空心球，陽極為析氧陽極的低金屬濃度電解槽(3)中進(jìn)行電解，使金屬球表面沉積金屬銅，電解后的硫酸銅硫酸溶液的酸濃度增加到能滿足生產(chǎn)線使用要求的狀態(tài)，經(jīng)初級凈化設(shè)備(I)凈化后循環(huán)進(jìn)入生產(chǎn)線； 其次，將金屬溶解液濃縮槽(5)的溶解液送入低金屬濃度電解槽(3)中將陰極金屬球上的金屬銅溶解后經(jīng)次級凈化設(shè)備(4)凈化后進(jìn)入金屬溶解液濃縮槽(5)中再送入電解循環(huán)槽(6)中，如果電解循環(huán)槽(6)中的金屬銅溶解液中的銅離子的含量低于設(shè)定值，則再次已送入金屬溶解液濃縮槽(5)中循環(huán)，直到電解循環(huán)槽(6)的金屬銅溶解液中的銅離子的含量達(dá)到設(shè)定值； 最后，將滿足要求的電解循環(huán)槽(6)中的金屬銅溶解液送入銅板回收電解槽(7)中進(jìn)行電解生成銅板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的陰極金屬球的比水密度為1.2-1.3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的低金屬濃度電解槽(3)中設(shè)有溢流口。
4.一種低濃度硫酸銅硫酸溶液的再生處理裝置，其特征是它包括初級凈化設(shè)備(I )、酸洗液循環(huán)槽(2)、低金屬濃度電解槽(3)、次級凈化設(shè)備(I)、金屬溶解液濃縮槽(5)、電解循環(huán)槽(6 )和銅板回收電解槽(7 )，初級凈化設(shè)備(I)的進(jìn)口端接產(chǎn)品廢水排出口和低金屬濃度電解槽(3)的一個再生液排出口，經(jīng)初級凈化設(shè)備(I)凈化后的生產(chǎn)線廢水從初級凈化設(shè)備(I)的出口進(jìn)入酸洗液循環(huán)槽(2)中，酸洗液循環(huán)槽(2)中的生產(chǎn)線廢水從低金屬濃度電解槽(3)的底部進(jìn)入低金屬濃度電解槽(3)中沖擊其中作為陰極的不溶性金屬空心球，低金屬濃度電解槽(3)中作為陰極的不溶性金屬空心球?qū)U水中的銅離子沉積在表面，低金屬濃度電解槽(3)中的析氧陽極使生產(chǎn)線廢水的酸度上升到滿足生產(chǎn)線要求，經(jīng)初級凈化設(shè)備(I)凈化后送入生產(chǎn)線循環(huán)使用，沉積在不溶性金屬空心球表面銅的被金屬溶解液濃縮槽(5)中的金屬溶解液并經(jīng)次級凈化設(shè)備(4)凈化后排入電解循環(huán)槽(6)，并經(jīng)過電解循環(huán)槽(6 )中安裝的循環(huán)電機(jī)與金屬溶解液濃縮槽(5 )進(jìn)行循環(huán)，直到電解循環(huán)槽(6 )的銅離子濃度達(dá)到設(shè)定值后送入銅板回收電解槽(7)中電解后得到銅板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低濃度硫酸銅硫酸溶液的再生處理裝置，其特征是所述的低金屬濃度電解槽(3)為上大下小的錐臺結(jié)構(gòu)，在其上部設(shè)有溢流口。
【文檔編號】C23G1/36GK104313619SQ201410530358
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】趙業(yè)偉, 許其飛, 杜垚 申請人:南京舜業(yè)環(huán)?？萍加邢薰?br>