一种电解处理含氰含铜电镀废水并回收铜的方法技术

本发明专利技术涉及一种电解处理含氰含铜电镀废水并回收铜的方法。本发明专利技术与现有的处理含氰含铜方法相比具有工艺简单、无二次污染、去除率高、所沉积的金属铜可回收利用、出水可重复利用的优点。电解处理含氰含铜电镀废水的方法是：在含氰含铜电镀废水中加入氢氧化钠调节废水中OH-浓度，过滤得氢氧化铜沉淀物和滤液；以滤液为电解液，加入一定量的中孔颗粒状活性炭和NaCl；通直流电电解，并在阳阴两极之间外加强静电场，电场方向为从阳极到阴极；当阴极析出铜后，对析出的铜加以回收利用。当电解液中Cu2+和CN-的残留量分别小于0.5mg/L和0.1mg/L结束电解，沉淀分离后，颗粒状活性炭用盐酸处理后再次利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含重金属离子电镀废水的处理领域，特别是。
技术介绍
含重金属离子的工业废水排放到环境中不能被降解、易积累，危害很大。重金属污染基本上都是通过废水排放造成的，所以废水治理技术应向循环用水和金属回收方向发展。治理含重金属离子废水的方法分为三类:第一类是使废水中重金属离子通过发生化学反应除去的方法，具体方法有中和沉淀法、硫化物沉淀法、化学还原法、电化学还原法、铁氧体共沉淀法等；第二类是使废水中的重金属离子在不改变其化学形态条件下进行吸附、浓缩和分离的方法，具体有沸石吸附、膨润土吸附、溶剂萃取法、离子交换法；第三类是借助微生物或植物的吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法，具体方法有生物絮凝法、生物吸附法、植物整治法等。在含氰含铜电镀废水中，铜离子以络合物形式存在，增大了处理的难度。虽然铜是生命所必须的微量元素，但是摄取但过量的铜对人类和动植物都有害，铜盐都具有较大的毒性，误食过量的铜盐就可发生严重中毒。然而对既含铜又含氰络合物的混合电镀废水，铜的去除效果不好，往往达不到排放标准，主要是因为废水氰离子与铜离子形成络合物，铜离子不易离解，使得氰离子和铜离子不能达标排放。特别是对含有氰的含铜混合废水经处理后，铜离子的浓度和Cf的浓度几乎成正比，只要废水中的CN_存在，出水中的铜离子浓度就不会达标。这就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。一般说来，在含氰含铜电镀废水中，除了含有较高毒性的铜离子，尚有游离的剧毒氰化物和铜氰络合离子存在，较难处理。氰化物是毒性很大的化学品，CN^会与动物体中高铁细胞色素酶结合，生成氰化高铁细胞色素氧化酶而失去氧的传递功能，在体内引起组织缺氧而窒息，极少量的氰化物就会使人畜在很短的时间内中毒死亡，还会造成农作物减产。含氰废水的处理方法较多，有化学法、膜分离法、离子交换法、电解氧化法等。在工厂实际运行中，应用最多的仍旧为化学法。(I)化学法在化学处理中，其原理在于利用氰根的还原性，通过投加氧化剂诸如氯系氧化剂、臭氧、双氧水等氧化氰离子，进而达到去除的目的。根据投加氧化剂种类的不同常用的主要有碱性氯化法、臭氧处理法、二氧化氯协同氧化剂破氰法等，其中应用最广泛的是碱性氯化法。利用碱性氯化法破氰主要分两个阶段:第一阶段是将氰化物氧化成氰酸盐(CN0-)，通常将第一阶段叫做“不完全氧化”;第二阶段是将氰酸盐进一步氧化分解成二氧化碳和氮气，这个阶段叫“完全氧化”。通常含氯药剂有液氯、漂白粉、次氯酸钠、二氧化氯等。该法优点在于处理效果好，去除率及达标率高，但pH控制较严格，需频繁设定调整PH并设定程序，CN-较高时存在氧化剂的消耗量较大，制造成本高，耗电量较大，设备复杂，设备投资较高。⑵膜分离法膜分离法是利用疏水性材料制成的具有选择性的分离膜，只允许离子的CN-通过，在膜的另一侧流动的是具有吸收作用的液碱，在两侧CN^浓度差的推动下Cf向另一侧自由扩散，最后被液碱吸收，从而达到分离、提纯目的，具有高效、节能、无污染、操作方便等特点。膜分离有超滤、微滤、纳滤和反渗透等方式，存在的问题是膜寿命比较短、成本比较高，容易中毒，且该方法无法处理铜氰络合离子。(3)离子交换法就是用阴离子交换树脂吸附废水中以阴离子形式存在的各种氰络合物，当流出液CN-超标时对树脂进行酸洗再生，从洗脱液中回收氰化钠。该法由于净化水的水质好，水质稳定，可以回水利用，同时能回收氰化物和重金属化合物。离子交换的不足之处是工艺复杂，操作难度大，处理成本高，经济效益少。(4)电解处理法电解处理法主要应用于处理高浓度含氰废水。此法始于20世纪70年代的欧美发达国家，并且主要是应用于处理500mg/L的高浓度含氰废水，具有良好的去除作用和效率。影响电解法处理工艺的主要因素为PH值(一般控制在9~10之间)，食盐添加量(I~2g/L)，净极距(20~30mm)，阳极电流密度(0.4~0.7A/dm2)和空气搅拌等。该法的优点是占地面积小，污泥量小，能回收金属。但总氰浓度低于300mg/L时用电解法不经济。此法缺点是但溶液中总氰低于300mg/L时，其电流效率低，电解时间长，电耗大，会产生催泪气体CNCL，处理废水难以达标排放，另外电解阳极用的碳极使用寿命较短。若要达标需电解几天，一般先将高浓度含氰废水电解到一定浓度后，再用氯化法处理后排放，一般很少采用此法。因此含氰含铜电镀废水严重威胁入、动物、水生生物的生命安全，破坏生态平衡，含氰含铜废水排放都必须严格按照国家环保局制定的排放标准控制其排放浓度。尽管企业积极采用多种不同方法处理含氰含铜废水，但仍有许多工矿企业超标排放。综上所述，现有的处理含氰含铜电镀废水的技术存在着工艺复杂、不易控制、去除率低、超标排放、出水难以重新再利用等不足之处。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有含氰含铜电镀废水处理技术所存在的工艺复杂、不易控制、去除率低、超标排放、出水难以重新再利用等不足之处，提供一种具有工艺简单、易控制、无二次污染、去除率高、所沉积的重金属铜可回收利用、出水可重复利用等优点的电镀废水处理技术。本专利技术的技术解决方案是电解处理含氰含铜电镀废水并回收铜的方法。以含氰含铜电镀废水为电解液，阳极和阴极分别采用钛基钼电极和铜电极，电解处理前，根据电镀废水中Cf浓度加入氢氧化钠将废水中OF浓度调至Cf浓度的3~4倍，并过滤去除氢氧化铜沉淀物得到电解液，将氢氧化铜回收；然后按电解液0.02~0.1%的比率加入中孔颗粒状活性炭；按电解液0.3~0.5%加入适量的NaCl ;通直流电电解，并在阳阴两极之间外加强静电场，电场方向为从阳极到阴极，电场强度为100~300V/cm ;在电解过程中，当阴极析出铜的平均厚度达1/3极板间距时，对阴极析出的铜加以回收利用。当电解液中Cu2+和CN-的残留量分别小于0.5mg/L和0.lmg/L结束电解，沉淀分离后，颗粒状活性炭用盐酸处理后再次利用。该电解处理含氰含铜电镀废水的电化学反应原理如下:阴极的反应为:Cu2++2f = Cu I阳极的反应为:2Cl_-2e_= Cl2电解副反应:2H++2e_= H2 ?4OH ~2e = 2Η20+02 ?其它化学反应:Cu (CN) 2 = Cu2++2C『Cu2++20F = Cu (OH) 2 Ici2+2or = cio>cr+H2oCN>C10>H20 = CNC1+20FCNC1+20F = CN0>Cr+H202CN0>3C10>H20 = 2C02+N2 ? +30+20C02+20r = CO广+H2O本专利技术与现有的净化含铜电镀废水的方法相比，本专利技术的特点是:1、电解开始前，将废水中0H_浓度调至CN浓度的3~4倍，既可以加速Cu (CN) 2络合物离解为Cu2+，形成Cu(OH)2沉淀加以回收，降低后续的电解负荷，又可以保证电解液的初始PH值大于12，以确保不会逸出剧毒CNCl和HCN气体。同时高pH值有利于CNCL生成为CNO和Cl2生成NaClO从而加速破氰，还可以防止CNO水解为NH3。随着电解的进行，反应生成的CO2使溶液的pH值逐渐降低，又可以让溶液的pH值处在CNO完全氧化分解成CO2和N2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解处理含氰含铜电镀废水并回收铜的方法，其特征在于电解处理含氰含铜电镀废水的方法是：在含氰含铜电镀废水中加入氢氧化钠调节废水中OH‑浓度，过滤得氢氧化铜沉淀物和滤液；以滤液为电解液，加入一定量的中孔颗粒状活性炭和NaCl；通直流电电解，并在阳阴两极之间外加强静电场，电场方向为从阳极到阴极；当阴极析出铜后，对析出的铜加以回收利用。当电解液中Cu2+和CN‑的残留量分别小于0.5mg/L和0.1mg/L结束电解，沉淀分离后，颗粒状活性炭用盐酸处理后再次利用。

【技术特征摘要】
1.一种电解处理含氰含铜电镀废水并回收铜的方法，其特征在于电解处理含氰含铜电镀废水的方法是:在含氰含铜电镀废水中加入氢氧化钠调节废水中OH-浓度，过滤得氢氧化铜沉淀物和滤液；以滤液为电解液，加入一定量的中孔颗粒状活性炭和NaCl ;通直流电电解，并在阳阴两极之间外加强静电场，电场方向为从阳极到阴极；当阴极析出铜后，对析出的铜加以回收利用。当电解液中Cu2+和CN_的残留量分别小于0.5mg/L和0.lmg/L结束电解，沉淀分离后，颗粒状活性炭用盐酸处理后再次利用。2.根据权利要求1所述的一种电解处理含氰含铜电镀废水并回收铜的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小忠，徐强强，王芳，刘俊华，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33