一种离子交换法从铜氨废水中提取铜的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种离子交换法从铜氨废水中提取铜的工艺，先调节废水的ＰＨ值到２－３，使废水的铜以离子形式存在，同时沉淀废水中的硅及铁离子，除杂后的废水通过铜树脂柱吸附其中的铜离子，再用８～１５％（ｗ／ｗ）的硝酸再生，再生浓缩液经过离心分离得到硝酸铜三水化合物。本发明专利技术的离子交换法从铜氨废水中提取铜的工艺可直接从废水中提取铜离子，系统采用在线检测和自动控制，有效保证了废水达标排放，采用本发明专利技术工艺处理后的废水中铜含量小于０．５毫克／升，金属回收率可达到９９．５％，回收铜的纯度可达９９％。与传统的离子交换系统相比，本发明专利技术工艺操作简单，运行成本低，可获得更高纯度的硝酸铜和降低一倍以上的蒸气消耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属化工
涉及一种采用离子交换法从铜氨废水中提取铜的工艺。
技术介绍
在生产硝酸铜催化剂时会产生大量的铜氨废水。废水中主要含有铜约5g/L，含氨 约 5g/L。目前铜氨废水提取铜的方法有很多，常用的方法有萃取法，离子交换法。采用萃 取的方法吸取铜离子时，但该方法难以实现废水的达标排放而且会对萃取剂的处理造成二 次污染；采用传统有机骨架离子交换剂吸附废水中的铜离子，由于受离子交换剂品种及性 能的限制，运行成本较高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，是提供一种离子交换法从铜氨废水中提取铜的工 艺，该方法收率较高、成本较低。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下一种离子交换法从铜氨废水中提取铜的工艺，该方法包括如下步骤(1)废水的预处理将铜氨废水送入pH调节釜调节pH值至2 3，使废水的铜以离子形式存在，同时 沉淀废水中的硅及铁离子，经沉淀、过滤后去除硅酸和Fe(0H)3，滤液送入中间水槽；(2)铜离子的吸附将中间水槽中的废水送入由n-1根串联的离子交换柱吸附Cu2+离子，n取3 10 中的自然数，相邻两根离子交换柱之间设有可调节PH值的槽，保持pH值在1. 5 3，第n-1 根离子交换柱的出水口检测Cu2+离子的浓度，第n-1根离子交换柱的出水口流出的液体即 为Cu2+离子达到排放标准的废水；(3)铜离子解吸与树脂的再生当第n-1根离子交换柱的出水口的Cu2+离子浓度达到0. 5mg/L时，将第1根离子交换柱与其它n-2根离子交换柱断开；第n根离子交换柱与其它n-2根离子交换柱串联，第2根离子交换柱变为第1根 离子交换柱，第3根离子交换柱变为第2根离子交换柱，以此类推，直至第n根离子交换柱 变为第n-1根离子交换柱，返回步骤(2)；同时，原始第1根离子交换柱进行中间水槽_除铜柱_中间水槽的循环吸附，循环 时间2 3小时；循环吸附结束后，将原始第1根离子交换柱按如下程序进行再生用去离 子水进行第一次清洗-用8 15% (w/w)的硝酸溶液进行再生-用去离子水进行第二次清 洗；清洗完全后的原始第1根离子交换柱变为第n根离子交换柱待用；收集再生流出液，再 生液即为高浓度的硝酸铜溶液；(4)固体硝酸铜的制备3将步骤(3)收集到的再生流出液，在65 80°C、真空条件下浓缩，然后冷却结晶析 出固体硝酸铜，经离心分离得到硝酸铜三水化合物晶体；其中，步骤(3)中所述离子交换柱内装填有活性烷基化硅胶，具体参见专利“活性 烷基化硅胶及其制备方法”(200510038744. 3)。所述的活性烷基化硅胶优选为SI⑶吸附剂 (购自于南京合一有限责任公司)。采用SICU离子交换树脂相对传统的离子交换树脂在产 品性能上具有非常显著的优点a、具有良好的吸附解吸线(即穿漏-饱和、解吸液流出的时 间呈线性关系)，可以实现在离子交换柱中的离子交换树脂全饱和后再生的同时不会出现 穿漏，使设备的体积和投资可以减少1/3以上；b、对铜离子具有高的吸附选择性，在多种阳 离子存在的废水中，只吸附铜离子，基本不吸附其他阳离子，而普通离子交换剂对阳离子都 会有一定的吸附性，选择性不是很高；c、膨胀率小，可以实现高频率的吸附再生循环操作而 不出现结构性破坏，一般吸附再生频率在6次/24小时以上，而普通树脂限制在1次/24小 时左右，这也可使材料的使用量和损耗减少1/3以上。步骤(1)中，所述的铜氨废水通过负压亚沸蒸氨的方式去除废水中的氨。步骤(3)中，所述的第一次清洗使用去离子水的量为3 4倍柱体积，先逆洗20 30分钟，再顺洗30 40分钟；所述的第二次清洗使用去离子水的量为6 8倍柱体积，先 逆洗20 30分钟，再顺洗60 70分钟。步骤(4)中，所述的真空条件为系统真空度彡50%。其中，上述工艺采用在线Cu2+离子检测仪和可编程控制器控制所有阀门、压力和 流量的自动操作方式。有益效果本专利技术的离子交换法从铜氨废水中提取铜的工艺可直接从废水中提取 铜离子，系统采用在线检测和自动控制，有效保证了废水达标排放，采用本专利技术工艺处理后 的废水中铜含量小于0. 5毫克/升，金属回收率可达到99. 5%，回收铜的纯度可达99%。与 传统的离子交换系统相比，本专利技术工艺操作简单，运行成本低，可获得更高纯度的硝酸铜和 降低一倍以上的蒸气消耗。附图说明图1为本专利技术的离子交换法从铜氨废水中提取铜的工艺的装置示意图。图2为图1中虚框部分的放大图。具体实施例方式根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，本领域的技术人员容易理解，实 施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限 制权利要求书中所详细描述的本专利技术。实施例1 吉化公司精细化学品厂的铜氨废水水质见表1。表1铜氨废水中污染物的含量mg/L 用以下方法处理6m3铜氨废水后，cu2+小于0. 5mg/l,废水的ph值为6_9。废水中 的氨可以根据需要采用负压亚沸蒸氨的方式除掉其中的氨，也可以直接纳入公司总管进行 处理，本方案是直接纳入吉化公司总管进行处理。如果按每年300天来算，回收纯硝酸铜 27. 0吨，或者三水硝酸铜晶体34. 8吨。工作流程说明将铜氨废水送入ph调节釜调节ph值至2 3，使废水的铜以离子形式存在，同时 沉淀废水中的硅及铁离子，经沉淀、过滤后去除硅酸和fe(0h)3，滤液送入中间水槽。将中 间水槽中的废水送入由n-1根串联的离子交换柱吸附cu2+离子，n取3 10中的自然数， 相邻两根离子交换柱之间设有可调节ph值的槽，保持ph值在1. 5 3，第n-1根离子交换 柱的出水口检测Cu2+离子的浓度，第n-1根离子交换柱的出水口流出的液体即为Cu2+离子 达到排放标准的废水。当第n-1根离子交换柱的出水口的cu2+离子浓度达到0. 5mg/l时， 将第1根离子交换柱与其它n-2根离子交换柱断开；第n根离子交换柱与其它n_2根离子 交换柱串联，第2根离子交换柱变为第1根离子交换柱，第3根离子交换柱变为第2根离 子交换柱，以此类推，直至第n根离子交换柱变为第n-1根离子交换柱，继续吸附过程。同 时，原始第1根离子交换柱进行中间水槽_除铜柱-中间水槽的循环吸附，循环时间2 3 小时；循环吸附结束后，将原始第1根离子交换柱按如下程序进行再生用去离子水进行第 一次清洗-用8 15% (w/w)的硝酸溶液进行再生-用去离子水进行第二次清洗，所述的 第一次清洗使用去离子水的量为3 4倍柱体积，先逆洗20 30分钟，再顺洗30 40分 钟；所述的第二次清洗使用去离子水的量为6 8倍柱体积，先逆洗20 30分钟，再顺洗 60 70分钟。清洗完全后的原始第1根离子交换柱变为第n根离子交换柱待用；收集再 生流出液，再生液即为高浓度的硝酸铜溶液。将收集到的再生流出液，在65 80°c、系统真 空度>50%条件下浓缩，然后冷却结晶析出固体硝酸铜，经离心分离得到硝酸铜三水化合 物晶体。其中，所述的铜氨废水中若氨含量较高，可先通过负压亚沸蒸氨的方式去除废水中 的氨。上述工艺可采用在线Cu2+离子检测仪和可编程控制器控制所有阀门、压力和流量 的自动操作方式。下面以三根离子交换柱串联的构成的体系为例，具体说明自动化工作流 程以下离子交换柱内装填的sicu吸附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子交换法从铜氨废水中提取铜的工艺，其特征在于该方法包括如下步骤：（１）废水的预处理：将铜氨废水送入ｐＨ调节釜调节ｐＨ值至２～３，沉淀、过滤去除硅酸和Ｆｅ（ＯＨ）↓［３］，滤液送入中间水槽；（２）铜离子的吸附与解吸：将中间水槽中的废水送入由ｎ－１根串联的离子交换柱吸附Ｃｕ↑［２＋］离子，ｎ取３～１０中的自然数，相邻两根离子交换柱之间设有可调节ｐＨ值的槽，保持ｐＨ值在１．５～３，第ｎ－１根离子交换柱的出水口检测Ｃｕ↑［２＋］离子的浓度，第ｎ－１根离子交换柱的出水口流出的液体即为Ｃｕ↑［２＋］离子达到排放标准的废水；（３）铜离子解吸与树脂的再生：当第ｎ－１根离子交换柱的出水口的Ｃｕ↑［２＋］离子浓度达到０．５ｍｇ／Ｌ时，将第１根离子交换柱与其它ｎ－２根离子交换柱断开；第ｎ根离子交换柱与其它ｎ－２根离子交换柱串联，第２根离子交换柱变为第１根离子交换柱，第３根离子交换柱变为第２根离子交换柱，以此类推，直至第ｎ根离子交换柱变为第ｎ－１根离子交换柱，返回步骤（２）；同时，原始第１根离子交换柱进行中间水槽－除铜柱－中间水槽的循环吸附，循环时间２～３小时；循环吸附结束后，将原始第１根离子交换柱按如下程序进行再生：用去离子水进行第一次清洗－用８～１５％（ｗ／ｗ）的硝酸溶液进行再生－用去离子水进行第二次清洗；清洗完全后的原始第１根离子交换柱变为第ｎ根离子交换柱待用；收集再生流出液；（４）固体硝酸铜的制备：将步骤（３）收集到的再生流出液，在６５～８０℃、真空条件下浓缩，然后冷却结晶析出固体硝酸铜，经离心分离得到硝酸铜三水化合物晶体；其中，步骤（３）中所述离子交换柱内装填有活性烷基化硅胶。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈健，殷冠凤，房华，唐小英，
申请(专利权)人：江都市海洋化工有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]