从工业废水中提取铜离子的神奇工艺

从工业废水中提取铜离子的神奇工艺

申请日期：2014.11.07

公佈（公告）日期：2015.02.18

IPC分类编号C02F9/10;/20;C01C1/16;C01G3/10

概括

本发明公开了一种从工业废水中提取铜离子的工艺，包括以下步骤：1）将酸性含铜蚀刻废液和碱性含铜蚀刻废液分别进行预处理；2）中和沉淀：将酸性含铜蚀刻废液和碱性含铜蚀刻废液在中和槽中中和，沉淀后得到碱式氯化铜沉淀和滤液；3）将碱式氯化铜沉淀加入反应槽中，加入硫酸，得到硫酸铜晶体；4）将滤液送入离子交换树脂塔，吸附未回收的剩余铜离子，得到氨氮废水；5）采用蒸汽再压缩技术将氨氮废水蒸发浓缩，浓缩液经结晶生成氯化铵产品，冷凝水经离子交换法处理后排放。 本发明可大大提高铜离子的提取率，不仅解决了重金属离子对环境的污染问题，而且可实现其他产品生产废液的循环利用，节省资源，保护环境。

索赔

1.一种从工业废水中提取铜离子的工艺，其特征在于包括以下步骤：

1)对酸性含铜蚀刻废液和碱性含铜蚀刻废液进行预处理，去除悬浮杂质及砷污染物；

1-1）酸性含铜蚀刻废液预处理去除砷污染物：

每份酸性含铜蚀刻废液中加入8g KMnO4，加入80mL 12.0% NH3·H2O，搅拌20分钟，静置45分钟；

1-2)碱性含铜蚀刻废液预处理去除砷污染物：每1000g碱性含铜蚀刻废液加入1.2g氯化镁；

2)中和沉淀：将步骤1处理后的酸性含铜蚀刻废液与碱性含铜蚀刻废液在中和槽中中和，经沉淀、过滤、洗涤后得到碱式氯化铜沉淀和滤液；中和反应时控制中和反应的pH值为5.5～6.0之间；

3)将步骤2)得到的碱式氯化铜沉淀加入反应罐中，加入硫酸反应，冷却结晶为硫酸铜晶体；

4)将步骤2)所得滤液送入离子交换树脂塔，吸附未回收的剩余铜离子，得到氨氮废水；

5)将步骤4)得到的氨氮废水采用蒸汽再压缩技术进行蒸发浓缩，浓缩液经结晶生成氯化铵产品，冷凝水经离子交换法处理后达标排放。

2.根据权利要求1所述的一种从工业废水中提取铜离子的工艺，其特征在于：在步骤2)沉淀后的滤液中加入Na2S，进一步除去滤液中的铜离子。

3.根据权利要求1所述的从工业废水中提取铜离子的工艺，其特征在于：步骤2)中离子交换树脂塔中的树脂采用的载体组分为氨基二硫代羧酸型螯合树脂，中和剂在离子交换柱中的停留时间为3-4min。

手动的

一种从工业废水中提取铜离子的工艺

技术领域

本发明涉及一种废液回收方法，具体涉及一种从工业废水中提取铜离子的工艺。

背景技术

印刷电路板蚀刻废液（也叫PCB蚀刻废液）包括酸性含铜蚀刻废液和碱性含铜蚀刻废液，蚀刻废液中含铜总量每年约5万吨。这些蚀刻废液的特点是种类多、毒性大、腐蚀性强，属于国家第一类危险废物，若不经处理直接排放，将对生态造成极其严重的破坏，甚至严重威胁人们的生命，大量废液若不能有效回收利用，还将造成大量的铜资源浪费和水污染。

目前含铜废水的处理主要采用化学法、离子交换法、膜分离法、吸附法、生物法等；现有技术中常采用化学中和法、混凝沉淀法处理含铜废水。在中和废水中的酸碱的同时，铜离子形成氢氧化铜沉淀，再通过固液分离装置将沉淀物除去。但由于废水中含有氰、铵等络合离子，这些络合离子与铜离子形成络合物，铜离子不易解离，使铜离子无法达到排放标准。因此采用中和沉淀法处理含铜混合废水出水效果不佳，尤其是对铜的去除效果不佳。

另外，中国专利公开了一种“含铜废液的回收利用方法”，其特点是先用热水稀释酸性含铜废液，再缓慢加入碱性含铜废液进行反应，控制pH值生成铜泥，滤饼经离心机分离后，用去离子水洗涤滤饼，洗涤后的洗涤水直接排放，洗涤后的滤饼用于生产硫酸铜产品。但该工艺的主要缺点是在中和反应过程中，控制条件粗糙，洗涤滤饼的洗涤水也含有少量的铜，直接排放污染环境，没有达到充分资源化、无害化处理的目的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种从工业废水中提取铜离子的工艺，可大大提高铜离子的提取率(或去除率)，不仅解决了重金属离子对环境的污染问题，而且可以将废液生产出其他产品进行回收利用，节省资源，保护环境。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种从工业废水中提取铜离子的工艺，其特征在于包括以下步骤：

1)对酸性含铜蚀刻废液和碱性含铜蚀刻废液进行预处理，去除悬浮杂质及砷污染物；

1-1）酸性含铜蚀刻废液预处理去除砷污染物：

每份酸性含铜蚀刻废液中加入8g KMnO4，再加入80mL 12.0% NH3·H2O，搅拌20分钟，静置45分钟；此条件下除砷效果最好，可达98%；

1-2)碱性含铜蚀刻废液预处理去除砷污染物：每1000g碱性含铜蚀刻废液加入1.2g氯化镁；

2)中和沉淀：将步骤1处理后的酸性含铜蚀刻废液与碱性含铜蚀刻废液在中和槽中中和，经沉淀、过滤、洗涤后得到碱式氯化铜沉淀和滤液；中和反应时控制中和反应的pH值为5.5～6.0之间；

3)将步骤2)得到的碱式氯化铜沉淀加入反应罐中，加入硫酸反应，冷却结晶为硫酸铜晶体；

4)将步骤2)所得滤液送入离子交换树脂塔，吸附未回收的剩余铜离子，得到氨氮废水；

5)将步骤4)得到的氨氮废水采用蒸汽再压缩技术（MVR）蒸发浓缩，浓缩液经结晶生成氯化铵产品，冷凝水经离子交换法处理后达标排放。

为实现上述目的，本发明还可以采用以下技术方案：

优选的，在步骤2)沉淀后的滤液中加入Na2S，进一步去除滤液中的铜离子。

优选的，步骤2)中离子交换树脂塔中树脂的载体组分为氨基二硫代羧酸型螯合树脂，中和溶液在离子交换柱中的停留时间为3-4分钟。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明充分利用了酸性含铜蚀刻废液和碱性含铜蚀刻废液，无需添加外加物质即可实现pH值的调节。本发明的除砷效率高达98.0%，整个除砷操作过程简单、易控制、除砷效率高。本发明通过中和、硫化钠沉淀、离子交换树脂塔等三步处理，可回收酸性和碱性含铜蚀刻废液中的大部分铜，大大提高了铜离子的提取率(或去除率)，同时采用蒸汽再压缩技术(MVR)对氨氮废水进行蒸发浓缩，浓缩液经结晶生产氯化铵产品，冷凝水经离子交换法处理达标排放。因此，不仅解决了重金属离子对环境的污染问题，而且废液还可以用于生产其他产品进行循环利用，节约资源，保护环境。

详细方法

一种从工业废水中提取铜离子的工艺，包括以下步骤：

1)对酸性含铜蚀刻废液和碱性含铜蚀刻废液进行预处理，去除悬浮杂质及砷污染物；

1-1）酸性含铜蚀刻废液预处理去除砷污染物：

每份酸性含铜蚀刻废液中加入8g KMnO4，再加入80mL 12.0% NH3·H2O，搅拌20分钟，静置45分钟；此条件下除砷效果最好，可达98%；

1-2)碱性含铜蚀刻废液预处理去除砷污染物：每1000g碱性含铜蚀刻废液加入1.2g氯化镁；

2)中和沉淀：将步骤1处理后的酸性含铜蚀刻废液与碱性含铜蚀刻废液在中和槽中进行中和，经沉淀、过滤、洗涤后得到碱式氯化铜沉淀和滤液；中和反应时控制中和反应的pH值在5.5之间；

3)将步骤2)得到的碱式氯化铜沉淀加入反应罐中，加入硫酸反应，冷却结晶为硫酸铜晶体；

4)将步骤2)所得滤液送入离子交换树脂塔，吸附未回收的剩余铜离子，得到氨氮废水；树脂载体组分为氨基二硫代羧酸螯合树脂，中和液在离子交换柱中的停留时间为3min；

5)将步骤4)得到的氨氮废水采用蒸汽再压缩技术（MVR）蒸发浓缩，浓缩液经结晶生成氯化铵产品，冷凝水经离子交换法处理后达标排放。

经检测，本实施例对铜离子的提取率(或去除率)为98.8％。

实施例2：

一种从工业废水中提取铜离子的工艺，包括以下步骤：

1)对酸性含铜蚀刻废液和碱性含铜蚀刻废液进行预处理，去除悬浮杂质及砷污染物；

1-1）酸性含铜蚀刻废液预处理去除砷污染物：

每份酸性含铜蚀刻废液中加入8g KMnO4，再加入80mL 12.0% NH3·H2O，搅拌20分钟，静置45分钟；此条件下除砷效果最好，可达98%；

1-2)碱性含铜蚀刻废液预处理去除砷污染物：每1000g碱性含铜蚀刻废液加入1.2g氯化镁；

2)中和沉淀：将步骤1处理后的酸性含铜蚀刻废液与碱性含铜蚀刻废液在中和槽中进行中和，经沉淀、过滤、洗涤后得到碱式氯化铜沉淀和滤液；中和反应时控制中和反应的pH值在6.0~6.5之间；

3)将步骤2)得到的碱式氯化铜沉淀加入反应罐中，加入硫酸反应，冷却结晶为硫酸铜晶体；

4)将步骤2)所得滤液送入离子交换树脂塔，吸附未回收的剩余铜离子，得到氨氮废水；该树脂的载体组分为氨基二硫代羧酸螯合树脂，中和液在离子交换柱中的停留时间为4min；

5)将步骤4)得到的氨氮废水采用蒸汽再压缩技术（MVR）蒸发浓缩，浓缩液经结晶生成氯化铵产品，冷凝水经离子交换法处理后达标排放。

经检测，本实施例对铜离子的提取率(或去除率)为98.7％。

实施例3：

一种从工业废水中提取铜离子的工艺，包括以下步骤：

1)对酸性含铜蚀刻废液和碱性含铜蚀刻废液进行预处理，去除悬浮杂质及砷污染物；

1-1）酸性含铜蚀刻废液预处理去除砷污染物：

每份酸性含铜蚀刻废液中加入8g KMnO4，再加入80mL 12.0% NH3·H2O，搅拌20分钟，静置45分钟；此条件下除砷效果最好，可达98%；

1-2)碱性含铜蚀刻废液预处理去除砷污染物：每1000g碱性含铜蚀刻废液加入1.2g氯化镁；

2)中和沉淀：将步骤1处理后的酸性含铜蚀刻废液与碱性含铜蚀刻废液在中和槽中中和，经沉淀、过滤、洗涤后得到碱式氯化铜沉淀和滤液；中和反应时控制中和反应的pH值在6.0之间；向步骤2)沉淀后的滤液中加入Na2S，进一步除去滤液中的铜离子。

3)将步骤2)得到的碱式氯化铜沉淀加入反应罐中，加入硫酸反应，冷却结晶为硫酸铜晶体；

4)将步骤2)所得滤液送入离子交换树脂塔，吸附未回收的剩余铜离子，得到氨氮废水；该树脂的载体组分为氨基二硫代羧酸螯合树脂，中和液在离子交换柱中的停留时间为4min；

5)将步骤4)得到的氨氮废水采用蒸汽再压缩技术（MVR）蒸发浓缩，浓缩液经结晶生成氯化铵产品，冷凝水经离子交换法处理后达标排放。

经检测，本实施例对铜离子的提取率(或去除率)为99.4％。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不能因此而限制本发明的保护范围，本领域的技术人员在本发明基础上所作的任何非实质性的变化和替换，均应属于本发明要求的保护范围。