含銅微蝕廢液的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含銅微蝕廢液的處理方法。步驟如下：1）還原：在含銅微蝕廢液中加入還原鐵粉，經(jīng)充分反應(yīng)后，進(jìn)行固液分離，收集濾餅，濾液進(jìn)行下步工序；2）絡(luò)合：在步驟1）所得的濾液中加入Cu重金屬離子捕集劑進(jìn)行絡(luò)合后沉淀，絡(luò)合完成后的溶液再次進(jìn)行固液分離，收集濾餅，濾液進(jìn)行下步工序；3）氧化聚合：步驟2）所得濾液中的硫酸亞鐵經(jīng)氧化生產(chǎn)聚合硫酸鐵，并同時(shí)去除廢水中的CODcr。本發(fā)明對電子制造中產(chǎn)生的含銅微蝕廢液進(jìn)行處理和綜合利用，保護(hù)了環(huán)境，節(jié)約了資源能源，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了重金屬銅和用于污水處理廠作為凈水劑聚合硫酸鐵。本發(fā)明處理方法的成本低廉，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】含銅微蝕廢液的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢水的處理方法，具體地指一種含銅微蝕廢液的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]含銅微蝕廢液廣泛來源于電子、電鍍、冶煉、化工等行業(yè)。隨著國內(nèi)研制技術(shù)的發(fā)展和國外電子產(chǎn)品的不斷輸入，電子含銅微蝕廢液需處理量逐年增加。而且，人們已充分認(rèn)識到各種廢物排放對環(huán)境造成的危害，各種含銅微蝕廢液必須嚴(yán)格處理達(dá)標(biāo)排放。
[0003]國內(nèi)外針對含銅微蝕廢液的處理開展過大量的科學(xué)研究工作，歸納起來主要有以下幾種方法:
[0004]1、化學(xué)沉淀法:
[0005]這種方法適用于含銅量在800~1000mg/L以下的廢水，是用堿提高廢水的PH至生成氫氧化銅沉淀。這種方法可以取得良好除銅效果，但是沉淀中雜質(zhì)分離麻煩，平時(shí)處理費(fèi)用較高。而對于含銅微蝕液中，廢水中的CODcr無法去除，必須增加其它的除CODcr的方法。
[0006]2、置換法:
[0007]在酸性條件下，用鐵屑等較活潑金屬將銅置換出來。這種方法可以達(dá)到治理要求，但沉淀中雜質(zhì)分離困難，污泥量多。
[0008]3、離子交換法:
[0009]這種方法適用于含銅濃度在50~200mg/L的廢水。濃度過高，廢水的PH值勢必較低，若用弱酸性陽離子交換樹脂，很難吸附銅離子；若用強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂交換容量則較小，再生時(shí)要用較多的酸。用陽離子樹脂處理含銅量較低廢水，鐵離子也會(huì)被樹脂吸附，洗脫后難以分離。因此，采用該法處理含銅微蝕廢液無法達(dá)到滿意的效果。
[0010]4、電解法
[0011]電解法在處理硫酸銅廢水中得到廣泛使用。特別是電解法一離子交換法結(jié)合，或是使用電解法一化學(xué)沉淀法組合。
[0012]對于印制線路板中微蝕液中的銅一般采用電解法回收銅，傳統(tǒng)的電解反應(yīng)器大多為矩形箱式電解槽。這種電解槽電沉淀速度慢，受低銅濃度的限制。在低濃度溶液中電解，所得銅的形態(tài)不好，影響其商業(yè)價(jià)值。Wang以管狀EMEW cell為電化學(xué)反應(yīng)器，回收微蝕廢液中的銅，所用的陽極為涂覆鉬族金屬的鈦電極，陰極為圓柱狀不銹鋼，控制電流密度為ZA/dm2,陰極電流效率在90%以上，銅純度為97%，但該電解法對8g/L的濃度銅就很難再析出。
[0013]去除銅后的廢水中 大多含有硫酸亞鐵、CODcr，工藝上一般采用催化氧化法生產(chǎn)聚合硫酸鐵。雖然，此方法簡單易行，但是催化劑NaNO2是致癌物質(zhì)，且生產(chǎn)過程中投加量大，產(chǎn)品中的亞硝酸根離子易超標(biāo)，限制了其在飲用水處理中的應(yīng)用；氮的氧化物排出，污染環(huán)境，后處理工序復(fù)雜；反應(yīng)速度慢，要適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，需采用改進(jìn)措施。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的就是要克服現(xiàn)有技術(shù)采用置換法處理含銅微蝕廢液所存在的不足，提供一種成本低廉的含銅微蝕廢液的處理方法。
[0015]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明含銅微蝕廢液的處理方法，包括以下步驟:
[0016]I)還原:在含銅微蝕廢液中加入還原鐵粉，經(jīng)充分反應(yīng)后，用板框壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，收集濾餅，濾液進(jìn)行下步工序；
[0017]2)絡(luò)合:在步驟I)所得的濾液中加入Cu重金屬離子捕集劑進(jìn)行絡(luò)合后沉淀，絡(luò)合完成后的溶液再次用板框壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，收集濾餅，濾液進(jìn)行下步工序；
[0018]3)氧化聚合:步驟2)所得濾液中的硫酸亞鐵經(jīng)氧化生產(chǎn)聚合硫酸鐵，并同時(shí)去除廢水中的CODcr。
[0019]本發(fā)明步驟I)中，還原鐵粉的純度> 98%。步驟2)中，所述Cu重金屬離子捕集劑的活性基團(tuán)為二硫代氨基甲酸鈉。
[0020]本發(fā)明步驟3)中，采用雙氧水氧化法或氯酸鈉氧化法將硫酸亞鐵氧化。優(yōu)選氯酸鈉氧化法，因采用氯酸鈉氧化法的生產(chǎn)工藝簡單，設(shè)備投資少，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，反應(yīng)效率高，無空氣污染；產(chǎn)品中含有氯酸鹽，可兼作混凝與殺菌劑。
[0021]本發(fā)明步驟I)和步驟 2)中，收集所得的濾餅為海綿銅。海綿銅可出售給冶煉廠冶煉銅，廢物重新利用，節(jié)約資源。
[0022]本發(fā)明先采用置換法將含銅微蝕廢液的銅置換出來，通過控制鐵粉的加入量，可得到含銅量在80%以上的海綿銅；對于置換不完全的微量銅，加入Cu重金屬離子捕集劑沉淀，可保證廢液中總銅含量小于0.5mg/L;將銅去除干凈后的廢水采用氧化聚合反應(yīng)生產(chǎn)聚合硫酸鐵，并同時(shí)去除廢水中的CODcr。
[0023]本發(fā)明的有益效果在于:采用新工藝對電子制造中產(chǎn)生的含銅微蝕廢液進(jìn)行處理和綜合利用，保護(hù)了環(huán)境，節(jié)約了資源能源，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了重金屬銅和用于污水處理廠作為凈水劑聚合硫酸鐵。本發(fā)明處理方法的成本低廉，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了更好地解釋本發(fā)明，以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但它們不對本發(fā)明構(gòu)成限定。
[0025]實(shí)施例
[0026]含銅微蝕廢液來源于某電子公司的微蝕液，年廢液總量2萬噸，廢液中主要成分為Cu約8000mg/L，PH值約為1，CODcr約4000mg/L，而銅離子以水合離子[Cu(H2O)4] 2+存在。
[0027]含銅微蝕廢液的處理方法，包括以下步驟:
[0028]I)還原:在2萬噸含銅微蝕廢液中加入純度為99%的還原鐵粉232.4噸，經(jīng)充分反應(yīng)后，用板框壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，收集海綿銅196噸，濾液進(jìn)行下步工序；
[0029]2)絡(luò)合:在步驟I)所得的濾液中加入Cu重金屬離子捕集劑0.8噸進(jìn)行絡(luò)合后沉淀，Cu重金屬離子捕集劑的活性基團(tuán)為二硫代氨基甲酸鈉，絡(luò)合完成后的溶液再次用板框壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，收集海綿銅4噸，濾液進(jìn)行下步工序；[0030]3)氧化聚合:步驟2)所得濾液采用氯酸鈉氧化法，先加入硫酸114.82噸，在常溫下，攪拌中加入氯酸鈉1077噸，檢驗(yàn)亞鐵離子減少到規(guī)定濃度即可結(jié)束，
[0031]FeS04+NaC103+H2S04 — [Fe2 (OH)n(SO4) 3_n/2] +H20+KC1
[0032]硫酸亞鐵經(jīng)氧化生產(chǎn)成品聚合硫酸鐵溶液29685.62噸，并同時(shí)去除廢水中的CODcr0
[0033] 采用本發(fā)明生產(chǎn)的聚合硫酸鐵產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到GB14591-2006中II類:工業(yè)用水、廢水和污水用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種含銅微蝕廢液的處理方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)還原:在含銅微蝕廢液中加入還原鐵粉，經(jīng)充分反應(yīng)后，用板框壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，收集濾餅，濾液進(jìn)行下步工序； 2)絡(luò)合:在步驟I)所得的濾液中加入Cu重金屬離子捕集劑進(jìn)行絡(luò)合后沉淀，絡(luò)合完成后的溶液再次用板框壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，收集濾餅，濾液進(jìn)行下步工序； 3)氧化聚合:步驟2)所得濾液中的硫酸亞鐵經(jīng)氧化生產(chǎn)聚合硫酸鐵，并同時(shí)去除廢水中的CODcr。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用線路板蝕刻的含銅微蝕液生產(chǎn)硫酸銅的方法，其特征在于:步驟I)中，還原鐵粉的純度≥98%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用線路板蝕刻的含銅微蝕液生產(chǎn)硫酸銅的方法，其特征在于:步驟2)中，所述Cu重金屬離子捕集劑的活性基團(tuán)為二硫代氨基甲酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用線路板蝕刻的含銅微蝕液生產(chǎn)硫酸銅的方法，其特征在于:步驟3)中,采用雙氧水氧化法或氯酸鈉氧化法將硫酸亞鐵氧化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用線路板蝕刻的含銅微蝕液生產(chǎn)硫酸銅的方法，其特征在于:步驟I)和步驟 2)中，收集所得的濾餅為海綿銅。
【文檔編號】C22B15/00GK103803744SQ201410036493
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】龔凌坤 申請人:武漢市嘉恒化工有限公司