低浓度硫酸铜硫酸溶液的再生处理方法及装置制造方法
【专利摘要】一种低浓度硫酸铜硫酸溶液的再生处理方法及设备，其特征是采用阴极电解球沉积金属铜的同时，阴极使溶液的酸度上升可直接回到生产线，阴极上的铜熔解后送入直流电解槽中电极形成铜板。本发明具有工艺简单，能重复利用并最终从低浓度废液中提取铜板，经济效果显著的同时，具有很高的环保价值。
【专利说明】低浓度硫酸铜硫酸溶液的再生处理方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种废水处理技术，尤其是一种低浓度硫酸铜溶液的高效循环回收处理技术，具体地说是一种低浓度硫酸铜硫酸溶液的再生处理方法及装置。
【背景技术】
[0002]众所周知，低浓度硫酸铜硫酸溶液通常是由酸洗工序产生，废液量大，酸含量偏低，铜含量一般在5000ppm左右,传统的处理方法是:废水产生单位委外处理,环保公司将该废液浸泡铁屑，生产海绵铜，尾水简单酸碱中和处理后排放，大量的硫酸盐类物质流入环境，造成对环境的二次污染破坏。产品海绵铜纯度较低，附加值低。整个处理工艺成本高，产品价值低，效益低下且造成了严重的二次污染。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有的低浓度硫酸铜硫酸溶液处理方法简单，回收利用率不高的问题，发明一种既能最大限度的利用废液中的电解质，将铜离子电解出来，同时将再生的硫酸溶液经净化后，返回生产线循环使用，减少硫酸用量，实现该废液的零排放，同时能最大限度提高产品铜的纯度，设备操作便捷，生成的铜块易剥离的低浓度硫酸铜硫酸溶液的再生处理方法及装置。
[0004]本发明的技术方案之一是:
一种低浓度硫酸铜硫酸溶液的再生处理方法，其特征是:
首先，使经过初级净化设备I过滤后进入酸洗液循环槽2中的低浓度硫酸铜硫酸溶液进入阴极为不溶性金属空心球，阳极为析氧阳极的低金属浓度电解槽3中进行电解，使金属球表面沉积金属铜，电解后的硫酸铜硫酸溶液的酸浓度增加到能满足生产线使用要求的状态，经初级净化设备I净化后循环进入生产线；
其次，将金属溶解液浓缩槽5的溶解液送入低金属浓度电解槽3中将阴极金属球上的金属铜溶解后经次级净化设备4净化后进入金属溶解液浓缩槽5中再送入电解循环槽6中，如果电解循环槽6中的金属铜溶解液中的铜离子的含量低于设定值，则再次已送入金属溶解液浓缩槽5中循环，直到电解循环槽6的金属铜溶解液中的铜离子的含量达到设定值；
最后，将满足要求的电解循环槽6中的金属铜溶解液送入铜板回收电解槽7中进行电解生成铜板。
[0005]所述的阴极金属球的密度为1.2-1.3。
[0006]所述的低金属浓度电解槽3中设有溢流口。
[0007]本发明的技术方案之二是:
一种低浓度硫酸铜硫酸溶液的再生处理装置，其特征是它包括初级净化设备1、酸洗液循环槽2、低金属浓度电解槽3、次级净化设备1、金属溶解液浓缩槽5、电解循环槽6和铜板回收电解槽7，初级净化设备I的进口端接产品废水排出口和低金属浓度电解槽3的一个再生液排出口，经初级净化设备I净化后的生产线废水从初级净化设备I的出口进入酸洗液循环槽2中，酸洗液循环槽2中的生产线废水从低金属浓度电解槽3的底部进入低金属浓度电解槽3中冲击其中作为阴极的不溶性金属空心球，低金属浓度电解槽3中作为阴极的不溶性金属空心球将废水中的铜离子沉积在表面，低金属浓度电解槽3中的析氧阳极(表面镀有铱、钽、铌或铈等稀有金属的钛板)使生产线废水的酸度上升到满足生产线要求，经初级净化设备I净化后送入生产线循环使用，沉积在不溶性金属空心球表面铜的被金属溶解液浓缩槽5中的金属溶解液并经次级净化设备4净化后排入电解循环槽6，并经过电解循环槽6中安装的循环电机与金属溶解液浓缩槽5进行循环，直到电解循环槽6的铜离子浓度达到设定值后送入铜板回收电解槽7中电解后得到铜板。
[0008]所述的低金属浓度电解槽3为上大下小的锥台结构，在其上部设有溢流口。
[0009]本发明的有益效果:
1、废液中铜离子浓度由5000ppm左右处理至20?50ppm,处理效率近95%；
2、生成的铜板剥离操作简单，纯度高达99.7%以上，吨铜耗电量因溶液导电差异而变化，约为3000?5000度电。产品附加值高，处理成本低廉；
3、再生液硫酸浓度略有提升，基本不需补加硫酸即可满足产线循环使用要求，化工物料大大节约。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明的结构示意图。
[0011]图2是本发明的低金属浓度电解槽的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0013]实施例一。
[0014]如图1所示。
[0015]一种低浓度硫酸铜硫酸溶液的再生处理方法，它包括以下步骤:
首先，使经过初级净化设备I过滤后进入酸洗液循环槽2中的低浓度硫酸铜硫酸溶液进入阴极为不溶性金属空心球(密度为1.2-1.3)，阳极为析氧阳极(可采用表面镀有铱、钽、铌或铈等稀有金属的钛板制造)的低金属浓度电解槽3中进行电解，使金属球表面沉积金属铜，所述的低金属浓度电解槽3的中心上部设有溢流口，如图2所示。电解后的硫酸铜硫酸溶液的酸浓度增加到能满足生产线使用要求的状态，经初级净化设备I净化后循环进入生产线；
其次，将金属溶解液浓缩槽5的溶解液送入低金属浓度电解槽3中将阴极金属球上的金属铜溶解后经次级净化设备4净化后进入金属溶解液浓缩槽5中再送入电解循环槽6中，如果电解循环槽6中的金属铜溶解液中的铜离子的含量低于设定值，则再次已送入金属溶解液浓缩槽5中循环，直到电解循环槽6的金属铜溶解液中的铜离子的含量达到设定值；如图1所示。
[0016]最后，将满足要求的电解循环槽6中的金属铜溶解液送入铜板回收电解槽7中进行电解生成铜板。
[0017]实施例二。
[0018]如图1-2所示。
[0019]一种低浓度硫酸铜硫酸溶液的再生处理装置，其特征是它包括初级净化设备1、酸洗液循环槽2、低金属浓度电解槽3、次级净化设备1、金属溶解液浓缩槽5、电解循环槽6和铜板回收电解槽7，低金属浓度电解槽3为上大下小的锥台结构，在其上部设有溢流口。初级净化设备I的进口端接产品废水排出口和低金属浓度电解槽3的一个再生液排出口，经初级净化设备I净化后的生产线废水从初级净化设备I的出口进入酸洗液循环槽2中，酸洗液循环槽2中的生产线废水从低金属浓度电解槽3的底部进入低金属浓度电解槽3中冲击其中作为阴极的不溶性金属空心球，低金属浓度电解槽3中作为阴极的不溶性金属空心球将废水中的铜离子沉积在表面，低金属浓度电解槽3中的析氧阳极(表面镀有铱、钽、铌或铈等稀有金属的钛板)使生产线废水的酸度上升到满足生产线要求，经初级净化设备I净化后送入生产线循环使用，沉积在不溶性金属空心球表面铜的被金属溶解液浓缩槽5中的金属溶解液并经次级净化设备4净化后排入电解循环槽6，并经过电解循环槽6中安装的循环电机与金属溶解液浓缩槽5进行循环，直到电解循环槽6的铜离子浓度达到设定值后送入铜板回收电解槽7中电解后得到铜板。
[0020]本发明的工作过程和原理是:
由于废液中铜离子浓度低，溶液电导率也不理想，要从此废液中最大限度的将铜提取出来的同时，还要实现硫酸溶液的再生循环使用，经多次试验，本发明采用了图1所示的流体浮动床工艺来设计制造电解槽3，电解槽中的阳极为析氧阳极，采用表面镀有稀有金属(铱、钽、银、镧、铺等)涂层的钛板，阳极板表面装有密孔挡网层，阴极为不溶性金属空心球，阴极密度(相对于水)要求在1.2^1.3。当电解液从下窄口入电解槽3时，由于流速较大，将阴极球推动呈悬浮状态，阴极球不断相互碰撞，在通电状态下，各阴极表面生成金属铜后改变重量，重的下沉，轻的继续悬浮长铜，最终将废水中铜离子电解出来的同时，实现废液的循环再生。
[0021]具体流程如下:
产线废水排入，经初级净化设备I净化后，在酸洗液循环槽2中循环经低金属浓度电解槽3电解，经电解后的废液酸浓度略有提升，基本可满足产线使用要求，经净化后可循环使用。电解生成的金属铜生长在低金属浓度电解槽3的阴极上，经金属溶解液浓缩槽5中溶解液循环溶解并次级净化装置4净化后，将阴极上的铜全部溶解到金属溶解液浓缩槽5中，再排入电解循环槽6中再由电解槽7直流电解，生成成品铜板。
[0022]本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
【权利要求】
1.一种低浓度硫酸铜硫酸溶液的再生处理方法，其特征是: 首先，使经过初级净化设备(I)过滤后进入酸洗液循环槽(2)中的低浓度硫酸铜硫酸溶液进入阴极为不溶性金属空心球，阳极为析氧阳极的低金属浓度电解槽(3)中进行电解，使金属球表面沉积金属铜，电解后的硫酸铜硫酸溶液的酸浓度增加到能满足生产线使用要求的状态，经初级净化设备(I)净化后循环进入生产线； 其次，将金属溶解液浓缩槽(5)的溶解液送入低金属浓度电解槽(3)中将阴极金属球上的金属铜溶解后经次级净化设备(4)净化后进入金属溶解液浓缩槽(5)中再送入电解循环槽(6)中，如果电解循环槽(6)中的金属铜溶解液中的铜离子的含量低于设定值，则再次已送入金属溶解液浓缩槽(5)中循环，直到电解循环槽(6)的金属铜溶解液中的铜离子的含量达到设定值； 最后，将满足要求的电解循环槽(6)中的金属铜溶解液送入铜板回收电解槽(7)中进行电解生成铜板。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的阴极金属球的比水密度为1.2-1.3。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的低金属浓度电解槽(3)中设有溢流口。
4.一种低浓度硫酸铜硫酸溶液的再生处理装置，其特征是它包括初级净化设备(I )、酸洗液循环槽(2)、低金属浓度电解槽(3)、次级净化设备(I)、金属溶解液浓缩槽(5)、电解循环槽(6 )和铜板回收电解槽(7 )，初级净化设备(I)的进口端接产品废水排出口和低金属浓度电解槽(3)的一个再生液排出口，经初级净化设备(I)净化后的生产线废水从初级净化设备(I)的出口进入酸洗液循环槽(2)中，酸洗液循环槽(2)中的生产线废水从低金属浓度电解槽(3)的底部进入低金属浓度电解槽(3)中冲击其中作为阴极的不溶性金属空心球，低金属浓度电解槽(3)中作为阴极的不溶性金属空心球将废水中的铜离子沉积在表面，低金属浓度电解槽(3)中的析氧阳极使生产线废水的酸度上升到满足生产线要求，经初级净化设备(I)净化后送入生产线循环使用，沉积在不溶性金属空心球表面铜的被金属溶解液浓缩槽(5)中的金属溶解液并经次级净化设备(4)净化后排入电解循环槽(6)，并经过电解循环槽(6 )中安装的循环电机与金属溶解液浓缩槽(5 )进行循环，直到电解循环槽(6 )的铜离子浓度达到设定值后送入铜板回收电解槽(7)中电解后得到铜板。
5.根据权利要求4所述的低浓度硫酸铜硫酸溶液的再生处理装置，其特征是所述的低金属浓度电解槽(3)为上大下小的锥台结构，在其上部设有溢流口。
【文档编号】C23G1/36GK104313619SQ201410530358
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】赵业伟, 许其飞, 杜垚 申请人:南京舜业环保科技有限公司