一種利用吸附與電沉積組合工藝回收含銅廢液中銅的方法技術

一種利用吸附與電沉積組合工藝回收含銅廢液中銅的方法，屬于資源回收技術領域，所述組合工藝由吸附與電沉積兩部分組成，首先使用裝填有離子樹脂的吸附柱對含銅廢水中的銅離子進行吸附，吸附柱吸附飽和后，使用洗脫劑進行洗脫，洗脫后得到的含銅洗脫液，通過電沉積的方法回收單質銅。本發明專利技術在有限的吸附柱數量下，按照吸附飽和的先后順序依次對吸附柱進行洗脫，洗脫后的吸附柱重新串聯到后端，解決傳統離子吸附法去除銅的工藝中，吸附容量低，出水銅離子濃度容易超標的問題。此外，電沉積過程中，陰極區產生銅單質，陽極區析氧產生大量的酸，電沉積結束后，這些富含酸的電沉積液可以作為離子樹脂的洗脫劑，循環使用。

Process for recovering copper in copper containing waste liquor by combined adsorption and electrodeposition process

A combined process of adsorption and recovery of electric deposition of copper containing waste liquid of copper using the method, which belongs to the field of resource recovery technology, the combined process by adsorption and deposition of two parts, the first use of adsorption column filled with ion-exchange resin for adsorption of copper ions in copper containing wastewater, adsorption column saturation after use the eluent was obtained after elution, elution of copper containing eluate by electrodeposition recovery of copper. The present invention in the number of adsorption column is limited, in accordance with the order of the saturated adsorption column followed by elution, elution adsorption column again after the series to back, to solve the traditional method of removal of copper ion adsorption process, the adsorption capacity is low, the effluent concentration of copper ion to exceed the standard problem. In addition, in the electrodeposition process, the cathode region produces copper elements, and the anode region generates oxygen to produce a large number of acids. After deposition, the acid rich precipitation liquid can be used as an eluent of the ion resin.

【技術實現步驟摘要】
一種利用吸附與電沉積組合工藝回收含銅廢液中銅的方法
本專利技術屬于資源回收
，具體涉及一種利用吸附與電沉積組合工藝回收含銅廢液中銅的方法。
技術介紹
重金屬污染已成為全球性的水體污染問題，是衡量水體污染程度的重要指標之一。重金屬通過金屬冶煉、礦山開采、化石燃料的燃燒、金屬加工及化工生產廢水、施用農藥化肥和生活垃圾等人為污染源，以及地質侵蝕、風化等形式進入水體。此外，重金屬元素具有毒性大，易被生物富集并有生物放大效應，在環境中不易被代謝等特點，不但污染水源，也嚴重威脅人類和水生生物的生存。人們對水體重金屬污染問題已有相對深入的研究，同時采取了多種方法對重金屬污染的水體及重金屬工業廢水進行處理和修復。目前，對于重金屬銅廢液的處理方法及技術，主要有以下幾種：金屬置換、水合肼還原法、電解還原法、萃取法。金屬置換法是基于金屬活潑性的差異，將鐵粉或鋁粉加入到富含銅離子的廢液中，將銅離子轉變為銅單質而置換出來。優點：該方法比較簡單，投資少；缺點：回收的銅純度低、回收率低。另外，金屬置換及析氫副反應的顯著熱效應使回收過程不穩定。改進方法：處理槽的串并聯，以提高該方法的穩定性。水合肼還原法是將氨水加入稀釋后的酸性蝕刻廢液中，用氫氧化鈉溶液調節廢液的酸度，然后用水合肼溶液還原出銅粉。優點：該方法得到的納米銅粉，因可制備導電涂料和電磁屏蔽材料而具有很高的價值，因此該方法受到人們的廣泛關注。缺點：還原劑水合肼溶液具有一定的毒性，且價格較高。電解還原法是基于電化學原理，即酸性蝕刻廢液中的銅氯絡離子在陰極得到電子還原為銅。電解銅為塊狀、片狀和密實的粒狀，純度為99％，回收率為99％。電解還原法包括常規電解法和膜電解法。優點：電解法不需要添加任何化學藥劑，僅消耗電，無二次污染。缺點：對濃度較高(銅的質量濃度大于1g/L時)的廢水有一定的經濟效益，當銅廢液的銅離子濃度較低時，電解效率低，銅回收率低，不經濟。萃取法，首先用萃取劑以銅氯配合物的形式將銅從酸性蝕刻廢液中萃取出來，相分離后得到萃取液。用水、氨水或硫酸銨溶液洗脫含銅有機相中的氯離子，然后用硫酸萃取含銅有機相，得到硫酸銅溶液。用含氯離子的水溶液再生有機相，再返回萃取段進行萃取。優點：萃取效率高，銅回收率高。缺點：萃取劑為有機物，具有一定毒性，而且價格較貴，萃取過程較為復雜，步驟繁瑣。離子交換樹脂，離子交換樹脂除銅效果頗佳，樹脂法處理含高濃度氨銅漂洗液已見報道；也有工廠采用弱酸性陽離子交換樹脂處理酸性硫酸鹽鍍銅漂洗廢水；有些企業用強堿性陰離子交換樹脂處理焦磷酸鹽鍍銅廢水，使部分水循環利用。另外鰲合樹脂具有選擇性好、吸附容量大、效率高等優點。然而由于這些鰲合樹脂價格昂貴，大多停留在試驗階段，較少在工業中大規模應用。
技術實現思路
[要解決的技術問題]本專利技術的目的是提供一種利用吸附與電沉積組合工藝回收含銅廢液中銅的方法，解決傳統離子吸附法去除銅的工藝中，吸附容量低，出水銅離子濃度容易超標的問題，并實現含銅廢液處理過程中的綠色經濟循環。[技術方案]本專利技術是通過下述技術方案實現的。一種利用吸附與電沉積組合工藝回收含銅廢液中銅的方法，所述組合工藝由吸附與電沉積兩部分組成，首先使用裝填有離子樹脂的吸附柱對含銅廢水中的銅離子進行吸附，吸附柱吸附飽和后，使用洗脫劑進行洗脫，洗脫后得到的含銅洗脫液，通過電沉積的方法回收單質銅。所述吸附柱的數量為兩根或兩根以上，按照吸附飽和的先后順序依次對吸附柱進行洗脫，洗脫完的吸附柱重新串聯到后端。所述洗脫過程采用硫酸作為洗脫劑，濃度范圍為1％～30％。所述電沉積過程中，陰陽極板的片數范圍為1～20片，極板間的距離范圍為1～5cm。所述電沉積過程中，陰極區產生銅單質，陽極區析氧而產生大量的酸，當電沉積結束后，這些富含酸的電沉積液可以作為離子樹脂的洗脫劑，循環使用。所述吸附柱中的填料可以為離子交換樹脂，也可以選擇活性炭、離子纖維、分子篩等其他吸附材料。[有益效果]本專利技術在有限的吸附柱數量下，按照吸附飽和的先后順序依次對吸附柱進行洗脫，洗脫后的吸附柱重新串聯到后端，解決傳統離子吸附法去除銅的工藝中，吸附容量低，出水銅離子濃度容易超標的問題。此外，利用電沉積技術對洗脫液中的銅離子進行回收，在電沉積過程中，銅離子在陰極析出并回收，陽極區則通過析氧產生大量的硫酸，富含硫酸的電沉積液可以作為樹脂的洗脫劑循環利用，在實現銅單質回收的同時，實現了處理過程的綠色經濟循環。【附圖說明】圖1為本專利技術的工藝流程圖圖2為銅回收的工藝裝置圖圖3為離子樹脂對不同離子選擇性吸附情況圖4為離子樹脂柱的動態吸附曲線圖5為銅回收工藝裝置運行出水濃度變化圖6為離子樹脂柱的脫附再生曲線【具體實施方式】通過下述實施例將能夠更好地理解本專利技術。實施例(1)具體裝置及操作方法本實施例中工藝流程如圖1所示，工藝裝置圖如圖2所示，工藝裝置圖中各部分組成如表1所示。表1銅回收工藝裝置圖中的各部分組成如圖1、圖2及表1所示，本實施例利用“吸附-洗脫-電沉積”技術從含銅廢液中回收銅單質。工藝特點：通過閥門調整進樣的流向，達到連續吸附再生的目的。操作方法：以吸附水中的銅離子為例，在槽10中加入含銅廢液。再生劑選擇5％硫酸，置于槽13中。采用4根吸附柱運行方式，運行工藝為“先1234吸附→1再生，234吸附→2341吸附→2再生，341吸附→3412吸附→3再生，412吸附→4123吸附→4再生，123吸附→1234吸附→循環”。1)用四根吸附柱串聯吸附原液中的銅。操作如下：E1開，E2、E3、E4關；C1、C2、C3開，C4關；B1、B2、B3關，B4開；F1、F2關，F3開。A1、A2、A3、A4關；D1、D2、D3、D4關。則原液流經四根吸附柱，并將出水導向槽12。2)第一根吸附柱飽和后，將第一根吸附柱再生。操作如下：E2開，E1、E3、E4關；C2、C3開，C1、C4關；B1、B2、B3關，B4開；F1、F2關，F3開。A1開，A2、A3、A4關；D1開，D2、D3、D4關。則第一根吸附柱等待再生，原液從第二根吸附柱進入繼續吸附。H1關、H2開，G1、G3關，G2開，則硫酸再生樹脂；H2關、H1開，G2、G3關，G1開，則清水沖洗吸附柱去除多余的酸。H1關，H2開，G1、G2關G3開、，此時富含硫酸的電沉積液可以作為樹脂的洗脫劑，從而實現銅廢液處理的綠色經濟循環。3)再生完全后將第一根吸附組列為最后一根，重新吸附。操作如下：在2)的基礎上，H1、A1、D1、B4關，C4、B1、F1、F2開。則第一根吸附柱被接到線路最后重新吸附。以此類推，該裝置可以滿足：每根飽和的樹脂柱都可以在其余樹脂柱不停止運行的情況下得到再生。4)若某個樹脂柱需要更換樹脂(如第三根樹脂柱)，所需的操作如下：E1、E2、E3關，E4開；C1、C4開，C2、C3關；B1、B3、B4關，B2開；F1、F2、F3開。A1、A2、A3、A4關；D1、D2、D3、D4關。則原液流經柱四、一、二并將出水導向槽12。將柱三重新裝填后接入線路：F1、B2關，C2、B3開。(2)離子樹脂的選擇性配置6mmol/L的CuSO4溶液500mL作為樣本1。配置濃度分別為6mmol/L的KCl、CaCl2、NaCl、MgCl2混合溶液500mL作為樣本本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用吸附與電沉積組合工藝回收含銅廢液中銅的方法，其特征在于，所述組合工藝由吸附與電沉積兩部分組成，首先使用裝填有離子樹脂的吸附柱對含銅廢水中的銅離子進行吸附，吸附柱吸附飽和后，使用洗脫劑進行洗脫，洗脫后得到的含銅洗脫液，通過電沉積的方法回收單質銅。

【技術特征摘要】
1.一種利用吸附與電沉積組合工藝回收含銅廢液中銅的方法，其特征在于，所述組合工藝由吸附與電沉積兩部分組成，首先使用裝填有離子樹脂的吸附柱對含銅廢水中的銅離子進行吸附，吸附柱吸附飽和后，使用洗脫劑進行洗脫，洗脫后得到的含銅洗脫液，通過電沉積的方法回收單質銅。2.根據權利要求1所述的一種利用吸附與電沉積組合工藝回收含銅廢液中銅的方法，其特征在于，所述吸附柱的數量為兩根或兩根以上，按照吸附飽和的先后順序依次對吸附柱進行洗脫，洗脫完的吸附柱重新串聯到后端。3.根據權利要求1所述的一種利用吸附與電沉積組合工藝回收含銅廢液中銅的方法，其特征在于，所述洗脫過程采用硫酸作為洗脫劑，濃度范...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳亦力，李鎖定，李天玉，莫恒亮，張國軍，
申請(專利權)人：天津碧水源膜材料有限公司，
類型：發明
國別省市：天津,12