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低浓度含铜废水资源回收

作者:admin 发布日期:2021-05-21 10:30
随着冶金工业和电子行业的发展,产生了大量含铜废水,含铜废水具有较高经济价值,但对人及环境都有危害。如果含铜废水在排放前能回收利用,则不仅可解决铜对环境的污染问题,而且节约资源,具有一定的经济效益。通常酸性镀铜清洗水铜离子含量为铜2-5克/升,并且含有1-3克/升的硫酸,我们将这种废液统称为酸性低含铜废液。目前国内对含铜废水的处理主要集中在高浓度的含铜废液上,而对行业内生产中产生的铜离子含量较低的废液的研究比较有限。
目前针对含铜离子浓度较低的废液的处理方法主要有如下几种。
一、产生高含铜污泥
该方法是将含铜废水加入碱性液体,将溶液中的铜以铜泥的方式沉淀出,废液排放。而该种方法得到的铜泥,品位低,产品售价低,同时产出铜泥后的废液需要排放,对环境产生二次污染。
二、中和结晶
该方法是将酸、碱含铜废液经由第一次中和、离心过滤、再次中和结晶,以及筛滤与脱水等作程序而制得具有较高品质硫酸铜的方法。这种方法得到了产品硫酸铜,产品附加值比铜泥高。但废液中的铜以硫酸铜的形式回收之后,废水也需要排放,污染环境。
三、通过酸性含铜废液制备高纯氧化铜粉
将酸性含铜废液中的铜以氧化铜的形式回收。存在的主要问题还是废水需要外排。
四、电解回收铜
将含铜废液中的铜以电积铜的方式回收。得到的产品是电积铜,售价高,经济效益较好。但以电积的方式只能将溶液中的铜降低到l~3g/l左右,需要继续进废水站处理。该方法无法处理含铜量低的酸性镀铜清洗水和其他低含铜废液。
针对低浓度的酸性含铜废液,以上现有技术存在的最大问题是废水的资源化回收程度低,对环境的二次污染大。大量的废液经过简单的处理后排放到环境中,铜和COD等对环境造成持续的污染。
五、海普定制化处理工艺
江苏海普功能材料有限公司开发的酸性低含铜废液处理工艺,对铜酸水中的铜进行选择性吸附并富集到吸附材料中,从而实现分离铜离子的目的,吸附出酸铜含量大大降低,满足后续步骤相关要求,脱附液则是浓缩了数倍的铜离子溶液,可供客户回收处理。
江苏海普功能材料有限公司致力于高性能吸附剂催化剂产品的研发和产业化,2018年获批为苏州市吸附与催化功能纳米材料工程技术研究中心通过多年的自主研发,在离子交换技术吸附技术纳米无机材料杂化技术等方面具有国际领先的水平,实现吸附和催化产品的系列化,并成功应用于环境保护和资源循环领域。以自主研发的系列高性能吸附剂和催化剂产品为核心,配合自主开发的工艺技术,海普已经成为专业的绿色环保解决方案供应商。
采用海普的吸附工艺处理酸性低含铜废液时,低浓度含铜废水原水经过吸附泵提升进入精滤器,将其中的悬浮物和细小颗粒物截留,防止杂质进入吸附材料中,影响吸附性能。过滤后的废水再进入装有特种吸附材料的吸附塔进行吸附,吸附饱和后,再利用特定的脱附剂对吸附材料进行脱附处理,使吸附材料得以再生并重新继续吸附,如此不断循环进行。出水可排放或者进入后续处理流程,高浓度脱附液可供客户回收处理。
图1 工艺流程图
六、案例介绍
三星电子含铜废水处理项目,总设计废水处理规模为10000m³/年,出水为蓝色,pH1.75,铜离子浓度3531ppm,TDS浓度389000ppm,出水不符合后续处理要求,满足不了企业的稳定生产需求。海普对该废水进行了定制化的工艺设计,废水设计指标如下表。
1 废水设计参数表
指 标 水量t/a pH 铜离子(mg/L) TDS(mg/L)
原始来水 10000 1~2 ≤3531 ≤389000
吸附出水 10000 3~4 ≤0.5 ≤173000
脱附液 ~2.1 强酸性 35000~40000  
设计运行时间 每天运行6小时
 
实验室小试结果如下:
2 吸附处理数据
批次 吸附量 吸附流速 出水铜含量 脱附液铜含量
1 13BV 2BV/ h 0.058ppm 33750ppm
2 13BV 2BV/ h 0.082ppm 33278ppm
3 13BV 2BV/ h 0.413ppm 32802ppm
4 13BV 2BV/ h 2.418ppm 39728ppm
5 13BV 2BV/ h 0.470ppm 36884ppm
6 13BV 2BV/ h 0.240ppm 40192ppm
 
处理效果外观图:
图2 依次为原水、吸附出水脱附液
铜废水经特种吸附剂吸附处理后出水呈无色,出水铜≤0.5ppm,脱附液回收铜含量达4%。
七、吸附法的优点
1.有效降低出水中铜离子浓度,可保证出水达标排放或满足后续工艺的运行要求;
2.采用特种改性的吸附材料,吸附容量大,设备投资少,运行费用低;
3.工艺流程简单,可实现全程自动化操作,操作维护方便;
4.可实现多层布置,占地面积小,安装周期短;
5.高浓度含铜脱附液可进行回收处理,有较大的环境效益和经济效益。