一种从镀铜污泥中吸附制备高纯铜和硫酸铜的方法技术

本发明专利技术涉及金属废料回收处理技术领域，尤其涉及一种从镀铜污泥中吸附制备高纯铜和硫酸铜的方法，包括以下步骤：溶解浸出，镀铜污泥中加酸进行微波振荡浸出，过滤得浸出液；离子吸附，向浸出液中加入磁性复合颗粒,磁分离得到含铜磁性复合颗粒，对含铜磁性复合颗粒解吸得到解吸液；铜萃取，向解吸液中加入铜萃取剂萃取得到含铜有机相；反萃取，向含铜有机相中加入硫酸溶液反萃取，得到反萃液；除油，用复合纤维除油得到硫酸铜溶液；电积沉铜，将硫酸铜溶液在直流电流作用下电积反应，得到纯铜和电解废液；制备硫酸铜，将电解废液进行浓缩、干燥得到硫酸铜固体。本发明专利技术的方法工艺简单，回收再生的铜纯度较高，硫酸铜满足电镀要求。

A method for the preparation of high purity copper and copper sulfate from copper plating sludge

The present invention relates to the technical field of scrap metal recycling processing, particularly relates to a method for plating sludge adsorption from the preparation of high pure copper and copper sulfate, which comprises the following steps: dissolving copper sludge with acid leaching, microwave oscillation leaching, filtering the leaching liquid; ion adsorption, magnetic composite particles added to the leach solution, magnetic isolated copper containing magnetic composite particles of copper containing magnetic composite particles obtained desorption desorption; copper extraction, adding copper extractant to desorption in copper containing organic phase; anti extraction to copper containing organic phase by adding sulfuric acid solution by reverse extraction, stripping solution; oil removal, oil removal by composite fiber get the copper sulfate solution; electrowinning of copper, the copper sulfate solution in the effect of direct current electrodeposition reaction, obtained copper and electrolyte; copper sulfate, electrolytic liquid waste concentrate, It is dry to get copper sulphate solid. The method of the invention is simple and the purity of the recycled copper is high, and copper sulfate meets the requirement of electroplating.

【技术实现步骤摘要】
一种从镀铜污泥中吸附制备高纯铜和硫酸铜的方法
本专利技术涉及金属废料回收处理
，尤其涉及一种从镀铜污泥中吸附制备高纯铜和硫酸铜的方法。
技术介绍
铜既是一种古老的金属，又是一种充满生机和活力的现代工程材料，其延展性好，导热性和导电性高，因此常用于电缆和电气、电子元件中，也可以用作建筑材料。此外，铜也是耐用的金属，可以多次回收而无损其机械性能。现代工业中，避免不了金属废料的产生，这些金属废料包括镀铜槽渣和污泥、铜废催化剂、铜蚀刻液污泥、镀铜污泥、含铜废石、铜氧化污泥等，如果直接将这些金属废料丢弃，一是会造成严重的重金属环境污染，二是资源浪费，因此，需要一种能够从金属废料中回收再生金属铜的方法。硫酸铜一般以含五个结晶水的形式存在，硫酸铜是重要的无机化工原料，主要用于棉及丝织品印染的媒染剂、杀虫剂、水的杀菌剂、木材的防腐剂，同时还大量用于配制波尔多液、铜电镀液，也大量用于有色金属选矿工业、船舶油漆工业及其它化工原料的制造。随着高科技电子元器件、集成电路、印制线路板及相关企业在国内的飞速发展，硫酸铜的市场需求以前所未有的速度大幅度提高，与此同时也对硫酸铜的质量提出了更高的要求。电镀工艺在现代工业中扮演着非常重要的角色，它能对金属、非金属材料表面进行修饰、保护并使其获得新的性能，被广泛应用到工业生产中，但是电镀工序会产生大量复杂金属元素的废液需要处理，电镀污泥中国含有多种金属离子，需要经过无害化处理才能排放，否则会对环境造成严重污染。根据电镀污泥组分不同可采用稳定/固化法，火法处理，湿法处理这3种方法处理。对于含有大量的铜等有价金属的电镀铜污泥，用湿法处理的方式回收有价金属可以使其得以再利用并达到无害化的目的。目前采用湿法处理镀铜污泥仍然存在工艺复杂，回收再生的铜或铜的化合物纯度较低的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种从镀铜污泥中吸附制备高纯铜和硫酸铜的方法，该方法工艺简单，回收再生的铜纯度较高，硫酸铜满足电镀要求。本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：一种从镀铜污泥中吸附制备高纯铜和硫酸铜的方法，包括以下步骤：溶解浸出，向镀铜污泥中加酸进行微波振荡浸出处理，减压过滤得到滤渣和浸出液；离子吸附，向浸出液中加入磁性复合颗粒搅拌0.3～1h，静置3～5h,磁分离得到含铜磁性复合颗粒和低铜滤液，用3～5mol/L的硫酸溶液对含铜磁性复合颗粒进行搅拌解吸1～2h，磁分离得到解吸磁性复合颗粒和解吸液；铜萃取，向解吸液中加入铜萃取剂AD-100进行萃取分离，得到萃余液和含铜有机相；反萃取，向含铜有机相中加入3mol/L的硫酸溶液进行反萃取，得到反萃液和反萃有机相；除油，对反萃液进行超声波气振除油和气浮除油后，用复合纤维吸附残留的油脂和溶解油，压滤得到硫酸铜溶液；电积沉铜，采用钛镀二氧化铅作为阳极，以纯铜始极片作为阴极，将硫酸铜溶液在直流电流作用下进行电积反应，得到纯铜和电解废液；制备硫酸铜，将电解废液进行真空浓缩，结晶，过滤洗涤，干燥得到硫酸铜固体。进一步，所述溶解浸出步骤中向镀铜污泥中加30～40％的硫酸溶液，于30～40℃温度、100～200GHz频率下微波振荡2～3h。进一步，所述低铜滤液回收用于溶解浸出步骤，所述解吸磁性复合颗粒用2mol/L的硫酸溶液进行浸泡再生。进一步，所述磁性复合颗粒是用SiO2包覆Fe3O4,再与羧基化碳纳米管复合得到的Fe3O4/SiO2/MWNT-COOH颗粒。进一步，所述磁性复合颗粒中的Fe3O4上包覆有两层SiO2层，与Fe3O4接触的SiO2层为致密层，另一SiO2层为多孔SiO2层。进一步，所述磁性复合颗粒中的Fe3O4是采用溶剂热法制得，采用溶胶-凝胶法在Fe3O4上包覆一层致密的SiO2层形成SiO2/Fe3O4复合物。进一步，所述超声波气振除油的超声参数为频率26～35kHz，功率350W，温度15℃～25℃。进一步，所述复合纤维是以棉纤维为主要原料，通过一步浸渍法将聚乙烯醇-二氧化硅粒子复合物包覆在棉纤维表面后，进行疏水改性得到的疏水吸油复合纤维。进一步，所述电积沉铜步骤的电解参数为温度58～62℃，槽电压2V、电流密度250A/m2。碳纳米管是由大量的碳原子以六元环的形式两两堆叠形成的具有管状结构的物质，具有较大的比表面积，将碳纳米管进行羧基化处理，既能够增强碳纳米管的分散性，又能够为铜离子的吸附提供大量的活性位点，提高磁性复合颗粒对铜离子的吸附性能；Fe3O4具有磁性，吸附铜离子后采用磁分离的方法便可将含铜磁性复合颗粒从浸出液中分离出来，操作方便，在Fe3O4上包覆致密的SiO2层既可以对Fe3O4起到保护作用，又可以避免Fe3O4对铜离子的吸附解吸造成干扰。本专利技术的有益效果：本专利技术通过将镀铜污泥与酸溶液进行混合振荡溶解，振荡提高了粒子的运动频率，尽可能地使镀铜污泥中的铜离子完全溶解进入浸出液中，浸出率较高；本专利技术采用磁性复合颗粒吸附浸出液中的铜离子，后再用硫酸溶液对磁性复合颗粒进行解吸，得到铜离子含量较高、其它杂质较低的解吸液，初步将其它金属离子分离出去；本专利技术采用复合纤维吸附反萃液中残留的油脂和溶解油，使反萃液中的油脂完全去除，避免有机杂质的残留，进一步提高了回收再生的铜和硫酸铜的纯度。本专利技术的方法工艺简单，铜的回收率较高，回收再生的铜纯度较高，硫酸铜满足电镀要求。附图说明图1是本专利技术一种从镀铜污泥中吸附制备高纯铜和硫酸铜的方法的流程示意图。具体实施方式以下将结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明：如图1所示，本专利技术的一种从镀铜污泥中吸附制备高纯铜和硫酸铜的方法中，包括以下步骤：溶解浸出，向镀铜污泥中加酸进行微波振荡浸出处理，减压过滤得到滤渣和浸出液；离子吸附，向浸出液中加入磁性复合颗粒搅拌0.3～1h，静置3～5h,磁分离得到含铜磁性复合颗粒和低铜滤液，用3～5mol/L的硫酸溶液对含铜磁性复合颗粒进行搅拌解吸1～2h，磁分离得到解吸磁性复合颗粒和解吸液；铜萃取，向解吸液中加入铜萃取剂AD-100进行萃取分离，得到萃余液和含铜有机相；反萃取，向含铜有机相中加入3mol/L的硫酸溶液进行反萃取，得到反萃液和反萃有机相；除油，对反萃液进行超声波气振除油和气浮除油后，用复合纤维吸附残留的油脂和溶解油，压滤得到硫酸铜溶液；电积沉铜，采用钛镀二氧化铅作为阳极，以纯铜始极片作为阴极，将硫酸铜溶液在直流电流作用下进行电积反应，得到纯铜和电解废液；制备硫酸铜，将电解废液进行真空浓缩，结晶，过滤洗涤，干燥得到硫酸铜固体。本专利技术采用了磁性复合颗粒对浸出液中的铜离子进行吸附处理，该磁性复合颗粒是在Fe3O4微球上包覆一层致密的SiO2层，再包覆一层多孔SiO2层，与羧基化碳纳米管复合制得，具体制备如下：实施例一：磁性复合颗粒的制备羧基化碳纳米管的制备：对多壁碳纳米管进行纯化处理后，加入到混合酸溶液中于室温下磁力搅拌24h，得到反应液，该混合酸溶液是将98％的浓硫酸和65％的浓硝酸按体积比4:1混合，将反应液用大量去离子水反复稀释后，静置12h，再通过混酸纤维素微孔滤膜抽滤至pH值为6～7，得到滤饼，将所得滤饼置于60℃环境中干燥24h，再于室温下真空干燥24h，研磨，得到羧基化碳纳米管MWNT-COOH。Fe3O4微球的制备：将5mmolFeCl3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从镀铜污泥中吸附制备高纯铜和硫酸铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：溶解浸出，向镀铜污泥中加酸进行微波振荡浸出处理，减压过滤得到滤渣和浸出液；离子吸附，向浸出液中加入磁性复合颗粒搅拌0.3～1h，静置3～5h,磁分离得到含铜磁性复合颗粒和低铜滤液，用3～5mol/L的硫酸溶液对含铜磁性复合颗粒进行搅拌解吸1～2h，磁分离得到解吸磁性复合颗粒和解吸液；铜萃取，向解吸液中加入铜萃取剂AD‑100进行萃取分离，得到萃余液和含铜有机相；反萃取，向含铜有机相中加入3mol/L的硫酸溶液进行反萃取，得到反萃液和反萃有机相；除油，对反萃液进行超声波气振除油和气浮除油后，用复合纤维吸附残留的油脂和溶解油，压滤得到硫酸铜溶液；电积沉铜，采用钛镀二氧化铅作为阳极，以纯铜始极片作为阴极，将硫酸铜溶液在直流电流作用下进行电积反应，得到纯铜和电解废液；制备硫酸铜，将电解废液进行真空浓缩，结晶，过滤洗涤，干燥得到硫酸铜固体。

【技术特征摘要】
1.一种从镀铜污泥中吸附制备高纯铜和硫酸铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：溶解浸出，向镀铜污泥中加酸进行微波振荡浸出处理，减压过滤得到滤渣和浸出液；离子吸附，向浸出液中加入磁性复合颗粒搅拌0.3～1h，静置3～5h,磁分离得到含铜磁性复合颗粒和低铜滤液，用3～5mol/L的硫酸溶液对含铜磁性复合颗粒进行搅拌解吸1～2h，磁分离得到解吸磁性复合颗粒和解吸液；铜萃取，向解吸液中加入铜萃取剂AD-100进行萃取分离，得到萃余液和含铜有机相；反萃取，向含铜有机相中加入3mol/L的硫酸溶液进行反萃取，得到反萃液和反萃有机相；除油，对反萃液进行超声波气振除油和气浮除油后，用复合纤维吸附残留的油脂和溶解油，压滤得到硫酸铜溶液；电积沉铜，采用钛镀二氧化铅作为阳极，以纯铜始极片作为阴极，将硫酸铜溶液在直流电流作用下进行电积反应，得到纯铜和电解废液；制备硫酸铜，将电解废液进行真空浓缩，结晶，过滤洗涤，干燥得到硫酸铜固体。2.根据权利要求1所述的一种从镀铜污泥中吸附制备高纯铜和硫酸铜的方法，其特征在于，所述溶解浸出步骤中向镀铜污泥中加30～40％的硫酸溶液，于30～40℃温度、100～200GHz频率下微波振荡2～3h。3.根据权利要求2所述的一种从镀铜污泥中吸附制备高纯铜和硫酸铜的方法，其特征在于，所述低铜滤液回收用于溶解浸出步骤，所述解吸磁性复合颗粒用2mol/L的硫酸溶液进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞振元，
申请(专利权)人：上海至铂环保科技服务有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31