含铜工业废液的炼铜方法技术

本发明专利技术公开了一种含铜工业废液的炼铜方法，包括预处理、加碱处理、加酸处理、萃取、反萃取和电解处理这七个操作步骤最后在阴极得到金属铜单质。本发明专利技术的一种含铜工业废液的炼铜方法，该方法能够将含铜工业废液中的铜离子通过湿法炼铜的原理炼制为金属铜单质，不仅有利于保护环境、变废为宝，而且实现了对含铜工业废液进行循环利用和对含铜工业废液的综合治理。

Copper copper containing industrial wastewater

The invention discloses a method for smelting waste containing copper industry, including pretreatment, alkali treatment, acid treatment, extraction, back extraction and electrolytic treatment of these seven steps and finally get the metal copper in the cathode. A method of smelting copper containing industrial waste liquid of the invention, the method can containing copper ion in industry wastewater by hydrometallurgy refining principle for metal copper, not only conducive to protect the environment, treasure, and realizes the comprehensive management and recycling of copper containing industrial wastewater on wastewater containing copper industrial.

【技术实现步骤摘要】
含铜工业废液的炼铜方法
本专利技术属于工业废液的处理
,更具体地说，它涉及一种含铜工业废液的炼铜方法。
技术介绍
在化工、印染、电镀、有色冶炼、有色金属矿山开采、电机材料漂洗废水、燃料生产等生产过程中常常会出现很多含铜的工业废液，随着社会的进步和人民生活水平的显著提升，对于含铜的工业重金属废液的处理和重复利用也越来越受到人们的关注。目前国内对于化学法处理含有铜废液的研究较多，主要有化学沉淀法、置换法和电解法等，并且大多已经运用于实际生产中，含铜工业废液因为其来源不同其在水中的存在形式和价态均不相同，按照铜离子的价态分有二价铜离子和一价铜离子；按照存在形式分为游离态铜离子和络合态铜离子。在燃料、电镀等行业含有铜废液中，铜离子往往以络合形态存在，如铜氰配离子，一般认为废液中铜氰配离子主要时以[Cu(CN)3]2-存在，铜氰配离子在水溶液中会被分解为CN-和Cu2+，而一价铜离子在水溶液中也会自发的发生歧化反应，成为二价铜离子。据了解，湿法炼铜是湿法冶金的一种具体的方式，其具有投入资本少、成本低、对环境污染少、矿产资源利用率高等优点。目前，我国湿法炼铜约占总产量的百分之五，全国电积法铜产量占总产量的百分之二十，并且湿法炼铜的产量呈逐年递增趋势，湿法炼铜的工艺流程一般分为四个主要的步骤：硫酸介质中溶解铜——浸出；采用一种萃取剂把铜萃取入有机相——萃取；用硫酸溶液把铜反萃入水相——反萃；反萃取即电解液用电积法沉积铜——电积。因此需要提供一种通过湿法炼铜的方法将工业废液中的铜离子分离炼制成为金属铜的新的技术方案。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种含铜工业废液的炼铜方法，该方法能够将含铜工业废液中的铜离子通过湿法炼铜的原理炼制为金属铜，达到保护环境以及变废为宝的目的。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种含铜工业废液的炼铜方法，包括以下操作步骤，步骤a，预处理：将含铜工业废液采用过滤方式进行固液分离，收集含铜滤液，向含铜滤液中添加氧化剂进行氧化，得到初加工含铜废液；步骤b，加碱处理：取配料桶投入饱和碳酸钠溶液，然后向反应容器内投入步骤a中的初加工含铜废液，得到含有碳酸铜沉淀的工业废液中间体，接着上述含有碳酸铜沉淀的工业废液中间体经压滤机压滤后得到含有碳酸钠沉淀的滤饼；步骤c，加酸处理：将步骤b得到的含有碳酸钠沉淀的滤饼放入经消毒处理的反应釜内，然后在上述反应釜内投入稀硫酸并搅拌，反应得到含硫酸铜的工业废液；步骤d，萃取处理：将步骤c中含硫酸铜的工业废液转移到萃取设备内，且添加铜萃取剂，机械搅拌、混合、静置5-8min，提取含有铜的有机相；步骤e，反萃取处理：将步骤d中含有铜的有机相和硫酸溶液混合，再导入到萃取设备内，机械搅拌、混合、静置5-8min，提取硫酸铜-硫酸的混合溶液层；步骤f、将步骤e得到的硫酸铜-硫酸的混合溶液转移至电解设备中进行电解，在阴极得到金属铜单质。通过采用上述技术方案，在步骤a预处理中操作者首先对工业废液进行过滤处理，可以将配液中的不溶于水的杂质分离出来，最大可能的降低工业废液中的有害物质除去，然后将对上述过滤处理后的含铜废液中加入氧化剂进行氧化，能够使得工业废液中还有的一价铜离子在氧化剂的作用下被氧化成二价的铜离子；在步骤b加碱处理中，操作者在含铜工业废液中加入的碱为碳酸钠，又称纯碱，它在水溶液中能够分解出氢氧根离子，所以可以认为碳酸钠为路易斯碱，再碳酸钠固体制成饱和的碳酸钠溶液代替直接添加碳酸钠固体，不仅能够使得碳酸钠能够更好的与废液混合均匀，减少碳酸钠不必要的损失，而且可以使得碳酸钠与上述废液中的铜离子能够反应生产主要成分为碳酸铜的中间体产物；在步骤c加酸处理中，操作者在步骤b中得到的工业废液中加入无机酸稀硫酸溶液，不仅可以中和步骤b中加入的过量的饱和碳酸钠溶液，使得生成硫酸钠、二氧化碳和水，而且可以使得含铜的工业废液在稀硫酸的作用下生成硫酸铜-硫酸的混合工业废液；在步骤d萃取中，操作者采用铜萃取剂将位于水相中的铜离子萃取到有机相中，能够使得铜离子与其他的工业废液进行分离，从而得到更为纯净的含有铜离子的有机混合溶液；在步骤e反萃取中，操作者采用稀硫酸溶液将位于铜萃取剂内的铜离子反萃取回到水相中，经过上述步骤d和步骤e可以得到硫酸铜-硫酸的混合溶液；步骤f电解处理中，操作者将步骤e得到的硫酸铜-硫酸的混合溶液加入到电解槽内进行电解反应，并将硫酸铜-硫酸的混合溶液作为电解液，铁棒作为阳极，碳棒作为阴极，在电流的作用下，阳极上的铁棒会失去电子得到铁离子，而阴极的碳棒会得到电子成为金属铜，从而能够将工业废液中的铜离子通过置换法转变成为金属铜。本专利技术进一步设置为：在步骤a中，所述过滤方式采用过滤装置过滤；滤渣在加水混合后再经超声波降解处理重新返回加入到初始的含铜工业废液中，循环过滤三次。通过采用上述技术方案，在步骤a中采用过滤装置对含铜的工业废液中进行过滤，可以除去上述含铜工业废液的杂质，工业上一般采用板框压滤机或石英砂过滤器等方式进行过滤，其中板框压滤机对于处理杂质较多的工业废液运用较广，而当采用石英砂过滤器作为过滤装置能够将工业含铜的废液中的不溶的杂质和细菌均能过滤干净，起到了一定的除菌的作用；同时由于工业废液中有一部分的含铜废液中的铜离子是以络合物的形态存在水中的，所以这种含铜的络合物在过滤装置过滤时也会被过滤出来，但是操作者可以通过将上述滤渣进行超声波处理可以将络合状态的铜离子降解成为游离态的铜离子；其中超声波是指频率高于20kHz的声波，其具有对有机物进行降解的作用，其降解不是直接的声波作用，而是超声波和液体中产生的空化气泡的崩灭有关，其主要的动力来源是声空化，当足够强度的超声波通过上述含铜工业废液时，当声波负压半周期的声压幅值超过液体内部静压强时，存在于液体中的微小气泡就会迅速增大，在相继而来的声波正压相中气泡又绝热压缩而崩灭，在崩灭瞬间产生极短暂的强压力脉冲，气泡周围微小空间形成局部热点，其温度高达5000℃，压力达500atm，持续数微秒之后，该热点随之冷却，冷却率达109k/s，并伴有强大的冲击波和时速达400km的射流，这就为含铜工业废液中络合态铜离子混合物的降解创造了一个极端的物理环境，使得上述含有络合态铜离子的工业废液能够在空化泡崩灭时的强大的流体力学剪切力，会使大分子主链上碳键产生断裂，使得络合态的铜离子能够在超声波作用下能够被降解成为游离态的铜离子。本专利技术进一步设置为：在步骤a中采用增氧机往含铜的废液中通入过量的氧气氧化或者在含铜分废液中加入双氧水氧化。通过采用上述技术方案，在步骤a中，操作者采用增氧机在含铜的废液中通入过量的氧气或加入双氧水，使得含铜工业废液能够在氧气或者双氧水的氧化作用下能够将一价的铜离子全部氧化成为二价的铜离子。本专利技术进一步设置为：步骤c的反应条件为：搅拌速度为100-150r/min，在常温下匀速搅拌5-10min。通过采用上述技术方案，在步骤c加酸中，按照顺时针方向或逆时针方向匀速搅拌，使得硫酸能够更好的与含有碳酸铜的工业废液中间体混合均匀，使得反应更加充分。本专利技术进一步设置为：在步骤c中，向反应釜内逐量滴加硫酸，观察反应釜内气泡变化初步判断反应进程，当观察到反应釜内无明显气泡产生时停止滴加。通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含铜工业废液的炼铜方法，其特征在于：包括以下操作步骤，步骤a，预处理：将含铜工业废液采用过滤方式进行固液分离，收集含铜滤液，向含铜滤液中添加氧化剂进行氧化，得到初加工含铜废液；步骤b，加碱处理：取配料桶投入饱和碳酸钠溶液，然后向反应容器内投入步骤a中的初加工含铜废液，得到含有碳酸铜沉淀的工业废液中间体，接着上述含有碳酸铜沉淀的工业废液中间体经压滤机压滤后得到含有碳酸钠沉淀的滤饼；步骤c，加酸处理：将步骤b得到的含有碳酸钠沉淀的滤饼放入经消毒处理的反应釜内，然后在上述反应釜内投入稀硫酸并搅拌，反应得到含硫酸铜的工业废液；步骤d，萃取处理：将步骤c中含硫酸铜的工业废液转移到萃取设备内，且添加铜萃取剂，机械搅拌、混合、静置5‑8min，提取含有铜的有机相；步骤e，反萃取处理：将步骤d中含有铜的有机相和硫酸溶液混合，再导入到萃取设备内，机械搅拌、混合、静置5‑8min，提取硫酸铜‑硫酸的混合溶液层；步骤f、将步骤e得到的硫酸铜‑硫酸的混合溶液转移至电解设备中进行电解，在阴极得到金属铜单质。

【技术特征摘要】
1.一种含铜工业废液的炼铜方法，其特征在于：包括以下操作步骤，步骤a，预处理：将含铜工业废液采用过滤方式进行固液分离，收集含铜滤液，向含铜滤液中添加氧化剂进行氧化，得到初加工含铜废液；步骤b，加碱处理：取配料桶投入饱和碳酸钠溶液，然后向反应容器内投入步骤a中的初加工含铜废液，得到含有碳酸铜沉淀的工业废液中间体，接着上述含有碳酸铜沉淀的工业废液中间体经压滤机压滤后得到含有碳酸钠沉淀的滤饼；步骤c，加酸处理：将步骤b得到的含有碳酸钠沉淀的滤饼放入经消毒处理的反应釜内，然后在上述反应釜内投入稀硫酸并搅拌，反应得到含硫酸铜的工业废液；步骤d，萃取处理：将步骤c中含硫酸铜的工业废液转移到萃取设备内，且添加铜萃取剂，机械搅拌、混合、静置5-8min，提取含有铜的有机相；步骤e，反萃取处理：将步骤d中含有铜的有机相和硫酸溶液混合，再导入到萃取设备内，机械搅拌、混合、静置5-8min，提取硫酸铜-硫酸的混合溶液层；步骤f、将步骤e得到的硫酸铜-硫酸的混合溶液转移至电解设备中进行电解，在阴极得到金属铜单质。2.根据权利要求1所述的含铜工业废液的炼铜方法，其特征在于：在步骤a中，所述过滤方式采用过滤装置过滤；滤渣在加水混合后再经超声波降解处理重新返回加入到初始的含铜工业废液中，循环过滤三次。3.根据权利要求2所述的含铜工业废液的炼铜方法，其特征在于：在步骤a中采用增氧机往含铜的废液中通入过量的氧气氧化或者在含铜分废...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建炳，金柏仁，顾玉兰，
申请(专利权)人：绍兴上虞微益再生资源有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33