一种利用硫酸铜废液制备硫酸亚铁晶体的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种利用硫酸铜废液制备硫酸亚铁晶体的装置，包括通过管道和阀门依次连接的废液储存装置(1)、反应釜(2)、板框压滤机(4)、蒸馏釜(6)、结晶冷却槽(8)、离心机(9)和硫酸亚铁回收装置(10)，所述板框压滤机(4)出液口通过水泵与蒸馏釜(6)的入口相连通，所述离心机(9)分离后的母液通过所述水泵进入蒸馏釜(6)进行循环蒸馏，所述离心机(9)分离后的母液固体进入硫酸亚铁回收装置(10)相连进行回收再利用。本实用新型的装置实现了处置危险废物的资源化、无害化目标，且具有生产流程短、工艺简单、能耗低、操作方便、适应性广的优势。
【专利说明】
一种利用硫酸铜废液制备硫酸亚铁晶体的装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种电子工业电镀废水处理设备，尤其涉及一种利用硫酸铜废液制备硫酸亚铁晶体的装置。
【背景技术】
[0002]电子工业上使用电镀的情况非常多，其中硫酸铜电镀在PCB电镀中占着极为重要的地位，所以在使用中会产生相当多的硫酸铜废液，废液如果直接排放会严重污染环境，而且浪费资源。
[0003]目前，有多种方式回收蚀刻废液中的铜，有代表性的技术包括:1.化学法。在废液中加入NaOH，与铜离子结合生成氢氧化铜沉淀，再制成CuO或CuS04结晶等，这种方法可以回收Cu，但消耗化学品较高，能耗大，而且产生难处理的废水，废水中Cu离子浓度超标，废液中的大量氨也难以降解，需要花大量的成本进行在处理;2.直接电解法;3.萃取后电解的铜。
[0004]我公司通过不断创新实践，研发出一种新工艺:通过硫酸铜废液用栗抽至反应釜内，在搅拌条件下加入还原铁，反应完全后，析出海绵铜并产生硫酸亚铁液;通分离，得到海绵铜产品和硫酸亚铁溶液，再将硫酸亚铁溶液经蒸馏浓缩、冷却结晶，最后进行离心得到硫酸亚铁晶体，实现了全部资源化利用，节约资源，实现处置危险废物的资源化、无害化目标，保护环境。
[0005]针对上述工艺方法同时提供了一种利用硫酸铜废液制备硫酸亚铁晶体的装置，可有效的从硫酸铜废液中提取铜，具有生产流程短、工艺简单、能耗低、操作方便、适应性广的优势。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型针提供一种利用硫酸铜废液制备硫酸亚铁晶体的装置，可有效的从硫酸铜废液中提取铜，具有生产流程短、工艺简单、能耗低、操作方便、适应性广的优势。
[0007]本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案:
[0008]本实用新型提供了一种利用硫酸铜废液制备硫酸亚铁晶体的装置，包括通过管道和阀门依次连接的废液储存装置1、反应釜2、板框压滤机4、蒸馏釜6、结晶冷却槽8、离心机9和硫酸亚铁回收装置10，所述废液储存装置I与反应釜反应釜2上部的进料口相通，所述反应釜反应釜2下部的出料口与板框压滤机4相连通，所述板框压滤机4出液口通过水栗与蒸馏釜6的入口相连通，所述离心机9分离后的母液通过所述水栗进入蒸馏釜进行循环蒸馏，所述离心机9分离后的母液固体进入硫酸亚铁回收装置10相连进行回收再利用。
[0009]进一步地，还包括设置于所述反应釜2上方的还原铁储存装置3。
[0010]进一步地，还包括设置于所述板框压滤机4后的真空干燥装置5，用于干燥经板框压滤机4分离后的固体物质。
[0011]进一步地，还包括设置于设置于所述蒸馏釜6上方的蒸汽处理装置7。
[0012]进一步地，还包括与所述废液储存装置1、反应釜2、板框压滤机4、蒸馏釜6、结晶冷却槽8和离心机9连接的PCL控制系统。
[0013]进一步地，所述阀门为电磁阀;所述水栗为耐腐蚀栗。
[0014]进一步地，所述反应釜2和蒸馏釜6分别安装有温度传感器和液位传感器。
[0015]本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果:
[0016]采用本实用新型的装置向硫酸铜废液中加入过量的铁粉把硫酸铜中的铜提取出来，再把产生的硫酸亚铁废液蒸馏浓缩制备硫酸亚铁晶体的工艺条件以实现全部资源化利用，节约资源，实现处置危险废物的资源化、无害化目标，保护环境;制得的硫酸亚铁晶体满足《GB10531-2006》水处理硫酸亚铁Π类标准，达到市场需求指标;可直接用于水质净化和工业废水处理，同时具有杀菌作用，具有良好的市场效益;且该生产装置具有生产流程短、工艺简单、能耗低、操作方便、适应性广的优势。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型一种利用硫酸铜废液制备硫酸亚铁晶体的装置的结构示意图；
[0018]其中，1-废液储存装置，2-反应釜，3-还原铁储存装置，4-板框压滤机，5-真空干燥机，6-蒸馏爸，7_蒸汽处理装置，8-结晶冷却槽，9-离心机，10-硫酸亚铁回收装置，P1、P2、P3分别为耐腐蚀栗。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。
[0020]如图1所不，本实施例提供了一种利用硫酸铜废液制备硫酸亚铁晶体的装置，包括通过管道和阀门依次连接的废液储存装置1、反应釜2、板框压滤机4、蒸馏釜6、结晶冷却槽
8、离心机9和硫酸亚铁回收装置10，废液储存装置I与反应釜反应釜2上部的进料口相通，反应釜反应釜2下部的出料口与板框压滤机4相连通，板框压滤机4出液口通过耐腐蚀栗P2与蒸馏釜6的入口相连通，离心机9分离后的母液通过耐腐蚀栗P2进入蒸馏釜6进行循环蒸馏，离心机9分离后的母液固体进入硫酸亚铁回收装置10相连进行回收再利用。
[0021]作为一个优选的实施例，该装置还包括设置于反应釜2上方的还原铁储存装置3;优选地，还包括设置于板框压滤机4后的真空干燥装置5，用于干燥经板框压滤机4分离后的固体物质;优选地，还包括设置于设置于蒸馏釜6上方的蒸汽处理装置7。
[0022]作为一个优选的实施例，还包括与废液储存装置1、反应釜2、板框压滤机4、蒸馏釜
6、结晶冷却槽8和离心机9连接的PCL控制系统，以实现自动化控制操作生产。
[0023]作为一个优选的实施例，水栗为耐腐蚀栗;反应釜2和蒸馏釜6分别安装有温度传感器和液位传感器。
[0024]作为一个优选的实施例，废液储存装置I的水平位置位于反应釜2上方，或在废液储存装置I和反应釜2之间设置耐腐蚀栗Pl用于将废液储存装置I中的硫酸铜废液抽送至反应釜2内。
[0025]作为一个优选的实施例，结晶冷却槽8的水平位置位于蒸馏釜6的下方位置，或在结晶冷却槽8和蒸馏釜6之间设置耐腐蚀栗P3用于将蒸馏釜6中的浓缩液抽送至结晶冷却槽8内进行冷却结晶。
[0026]本实用新型的利用硫酸铜废液制备硫酸亚铁晶体的装置操作流程为:
[0027]将一定量质量浓度为10-20%，Cu2+含量为4-8%的硫酸铜废液从废液储存装置I中用耐腐蚀栗Pl抽至反应釜2内，在搅拌条件下，加入还原铁储存装置3中的还原铁(比表面积较大的废铁皮、铁肩、铁刨花)，控制温度为40?50°C，反应2-5h后，将硫酸铜废液中的铜离子置换出来，析出海绵铜，并产生硫酸亚铁液;通过板框压滤机4进行固液分离，得到含50%水分的海绵铜产品和硫酸亚铁溶液，海绵铜产品经真空干燥装置5进行干燥得到高纯度的铜。再用耐腐蚀栗Pl将5m3硫酸亚铁溶液栗入反应釜6内进行蒸馏浓缩，控制温度为80-120°C进行蒸馏浓缩，2-4h后浓缩比为1: 0.4-0.7，蒸馏过程中的蒸汽进入蒸汽处理装置7，蒸馏浓缩使硫酸亚铁达到一定浓度，即停止浓缩其中根据反应釜内溶液的量及浓度需进行2?3次的补液，用耐腐蚀栗P3将浓缩液输送至结晶冷却槽8，开启结晶冷却槽8的搅拌及循环冷却水，使之冷却结晶，等结晶冷却槽8内温度降至常温，就可以进入离心机9进行离心，使固液分离，固体即为硫酸亚铁晶体送入硫酸亚铁回收装置10相连进行回收再利用，液体为硫酸亚铁溶液通过耐腐蚀栗P2进入蒸馏釜6进行循环蒸馏。
[0028]采用本实用新型装置制备出的硫酸亚铁晶体满足《GB10531-2006》水处理硫酸亚铁Π类标准，达到市场需求指标，可用于水质净化和工业废水处理，同时具有杀菌作用，具有良好的市场效益;而目前电子工业上使用电镀的情况非常多，其中硫酸铜电镀在PCB电镀中占着极为重要的地位，在使用中会产生相当多的硫酸铜废液，利用硫酸铜废液加铁还原产生硫酸亚铁，再经浓缩生产硫酸亚铁晶体，将会产生巨大的经济效益和良好的社会效益。
[0029]以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。
【主权项】
1.一种利用硫酸铜废液制备硫酸亚铁晶体的装置，其特征在于，包括通过管道和阀门依次连接的废液储存装置(1)、反应釜(2)、板框压滤机(4)、蒸馏釜(6)、结晶冷却槽(8)、离心机(9)和硫酸亚铁回收装置(10)，所述废液储存装置(I)与反应釜反应釜(2)上部的进料口相通，所述反应釜反应釜(2)下部的出料口与板框压滤机(4)相连通，所述板框压滤机(4)出液口通过水栗与蒸馏釜(6)的入口相连通，所述离心机(9)分离后的母液通过所述水栗进入蒸馏釜(6)进行循环蒸馏，所述离心机(9)分离后的母液固体进入硫酸亚铁回收装置(10)相连进行回收再利用。2.根据权利要求1所述的利用硫酸铜废液制备硫酸亚铁晶体的装置，其特征在于，还包括设置于所述反应釜(2)上方的还原铁储存装置(3)。3.根据权利要求1所述的利用硫酸铜废液制备硫酸亚铁晶体的装置，其特征在于，还包括设置于所述板框压滤机(4)后的真空干燥装置(5)，用于干燥经板框压滤机(4)分离后的固体物质。4.根据权利要求1所述的利用硫酸铜废液制备硫酸亚铁晶体的装置，其特征在于，还包括设置于设置于所述蒸馏釜(6)上方的蒸汽处理装置(7)。5.根据权利要求1所述的利用硫酸铜废液制备硫酸亚铁晶体的装置，其特征在于，还包括与所述废液储存装置(I)、反应釜(2)、板框压滤机(4)、蒸馏釜(6)、结晶冷却槽(8)和离心机(9)连接的PCL控制系统。6.根据权利要求1所述的利用硫酸铜废液制备硫酸亚铁晶体的装置，其特征在于，所述水栗为耐腐蚀栗。7.根据权利要求1所述的利用硫酸铜废液制备硫酸亚铁晶体的装置，其特征在于，所述反应釜(2)和蒸馏釜(6)上分别安装有温度传感器和液位传感器。
【文档编号】C22B15/00GK205634923SQ201620501404
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】徐全林, 柏晓雪, 周伯明, 吴伟军
【申请人】上海绿澄环保科技有限公司