本發(fā)明涉及資源回收領(lǐng)域，具體涉及一種回收廢液中銅和鋅的方法。

背景技術(shù)：

銅是一種應(yīng)用廣泛的有色金屬，可應(yīng)用于電器電子、交通、合金、醫(yī)藥等領(lǐng)域，在我們的生活生產(chǎn)中有至關(guān)重要的作用。鋅具有良好的延展性、耐磨性，還是人體中不可缺少的微量元素，主要應(yīng)用于電鍍、合金、電池、醫(yī)藥等行業(yè)，在生活生產(chǎn)中同樣扮演著重要的角色。近年來，我國工業(yè)發(fā)展迅速，冶金、印刷等工業(yè)產(chǎn)生大量含銅、鋅廢水，如不及時處理會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。

目前廢水的處理方法主要有電解法、蒸發(fā)濃縮法、化學(xué)氧化法和膜處理法等。蒸發(fā)濃縮法能耗較大、成本較高，推廣有局限性。膜處理法具有能耗低、效果好等優(yōu)點(diǎn)，但其步驟復(fù)雜，難以在工業(yè)中大規(guī)模應(yīng)用。而傳統(tǒng)電解法因其在停滯或緩慢流動的電解液中工作，受到的限制較多且投資較大。例如cn204625431u提出了一種電鍍廢水的銅回收處理系統(tǒng)，其技術(shù)方案要點(diǎn)是：包括離子交換凈化裝置、物化處理裝置以及銅回收裝置；通過凈化裝置和物化處理裝置將污水進(jìn)行凈化處理，通過銅回收裝置將污水內(nèi)的銅進(jìn)行回收，該工藝處理環(huán)節(jié)較多且不容易控制。

現(xiàn)有的處理含銅、鋅離子廢水的技術(shù)普遍存在工藝復(fù)雜、有二次污染、不易控制等不足之處。而旋流電解技術(shù)基于各金屬離子理論析出電位的差異，即欲被提取的金屬要與溶液體系中其他金屬離子有較大的電位差，則電位較正的金屬易于在陰極優(yōu)先析出，其關(guān)鍵是通過高速溶液流動來消除濃差極化等對電解的不利因素，避免了傳統(tǒng)電解過程受多種因素(離子濃度、析出電位、濃差極化、超電位、ph值等)影響的限制，可以通過簡單的技術(shù)條件生產(chǎn)出高質(zhì)量的金屬產(chǎn)品。旋流電解技術(shù)不僅可以打破傳統(tǒng)電解法的種種限制，還可以大大減少投資成本，有很好的應(yīng)用前景。

cn104724864a公開了一種含鎳電鍍廢水的旋流處理工藝，該工藝采用與傳統(tǒng)工藝完全不同的旋流工藝電積鎳，電流效率可達(dá)到90％以上。cn102453931a公開了一種旋流電解技術(shù)處理凈化銅電解液工藝，同樣采用旋流電解技術(shù)對銅電解廢液的進(jìn)行電解，獲得了較高的電流效率，降低了生產(chǎn)成本。

旋流電解技術(shù)雖然能夠有效的增加電流密度，縮短工藝流程，獲得較好的經(jīng)濟(jì)收益，然而現(xiàn)有的旋流電解技術(shù)在處理一些成分復(fù)雜、濃度極低的重金屬廢水(如靈寶黃金股份有限公司產(chǎn)生的廢水)時，電流效率與回收率較低，難以實(shí)現(xiàn)對金屬的有效回收。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種回收廢液中銅和鋅的方法，實(shí)現(xiàn)了對極低濃度重金屬廢水的深度分離和資源回收，銅的回收率可達(dá)90％以上，鋅的回收率可達(dá)80％以上，電流效率可達(dá)90％以上。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種回收廢液中銅和鋅的方法，其特征在于，所述方法為：以不銹鋼片為陰極，iro2-ta2o5/ti棒為陽極，使用旋流電解裝置對廢液進(jìn)行電解，在陰極得到銅和鋅。

本發(fā)明使用旋流電解技術(shù)對廢液進(jìn)行回收，采用iro2-ta2o5/ti為旋流電解裝置的陽極，利用電化學(xué)陽極氧化，增大陽極比表面積，大幅增加電沉積效果，提升旋流電解處理能力，提高電流效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對極低濃度重金屬廢水的深度分離和資源回收。

不銹鋼片具有耐腐蝕、耐高溫，性能穩(wěn)定且價格相對低廉，容易獲得等優(yōu)點(diǎn)，因此選擇其作為旋流電解裝置的陰極。

根據(jù)本發(fā)明，所述不銹鋼片在使用前依次用1000、1500以及2000目的砂紙進(jìn)行打磨，打磨后再進(jìn)行拋光處理。

經(jīng)過打磨，拋光后的不銹鋼片能夠有利于金屬的電沉積。

根據(jù)本發(fā)明，將所述不銹鋼片以圓柱狀置于旋流電解裝置的電解槽中作為陰極。

以圓柱狀置于旋流電解裝置的電解槽中，增加了不銹鋼片與廢液的接觸面積，提高了旋流電解處理能力。

根據(jù)本發(fā)明，所述回收廢液中銅和鋅的方法包括以下步驟：

(1)將不銹鋼片作為旋流電解裝置的陰極，iro2-ta2o5/ti棒作為旋流電解裝置的陽極，廢液通過循環(huán)泵進(jìn)入旋流電解裝置，在循環(huán)泵和旋流電解裝置之間設(shè)置流量計，所述循環(huán)泵一端與循環(huán)桶連接，另一端與旋流電解裝置進(jìn)液口相連，所述旋流電解裝置出液口與循環(huán)桶相連；

(2)開啟旋流電解裝置，通過旋流電解裝置對廢液進(jìn)行循環(huán)電解，在陰極得到銅和鋅。

本發(fā)明通過步驟(1)中對裝置的布局和設(shè)置，使得廢液可以在旋流電解裝置中被循環(huán)電解，且可控制廢液進(jìn)入旋流電解裝置的流量，大大的提高了銅和鋅的回收率。

在循環(huán)電解過程中，廢液在循環(huán)泵的驅(qū)動下進(jìn)入電解槽底部后沿內(nèi)壁螺旋流至電解槽頂部，廢液中的銅、鋅離子在旋流電解槽陰極內(nèi)壁析出，電解后的廢液回流至循環(huán)桶，經(jīng)過循環(huán)泵再次進(jìn)入旋流電解裝置電解。

上述循環(huán)電解是指：廢液經(jīng)過旋流電解裝置電解后，從旋流電解裝置出液口進(jìn)入循環(huán)桶，在循環(huán)泵的驅(qū)動下再次進(jìn)入旋流電解裝置電解，如此循環(huán)多次。

根據(jù)本發(fā)明，在對廢液進(jìn)行處理前檢查裝置氣密性。

根據(jù)本發(fā)明，控制廢液進(jìn)入旋流電解裝置的流量為300-800l/h，例如可以是300l/h、350l/h、400l/h、450l/h、500l/h、550l/h、600l/h、650l/h、700l/h、750l/h或800l/h，以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。

將廢液進(jìn)入旋流電解裝置的流量維持在300-800l/h，有利于電解過程中傳質(zhì)強(qiáng)化。

根據(jù)本發(fā)明，開啟旋流電解裝置前使廢液在旋流電解裝置中流動3-5min，目的是使廢液在電解前在旋流電解裝置中保持穩(wěn)定的流動。

根據(jù)本發(fā)明，所述旋流電解裝置的電流密度為30-80ma/cm²，例如可以是30ma/cm²、35ma/cm²、40ma/cm²、45ma/cm²、50ma/cm²、55ma/cm²、60ma/cm²、65ma/cm²、70ma/cm²、75ma/cm²或80ma/cm²，以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。

本發(fā)明中所述旋流電解裝置的電流密度優(yōu)選為50-80ma/cm²。

根據(jù)本發(fā)明，所述使用旋流電解裝置對廢液進(jìn)行電解的時間為30-150min，例如可以是30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min、130min、140min或150min，以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。

本發(fā)明中所述使用旋流電解裝置對廢液進(jìn)行電解的時間優(yōu)選為60-120min。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，本發(fā)明所述回收廢液中銅和鋅的方法包括以下步驟：

(1)依次使用1000、1500以及2000目的砂紙對不銹鋼片進(jìn)行打磨，拋光處理后將不銹鋼片卷為圓柱狀；

(2)將步驟(1)所述圓柱狀不銹鋼片作為旋流電解裝置的陰極，iro2-ta2o5/ti棒作為旋流電解裝置的陽極，廢液通過循環(huán)泵進(jìn)入旋流電解裝置，在循環(huán)泵和旋流電解裝置之間設(shè)置流量計，所述循環(huán)泵一端與循環(huán)桶連接，另一端與旋流電解裝置進(jìn)液口相連，所述旋流電解裝置出液口與循環(huán)桶相連；

(3)在對廢液進(jìn)行處理前檢查裝置氣密性，確認(rèn)氣密性良好后，控制進(jìn)入旋流電解裝置的流量為300-800l/h，使廢液在旋流電解裝置中流動3-5min；

(4)開啟旋流電解裝置，控制電流密度為30-80ma/cm²，使用旋流電解裝置對廢液循環(huán)電解30-150min，在陰極得到銅和鋅。

與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明采用iro2-ta2o5/ti為旋流電解裝置的陽極，利用旋流電解的傳質(zhì)強(qiáng)化作用，大幅增加電沉積效果，提升旋流電解處理能力，提高電流效率，從而實(shí)現(xiàn)對極低濃度重金屬廢水的深度分離和資源回收。

(2)本發(fā)明具有較高的電流密度和電流效率，能夠?qū)崿F(xiàn)對廢水中銅和鋅的有效回收，銅的回收率可達(dá)90％以上，鋅的回收率可達(dá)80％以上，電流效率可達(dá)90％以上，提高了回收率的同時節(jié)省了能耗，有利于降低成本。

(3)本發(fā)明通過對裝置的布局和設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了旋流電解裝置對廢液的循環(huán)電解，大大的提高了銅和鋅的回收率；且工藝流程簡單，在密閉的管路中工作，可以有效地減少有害氣體排放，明顯改善工作環(huán)境；廢液可以直接進(jìn)入電解設(shè)備，降低技術(shù)風(fēng)險，大大減少運(yùn)營成本。

(4)本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過程、廢水處理和介質(zhì)循環(huán)的無縫連接，縮短了工藝流程，降低了處理成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種具體實(shí)施方式提供的工藝流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1得到的陰極產(chǎn)物圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1得到的陰極產(chǎn)物的掃描電鏡圖。

下面對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。但下述的實(shí)例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。

具體實(shí)施方式

為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。但下述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。

本發(fā)明在具體實(shí)施方式部分提供了一種回收廢液中銅和鋅的方法，所述方法為：以不銹鋼片為旋流電解裝置的陰極，以iro2-ta2o5/ti棒為旋流電解裝置的陽極，使用旋流電解裝置對廢液進(jìn)行電解，在陰極得到銅和鋅。

如圖1所示，本發(fā)明一種具體實(shí)施方式的工藝流程為：

(1)將不銹鋼片作為旋流電解裝置的陰極，iro2-ta2o5/ti棒作為旋流電解裝置的陽極，廢液通過循環(huán)泵進(jìn)入旋流電解裝置，在循環(huán)泵和旋流電解裝置之間設(shè)置流量計，所述循環(huán)泵一端與循環(huán)桶連接，另一端與旋流電解裝置進(jìn)液口相連，所述旋流電解裝置出液口與循環(huán)桶相連。

(2)開啟旋流電解裝置，通過旋流電解裝置對廢液進(jìn)行循環(huán)電解，在循環(huán)電解過程中，廢液在循環(huán)泵的驅(qū)動下進(jìn)入電解槽底部后沿內(nèi)壁螺旋流至電解槽頂部，廢液中的銅、鋅離子在旋流電解槽陰極內(nèi)壁析出，電解后的廢液回流至循環(huán)桶，經(jīng)過循環(huán)泵再次進(jìn)入旋流電解裝置電解。

本發(fā)明的典型但非限制性的實(shí)施例如下：

實(shí)施例1

依次使用1000、1500以及2000目的砂紙對不銹鋼片進(jìn)行打磨，拋光處理后將不銹鋼片卷為圓柱狀作為旋流電解裝置的陰極，將iro2-ta2o5/ti棒作為旋流電解裝置的陽極；將5l靈寶黃金廢水萃余液(銅含量為300mg/l，zn含量為400mg/l)加入循環(huán)桶中，打開循環(huán)泵，調(diào)節(jié)流量計控制進(jìn)入旋流電解裝置的流量為300l/h，使廢液在旋流電解裝置中流動5min；待廢液在旋流電解裝置中流動穩(wěn)定后打開直流電源，控制電流密度為40ma/cm²，循環(huán)電解90min；電解完成后先關(guān)直流電源再關(guān)循環(huán)泵，將廢液從裝置中放出，打開電解槽取出不銹鋼片，收集陰極得到的銅和鋅。

如圖2所示，本實(shí)施例在陰極回收得到了銅和鋅。如圖3所示，電沉積得到的產(chǎn)品非常致密。

對產(chǎn)品進(jìn)行xrd、eds分析，計算產(chǎn)品中各元素含量，通過icp測得處理后廢液中金屬含量，經(jīng)過分析計算，銅的回收率為60％，鋅的回收率為50％，電流效率為60％。

實(shí)施例2

將不銹鋼片卷為圓柱狀作為旋流電解裝置的陰極，旋流電解裝置的陽極采用iro2-ta2o5/ti棒；將5l靈寶黃金廢水含氰貧液(銅含量為300mg/l，zn含量為400mg/l)加入循環(huán)桶中，打開循環(huán)泵，調(diào)節(jié)流量計控制進(jìn)入旋流電解裝置的流量為500l/h，使廢液在旋流電解裝置中流動5min；待廢液在旋流電解裝置中流動穩(wěn)定后打開直流電源，控制電流密度在50ma/cm²，循環(huán)電解90min；電解完成后先關(guān)直流電源再關(guān)循環(huán)泵，將廢液從裝置中放出，打開電解槽取出不銹鋼片，收集陰極得到的銅和鋅。

對產(chǎn)品進(jìn)行xrd、eds分析，計算產(chǎn)品中各元素含量，通過icp測得處理后廢液中金屬含量，經(jīng)過分析計算，銅的回收率為70％，鋅的回收率為65％，電流效率為65％。

實(shí)施例3

依次使用1000、1500以及2000目的砂紙對不銹鋼片進(jìn)行打磨，拋光處理后將不銹鋼片卷為圓柱狀作為旋流電解裝置的陰極，將iro2-ta2o5/ti棒作為旋流電解裝置的陽極；將2l靈寶黃金萃余液(銅含量為300mg/l，zn含量為400mg/l)加入循環(huán)桶中，打開循環(huán)泵，調(diào)節(jié)流量計控制進(jìn)入旋流電解裝置的流量為600l/h，使廢液在旋流電解裝置中流動5min；待廢液在旋流電解裝置中流動穩(wěn)定后打開直流電源，控制電流密度在60ma/cm²，循環(huán)電解120min；電解完成后先關(guān)直流電源再關(guān)循環(huán)泵，將廢液從裝置中放出，打開電解槽取出不銹鋼片，收集陰極得到的銅和鋅。

對產(chǎn)品進(jìn)行xrd、eds分析，計算產(chǎn)品中各元素含量，通過icp測得處理后廢液中金屬含量，經(jīng)過分析計算，銅的回收率可達(dá)81％，鋅的回收率為74％，電流效率為77％。

實(shí)施例4

依次使用1000、1500以及2000目的砂紙對不銹鋼片進(jìn)行打磨，拋光處理后將不銹鋼片卷為圓柱狀作為旋流電解裝置的陰極，將iro2-ta2o5/ti棒作為旋流電解裝置的陽極；將2l分銅后液(銅含量為65g/l，zn含量為500mg/l)加入循環(huán)桶中，打開循環(huán)泵，調(diào)節(jié)流量計控制進(jìn)入旋流電解裝置的流量為600l/h，使廢液在旋流電解裝置中流動3min；待廢液在旋流電解裝置中流動穩(wěn)定后打開直流電源，控制電流密度在60ma/cm²，循環(huán)電解120min；電解完成后先關(guān)直流電源再關(guān)循環(huán)泵，將廢液從裝置中放出，打開電解槽取出不銹鋼片，收集陰極得到的銅和鋅。

對產(chǎn)品進(jìn)行xrd、eds分析，計算產(chǎn)品中各元素含量，通過icp測得處理后廢液中金屬含量，經(jīng)過分析計算，銅的回收率可達(dá)90％，鋅的回收率為80％，電流效率為93％。

實(shí)施例5

依次使用1000、1500以及2000目的砂紙對不銹鋼片進(jìn)行打磨，拋光處理后將不銹鋼片卷為圓柱狀作為旋流電解裝置的陰極，將iro2-ta2o5/ti棒作為旋流電解裝置的陽極；將5l靈寶黃金廢水萃余液(銅含量為300mg/l，zn含量為400mg/l)加入循環(huán)桶中，打開循環(huán)泵，調(diào)節(jié)流量計控制進(jìn)入旋流電解裝置的流量為800l/h，使廢液在旋流電解裝置中流動4min；待廢液在旋流電解裝置中流動穩(wěn)定后打開直流電源，控制電流密度為80ma/cm²，循環(huán)電解150min；電解完成后先關(guān)直流電源再關(guān)循環(huán)泵，將廢液從裝置中放出，打開電解槽取出不銹鋼片，收集陰極得到的銅和鋅。

對產(chǎn)品進(jìn)行xrd、eds分析，計算產(chǎn)品中各元素含量，通過icp測得處理后廢液中金屬含量，經(jīng)過分析計算，銅的回收率為83％，鋅的回收率為62％，電流效率為75％。

對比例1

與實(shí)施例4相比，除了將旋流電解裝置的陽極“iro2-ta2o5/ti棒”替換為“市售的鈦涂層陽極”外，其他條件與實(shí)施例4相同。

對產(chǎn)品進(jìn)行xrd、eds分析，計算產(chǎn)品中各元素含量，通過icp測得處理后廢液中金屬含量，經(jīng)過分析計算，銅的回收率為80％，鋅的回收率為71％，電流效率為82％。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。