一種電解用復(fù)合添加劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，特別地，涉及一種用于重金屬污水處理的電解用復(fù)合 添加劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)冶煉、金屬加工、機(jī)械制造以及其他工業(yè)生產(chǎn)飛速 地發(fā)展，從而造成了我國(guó)工業(yè)廢水的排放量大量地增加，其中金屬加工以及電鍍工場(chǎng)排放 的廢水中銅離子含量非常高，而其他行業(yè)排放的廢水中也存在含銅廢水，但是含銅量比較 低。目前針對(duì)含銅廢水的處理工藝主要有以下兩種：（1)電積法，電積法是采用陰陽(yáng)電極來(lái) 對(duì)廢水進(jìn)行電解的方法，這種方法只能針對(duì)單一含銅廢水體系，并且針對(duì)含銅量大于IOg/ L的廢水有一定的效果，而不能面對(duì)復(fù)雜的污水體系，比如含有硫酸銅的廢水與棕化廢水參 雜在一起的廢水，或者是硫酸銅廢液、棕化廢液以及硝酸銅廢液參雜在一起的廢水；（2)重 金屬離子絡(luò)合劑法，此種方法主要是采用絡(luò)合劑實(shí)現(xiàn)除銅，對(duì)于含銅量高的廢液有比較好 的技術(shù)效果，而對(duì)于含銅量不大于l〇g/L的廢水或者是比較復(fù)雜的污水體系，比如含有硫 酸銅的廢水與棕化廢水參雜在一起的廢水，或者是硫酸銅廢液、棕化廢液以及硝酸銅廢液 參雜在一起的廢水，其效果不好。
[0003] 現(xiàn)有的技術(shù)污水處理的效果大致如下：以2000L的廢水為電解對(duì)象，含銅量10g/L 的硫酸銅廢液的電解率不高于85%，含銅量38g/L的硝酸銅廢液的電解率不高于50%，而 對(duì)于含銅量35g/L的棕化廢液、含銅量27g/L硫酸銅廢液與硝酸銅廢液的混合廢液、含銅量 32g/L的硫酸銅廢液、硝酸銅廢液以及棕化廢液的混合廢液以及含銅量37g/L的硝酸銅廢 液與棕化廢液的混合液，現(xiàn)有的電解體系基本不能電離出有價(jià)金屬銅。
[0004] 因此，發(fā)明一種能直接運(yùn)用在硫酸體系的含銅廢水、硝酸體系的含銅廢水以及棕 化廢水中的一種或者幾種的混合廢水的電解用添加劑，特別是能實(shí)現(xiàn)從含銅量< l〇g/L的 廢水中將有價(jià)金屬銅分離出來(lái)，具有很大的實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的在于提供一種能直接運(yùn)用在硫酸體系的含銅廢水、硝酸體系的含銅廢 水以及棕化廢水中的一種或者幾種的混合廢水的電解用添加劑，特別是能實(shí)現(xiàn)從含銅量 < l〇g/L的廢水中將有價(jià)金屬銅分離出來(lái)，效果如下：以2000L的廢水為電解對(duì)象，含銅量 l〇g/L的硫酸銅廢液的電解率高達(dá)92 %，含銅量38g/L的硝酸銅廢液的電解率高達(dá)93. 2 %， 而對(duì)于含銅量35g/L的棕化廢液、含銅量27g/L硫酸銅廢液與硝酸銅廢液的混合廢液、含銅 量32g/L的硫酸銅廢液、硝酸銅廢液以及棕化廢液的混合廢液以及含銅量37g/L的硝酸銅 廢液與棕化廢液的混合液，其電解率分別高達(dá)95%、91 %、95%以及92%，實(shí)用性強(qiáng)。
[0006] 本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：
[0007] -種電解用復(fù)合添加劑，原料包括以下組分：
[0008] 聚乙二醇 8-12份 十二烷基磺酸鈉 18-25份 聚丙烯酰胺1-3份 氯酸鈉 6-10份 2-巰基苯駢噻唑 2-5份。
[0009] 以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，原料包括以下組分：
[0010] 聚乙二醇 8-10份 十二烷基磺酸鈉 20-23份 聚丙烯酰胺1.5-2.8份 氯酸鈉 7.5-9份 2-疏基苯駢噻唑 3-4.5份。
[0011] 以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，原料包括以下組分：
[0012] 聚乙二醇 9份 十二烷基磺酸鈉 21份 聚丙烯酰胺2份 氯酸鈉 8份 2-巰基苯駢噻唑 3.8份。
[0013] 本發(fā)明的電解用復(fù)合添加劑包括聚乙二醇、十二烷基磺酸鈉、聚丙烯酰胺、氯酸 鈉以及2-巰基苯駢噻唑五種物質(zhì)，整體配方精簡(jiǎn)；利用聚乙二醇來(lái)加大陰極的極化，細(xì)化 晶粒，使晶粒面向生長(zhǎng)，能抑制雜質(zhì)金屬的電沉積，防止異常晶粒長(zhǎng)大，同時(shí)能光滑尖錐晶 粒的峰尖，避免粗糙過(guò)度；利用氯化鈉中的氯離子來(lái)提高銅的韌性，細(xì)化結(jié)晶；利用聚丙烯 酰胺來(lái)降低電解溶液中的阻力；利用十二烷基磺酸鈉來(lái)降低電解溶液中的表面張力；利用 十二烷基磺酸鈉與聚丙烯酰胺結(jié)合所形成的集聚體復(fù)合物來(lái)提高電流效率，改善銅離子含 量低時(shí)的沉積速度；利用十二烷基磺酸鈉、聚丙烯酰胺以及氯離子之間的協(xié)同作用，打破有 機(jī)化合物與銅離子的絡(luò)合，讓銅離子游離出來(lái)，使得廢液變成可以直接進(jìn)行電解的溶液。
[0014] 采用本發(fā)明的電解用復(fù)合添加劑，能直接運(yùn)用在硫酸體系的含銅廢水、硝酸體系 的含銅廢水以及棕化廢水中的一種或者幾種的混合廢水中，在含銅量不大于l〇g/L的廢水 中也能將有價(jià)金屬銅分離出來(lái)，保證了較高的電流效率。
[0015] 為了達(dá)到更好的技術(shù)效果，原料還包括以下組分：
[0016] 聚二硫二丙烷磺酸鈉 6-10份四丁基氯化銨 6-10份 氯化鈉 7-12份 次氯酸鈉 3-8份。
[0017] 以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，原料包括以下組分：
[0018] 聚二硫二丙烷磺酸鈉 7-9份 四丁基氯化銨 6.8-9.5份氯化鈉 8-10份 次氯酸鈉 4-7份。
[0019] 本發(fā)明的電解用復(fù)合添加劑還包括聚二硫二丙烷磺酸鈉、四丁基氯化銨、氯化鈉 以及次氯酸鈉，利用聚二硫二丙烷磺酸鈉的整平性能來(lái)提高銅的抗拉強(qiáng)度和延伸率，特別 是高溫延伸率；利用聚二硫二丙烷磺酸鈉與聚乙二醇的協(xié)同作用，使得電解出的銅的質(zhì)量 更好；利用氯化鈉、聚二硫二丙烷磺酸鈉以及十二烷基磺酸鈉之間的協(xié)同作用，能大大提高 銅的韌性，細(xì)化其結(jié)晶力度，提高電流效率；利用氯化鈉、四丁基氯化銨、聚丙烯酰胺以及 十二烷基磺酸鈉的協(xié)同作用，可以破棕化廢水中存在的絡(luò)合現(xiàn)象，使得棕化廢水中的銅離 子可以直接被電解出；在酸性條件下，通過(guò)次氯酸鈉、氯化鈉、四丁基氯化銨、聚丙烯酰胺以 及十二烷基磺酸鈉之間的協(xié)同作用，破棕化廢水中存在的絡(luò)合現(xiàn)象，使得酸性的棕化廢水 中的銅離子可以直接被電解出。
[0020] 為了達(dá)到更好的技術(shù)效果，原料還包括以下組分：
[0021] 三聚磷酸鈉2-8份 氯化銨 6-10份 碳酸鈉 6-10份 十六烷基胺 3-6份。
[0022] 以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，原料包括以下組分：
[0023] 三聚磷酸鈉8份 氯化銨 10份 碳酸鈉 10份 十六烷基胺 6份。
[0024] 以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，原料包括以下組分：
[0025] 三聚磷酸鈉5份 氯化銨 8份 碳酸鈉 8份 十六烷基胺 4份。
[0026] 以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，原料包括以下組分：
[0027] 三聚磷酸鈉2份 氯化銨 6份 碳酸鈉 6份 十六煉基胺 3份。
[0028] 本發(fā)明的電解用復(fù)合添加劑包括堿性物質(zhì)，用于控制硝酸體系中硝酸的濃度，保 證硝酸的濃度控制在lmol/L以內(nèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)硝酸體系的含銅廢水中銅離子被電解出，其 中，利用十六烷基氨與三聚磷酸鈉的協(xié)同作用能在陰極銅板上短時(shí)間成膜來(lái)阻隔硝酸對(duì)其 腐蝕；利用碳酸鈉與三聚磷酸鈉的協(xié)同作用能實(shí)現(xiàn)電解在較高的硝酸濃度下繼續(xù)進(jìn)行，緩 解硝酸濃度過(guò)高對(duì)陰極上的銅的腐蝕；氯化銨的加入能大大提高銅離子的韌性。
[0029] 除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。 下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí) 施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0031] 圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例1的電解裝置圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以根據(jù)權(quán)利要求限 定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0033] 實(shí)施例1 :
[0034] -種電解用復(fù)合添加劑，原料包括以下組分：
[0035] 聚乙二醇 8-12份 十二烷基磺酸鈉 18-25份 聚丙烯酰胺1 3份 氯酸鈉 6-10份 2-巰基苯駢噻唑 2-5份。
[0036] 本發(fā)明的電解用復(fù)合添加劑包括聚乙二醇、十二烷基磺酸鈉、聚丙烯酰胺、氯酸鈉 以及2-巰基苯駢噻唑五種物質(zhì)，利用聚乙二醇來(lái)加大陰極的極化，細(xì)化晶粒，使晶粒面向 生長(zhǎng)，能抑制雜質(zhì)金屬的電沉積，防止異常晶粒長(zhǎng)大，同時(shí)能光滑尖錐晶粒的峰尖，避免粗 糙過(guò)度；利用氯化鈉中的氯離子來(lái)提高銅的韌性，細(xì)化結(jié)晶；利用聚丙烯酰胺來(lái)降低電解 溶液中的阻力；利用十二烷基磺酸鈉來(lái)降低電解溶液中的表面張力；利用十二烷基磺酸鈉 與聚丙烯酰胺結(jié)合所形成的集聚體復(fù)合物來(lái)提高電流效率，改善銅離子含量低時(shí)的沉積速 度；利用十二烷基磺酸鈉、聚丙烯酰胺以及氯離子之間的協(xié)同作用，打破有機(jī)化合物與銅離 子的絡(luò)合，讓銅離子游離出來(lái)，使得廢液變成可以直接進(jìn)行電解的溶液，本發(fā)明的電解用復(fù) 合添加劑能直接運(yùn)用在硫酸體系的含銅廢水、硝酸體系的含銅廢水以及棕化廢水中的一種 或者幾種的混合廢水中，在含銅量不大于l〇g/L的廢水中也能將有價(jià)金屬銅分離出來(lái)，保 證較高的電流效率，實(shí)用性強(qiáng)。
[0037] 采用本發(fā)明的電解用復(fù)合添加劑用于硫酸體系的含銅廢水、硝酸體系的含銅廢水 以及棕化廢水中的一種或者幾種的電解裝置圖詳見(jiàn)圖1所示，電解裝置包括電解槽1、循環(huán) 水箱2、水泵3以及電極4,所述電極4采用鈦涂層陽(yáng)極和不銹鋼陰極；循環(huán)水箱2與電解槽 1的上部連通，其通過(guò)水泵3與所述電解槽1的底部連通。
[0038] 具體電解過(guò)程如下：先將廢液5注入電解槽1中，然后將電極4插入到電解槽1中 通電，使得電解槽中電流密度為250~500A/m 2陰極板附近和陽(yáng)極板附近分別發(fā)生如下反 應(yīng)：
[0039] 陰極 Cu2++2e_ = Cu
[0040] 陽(yáng)極 02+2H20+4e- = 40H-
[0041] 經(jīng)過(guò)上述電解后，含銅廢液中的銅離子逐漸轉(zhuǎn)化成了單質(zhì)銅，且這些單質(zhì)銅附著 在陰極板上，此時(shí)，廢液中銅離子的含量下降，其銅離子的濃度下降到〇. 5~1.0 g/L，陽(yáng)極 板附近的PH值增加；當(dāng)陰極板上的銅不再增加的時(shí)候，將陰極板取出，然后將附在陰極板 上的銅剝離回收，這些銅結(jié)構(gòu)致密、呈塊狀、略帶脆性；經(jīng)過(guò)處理后的含銅液所含銅離子的 濃度很低，可以將直接排放到污水處理站進(jìn)行處理。
[0042] 運(yùn)用本發(fā)明的電解用復(fù)合添加劑，電解效率能達(dá)到90%以上。
[0043] 實(shí)施例2 :
[0044] 采用本發(fā)明的電解用復(fù)合添加劑在溫度為25°C的條件下電解硫酸銅廢液2000L， 其中銅含量為9.8g/L。
[0045] 本發(fā)明的電解用復(fù)合添加劑的原料包括以下組分：
[0046] 聚乙二醇 12克 十二烷基磺酸鈉 25克
[0047] 聚丙烯酰胺 3克 氯酸鈉 10克 2-疏基苯駢噻唑 5克。
[0048] 將上述電解用復(fù)合添加劑加入至