电镀废水处理及铜粉回收新技术

1、80电镀废水处理及铜粉回收新技术方景礼,方 欣(福州锘钡尔表面技术有限公司,福建福州 350005摘 要 评述了目前我国电镀废水处理的主要方法,介绍了AAT 888处理剂处理电镀含铜酸、碱废水及回收铜粉的新工艺。关键词 电镀废水处理;铜粉回收;螯合 中图分类号X781.1 文献标识码B 文章编号1001-1560(201004-0080-03 收稿日期 20091019通信作者 方景礼,E m a i:l jlfang2000yahoo .co m 0 前 言电镀行业大量使用剧毒的氰化物、六价铬及镍、镉、锌、铜、锡、金、银等重金属,其排放的废水对环境和人体造成巨大危害。治理有害物质,变废为宝,

2、将资源有效回收,实现清洁生产与资源回用意义重大。一个中等规模的塑料电镀厂,通常每天排放废水约1500,t 其中含铜螯合物的废水约240,t 含铜非螯合物的废水约600,t 若以含铜量50m g /L 计算,每天排出的铜量达42kg 。电镀废水中含有较强的螯合剂,可与重金属离子形成非常稳定的螯合物,用普通的碱难以将金属离子沉淀出来,需用特殊方法才能除去金属离子,达到废水处理的目的13。以下将综述目前电镀废水处理的主要方法,并介绍一种适于螯合与非螯合、单一与混合的各种含铜酸、碱废液废水处理与铜粉回收的新工艺。1 电镀废水处理方法1.1 化学沉淀法化学沉淀法是目前应用最普遍的废水处理方法,常用分流

3、综合2段处理,其流程见图1。常用的沉淀剂有氢氧化钠、硫化钠、石灰和碳酸钙。不同的金属离子形成氢氧化物的最佳p H 值不同,某一金属离子形成氢氧化物的最佳p H 值可能是另一金属重新溶解的条件。因此,用碱沉淀法处理废水的有效性并不很高,而且形成的氢氧化物沉淀遇酸时还会再溶解,从而造成二次污染。为了克服这一缺点,国内已开始生产高分子重金属捕集沉淀剂(DTCR 。DTCR 是由多个二硫代氨基甲酸盐作为螯合基团的高分子聚合物,分子量为1015万,能与多种金属离子形成非常稳定的不溶性沉淀,处理后的排出水中重金属含量低于0.5m g /L,完全符合国家排放标准,而且可以一次除尽多种重金属离子,所形成的沉渣

4、遇酸不会再分解,无二次污染,也不会像硫化物遇酸形成污染环境的硫化氢气体2,4。DTCR 沉淀法的主要缺点是处理费用高,DTCR 运输与保存困难,形成的污泥难以利用,贵重金属难以回收利用。DTCR 沉淀法处理混合电镀废水的流程见图2,其与碱沉淀法的对比见表1。图1 电镀废水的分流 综合2段处理流程图2DTCR 沉淀法处理混合电镀废水流程表1 DTCR 沉淀法与碱沉淀法对比项目DTCR 沉淀碱沉淀沉淀剂DTCR 或Nal m at C a(OH 2或NaO H 去除重金属的效果很好一般去除汞的效果可处理至极低浓度差沉淀速度快一般受盐类影响无小絮凝物粗大细小污泥再溶出无酸性可溶出,碱性可稳定81(续

5、表1项目DTCR沉淀碱沉淀连续处理可以可以有机物影响无无建设费便宜一般污水处理费较贵便宜污泥处理费便宜便宜二次污染无很高维护管理容易一般设施面积尚可尚可1.2 离子交换法离子交换法处理重金属废水具有占地少、不需对废水进行分类处理等优点。离子交换树脂有阳离子和阴离子交换树脂2种。阴离子交换树脂可用来回收氰化镀金、银中的金银和焦磷酸盐镀铜中的铜;阳离子交换树脂,尤其是弱酸型阳离子交换树脂(如钠型丙烯酸树脂适于重金属离子的回收,对单一金属离子回收时,可以返槽使用,目前在回收镀镍液与化学镀镍液的镍离子中已有应用。对于混合型重金属废水,阳离子交换树脂也有很好的去除效果,去除阴、阳离子后的水可以回用,但回

6、收的浓废液无法直接回用,需用化学法进行处理。如对含有镍、铜、铁等金属离子和氰的混合废水,需要用 三床(强酸型阳离子床 弱碱性阴离子床 强碱性阴离子床离子交换法处理。当废水通过强酸性阳离子交换柱时,各种配位阴离子被吸附,然后用碱再生,之后废水再通过强碱性阴离子树脂柱时,氰根和其他阴离子又被吸附,用碱再生。经 三床树脂柱处理的水可以直接回用,而阳、阴离子树脂的洗出液要用氯气破坏氰化物,再用石灰或碱沉淀重金属,所得沉渣也无法直接利用,加上树脂的处理量小,只能处理低浓度废水,而且树脂价格高,投资费用大,工艺操作也较复杂,不便于控制管理。因此,离子交换法作为辅助处理方法应用较多,直接处理废水的并不多。1

7、.3 电解法电解法主要用于单一金属浓废液的处理。如将电镀镍的废液放入电解槽中,以不溶性的氧化铅作阳极,不锈钢作阴极,在24A/dm2的电流密度下进行电解,废水中的有机物被阳极氧化而分解,镍则以金属镍形式在阴极析出,从阴极剥下的镍具有很高的纯度,可以直接回收或销售。电解法也适用于浓的含铜废液,如酸性光亮镀铜液、碱性印制板铜氨蚀刻液或酸性氯化铜蚀刻液,约有95%的铜可以从阴极析出,从不锈钢阴极上剥下的铜板可以直接销售。电解法的主要缺点是难以处理稀的重金属废水,浓的含铜或镍的废液经电解后,铜、镍含量仍超过排放标准,无法直接排放。2 电镀含铜酸、碱废液废水铜粉回收新工艺碱性化学镀铜(含EDTA、酒石酸

8、盐配合物、碱性无氰镀铜(含HEDP、焦磷酸盐、柠檬酸、酒石酸配合物和酸性光亮镀铜废水中含大量的铜,可以使用AAT 888处理剂处理,同时将废液废水中的铜以铜粉形式回收。这种处理方法既简便又实用,解决了电镀废水处理的难关,很有推广使用的价值,在国内尚未报道。2.1 工艺特点(1具有极强的破坏金属螯合物的功能,可以从EDTA化学镀铜液中分离出EDTA和铜粉;(2除铜率可达99%以上,除铜后的废水中Cu2+浓度低于1m g/L,除铜效果优于其他方法;(3可处理高、低浓度废液,也可将高、低浓度废液混合处理;(4滤出的铜粉干燥后含铜量达80%90%,可直接销售或用于制造粉末冶金的铜零件;(5除铜后的滤液

9、,加碱至p H值为8.09.0,沉淀出的氢氧化物沉渣可以作为碱来中和含铜酸性废水,从而节约大量的碱,变废为宝,同时也免去压滤处理,使固体废弃物减少50%70%。2.2 处理条件AAT 888处理粉剂用量溶液含铜量(g/L的1.02.5倍AAT 1EDTA分离剂5060mL/L温度室温p H值1.82.2时间520m i n搅拌连续强烈搅拌槽体塑料或钢铁2.3 处理流程AAT 888处理EDTA化学镀铜废液的步骤如下,流程见图3:(1在处理槽中注入2/3体积的EDTA化学镀铜废液与废水,用AAT 1EDTA分离剂调p H值至2.0,此82时EDTA 析出,过滤收集EDTA;(2按滤液中铜含量(g

10、 /L的1.02.5倍在连续搅拌条件下加入AAT 888处理剂;(3继续搅拌1020m i n ,打入板框压滤机过滤,收集析出的铜粉进行干燥处理;(4将板框压滤机滤出的滤液打入另一处理槽,加氢氧化钠溶液至pH 值为8.09.0,再加适量絮凝剂,搅拌2030m in ,形成氢氧化物沉淀浆料,可以用作酸性废水的中和剂,上清液经活性炭处理,若达标即可排放, 及各种市售专用碱性无氰镀铜废液均可用与EDTA 化学镀铜废液相同的处理方法进行处理和铜粉回收,只是调整p H 值至2.0时可用硫酸分离剂。AAT 888处理酸性光亮镀铜废液的步骤如下:(1在处理槽中注入2/3体积的光亮酸铜废液与废水,用氢氧化钠或

11、处理中形成的氢氧化物沉淀浆料调节溶液p H 值至2.0;(2按废液中铜含量(g /L的1.02.5倍在连续搅拌条件下加入AAT 888处理剂;(3搅拌1030m i n ,当溶液中出现大量粉红色铜粉时,继续搅拌1020m i n ,将溶液打入布袋或板框压滤机过滤,收集析出的铜粉进行干燥处理;(4将板框压滤机滤出的滤液打入另一处理槽,加氢氧化钠溶液至p H 值8.09.0,再加适量絮凝剂,搅拌2030m i n ,形成氢氧化物沉淀浆料,可以用作酸性废水的中和剂返回使用,而上清液经活性炭吸附处理达标后即可排放。酸性光亮镀铜液与碱性镀铜液或碱性化学镀铜液混合后一起处理,AAT 888处理酸性光亮镀铜

12、液与碱性无氰镀铜液的流程与处理EDTA 化学镀铜液的基本相同。酸碱含铜废水不管是否螯合,都可用此法进行联合处理。3 结 语AAT 888处理法可以处理螯合的或非螯合的单一废液或高浓度废液,也可同时处理混合的酸、碱含铜废液,回收铜粉,使废水处理与资源回收有机结合,使污泥数量大为减少,废水处理成本大幅下降,大大促进了电镀厂清洁生产的积极性。参考文献1 方景礼.强螯合物废水的处理方法I !治理螯合物废水的有效技术与方法J.电镀与涂饰,2007,26(9:3338.2 方景礼.强螯合物废水的处理方法II !螯合沉淀法处理混合电镀废水J.电镀与涂饰,2007,26(10:4347.3 方景礼.强螯合物废水的处理方法III !紫外光氧化分解法处理螯合物废水J.电镀与涂饰,2007,26(11:3135.4 蒋建国,王 伟,赵翔龙,等.重金属螯合剂在废水治理中的应用研究J.环境科学,1999(1:1518.编辑:郑 霞专业生产工业次磷酸钠新型的化工企业 先进的化工设备产品规格