一种从线路板工业污泥制备重金属吸附剂的装置及方法与流程

本发明属于环境工程领域，尤其涉及一种从线路板工业污泥制备重金属吸附剂的装置及方法。

背景技术：

近年来，随着电子工业的发展，印刷线路板制造产业发展极为迅速。在印刷线路板的生产过程中会产生大量的酸性废水。目前，对于这类废水通常采用中和沉淀处理，由此产生大量含铜重金属的污泥。此类污泥含水率约65％～80％，pH在6.8～9.8之间，铜含量约在1％～5％之间。此类含铜污泥属于危险废物，随意堆放和处置容易导致重金属溶出，并再次进入水体或土壤而造成二次污染。另一方面，由于此类污泥中含铜量远高于铜矿的开采品位，因此任意处置又会造成资源的极大浪费。

现有的从印刷线路板工业含铜污泥中回收铜的工艺主要有热处理技术和化学处理技术两大类。热处理技术能耗较高且容易导致大量的大气污染物排放。化学处理主要包括酸浸、氨浸、超声波加速酸浸、电化学沉积等。上述化学处理方法也存在选择性低，二次污染等问题。更为重要的是，目前已有的技术方法都是以回收金属铜单质、氯化铜、硫酸铜、或者金属铜离子的浓溶液为目标，导致回收产品的附加值不高。因此，开发环境友好型的从印刷线路板含铜污泥中制备高附加值产品，具有广阔的前景。

技术实现要素：

本发明的目的是，开发从印刷线路板工业含铜污泥直接制备高附加值复合铜铁氧体重金属砷吸附材料的相关工艺，解决目前对于含铜污泥资源化回收二次污染严重、效率低下、回收产品附加值不高的问题。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种从线路板工业污泥制备重金属吸附剂的方法及装置，包括反应器，所述反应器内设有搅拌器，搅拌器与安装在反应器外的搅拌调节器连接；反应器上设有温度控制仪和压力控制仪；反应器底部设有通气管，通气管连接有空气流量计，空气流量计连接有空气压缩机。

一种从线路板工业污泥制备重金属吸附剂的方法，包括如下步骤：

步骤一)将印刷线路板含铜污泥和FeSO₄按3:2的Fe/Cu摩尔比加入反应器中，通过空气压缩机向反应器中通入空气，通气速率为0.5升/分钟；打开搅拌器，搅拌器的转速保持为150rpm；在温度为110-150℃，压力为1.2-2.0Mpa的条件下，反应15-25分钟；

步骤二)反应结束后，将反应器中的反应产物离心分离，得到的固体产物用去离子水冲洗三次，再在室温真空下干燥即得到复合铜铁氧体重金属吸附剂。

进一步的改进，所述步骤一)中，反应温度为150℃，压力为1.2Mpa，反应时间为25分钟。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种环境友好的，几乎无二次污染的从印刷线路板含铜污泥直接制备高附加值的复合铜铁氧体的方法及其全套装置，并将制备得到的复合铜铁氧体用于有毒金属砷的吸附，从而实现了线路板含铜污泥的无害化处理和高附加值资源化回收。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

如图1所示的一种从线路板工业污泥制备重金属吸附剂的方法及装置，包括反应器1，所述反应器1内设有搅拌器，搅拌器与安装在反应器1外的搅拌调节器2连接；反应器1上设有温度控制仪3和压力控制仪4；反应器1底部设有通气管，通气管连接有空气流量计5，空气流量计5连接有空气压缩机6。

实施例2：

首先将印刷线路板含铜污泥和FeSO₄按3:2的Fe/Cu摩尔比加入反应器1中，通过温度控制仪3将反应温度控制在110摄氏度，通过压力控制仪4将反应压力控制在1.2Mpa，反应时间控制在15分钟，通过空气压缩机6和空气流量计5将进入反应器的空气流速控制在0.5升/分钟，反应过程中通过搅拌控制器2保持恒150rpm搅拌。反应结束后，关闭空气流入，将反应器温度降至室温，取出反应混合物并离心分离，固体产物复合铜铁氧体立即用去离子水冲洗三次。最后，获得的复合铜铁氧体材料在室温真空下干燥。采用实验室模拟的含砷废水进行复合铜铁氧体材料吸附性能的研究，实验结果表明：对砷的吸附能力达到45.3mg/g。

实施例3：

首先将印刷线路板含铜污泥和FeSO₄按3:2的Fe/Cu摩尔比加入反应器1中，通过温度控制仪3将反应温度控制在130摄氏度，通过压力控制仪4将反应压力控制在2.0Mpa，反应时间控制在20分钟，通过空气压缩机6和空气流量计5将进入反应器的空气流速控制在空气的流速控制在0.5升/分钟，反应过程中磁力搅拌保持恒150rpm搅拌。反应结束后，关闭空气流入，将反应器温度降至室温，取出反应混合物并离心分离，固体产物复合铜铁氧体立即用去离子水冲洗三次。最后，获得的复合铜铁氧体材料在室温真空下干燥。采用实验室模拟的含砷废水进行复合铜铁氧体材料吸附性能的研究，实验结果表明：对砷的吸附能力达到56.9mg/g。

实施例4：

如图2所示，首先将印刷线路板含铜污泥和FeSO₄按3:2的Fe/Cu摩尔比加入反应器1中，通过温度控制仪3将反应温度控制在150摄氏度，通过压力控制仪4将反应压力控制在1.2MPa，反应时间控制在25分钟，通过空气压缩机6和空气流量计5将进入反应器的空气流速控制在0.5升/分钟，反应过程中磁力搅拌保持恒150rpm搅拌。反应结束后，关闭空气流入，将反应器温度降至室温，取出反应混合物并离心分离，固体产物复合铜铁氧体立即用去离子水冲洗三次。最后，获得的复合铜铁氧体材料在室温真空下干燥。采用实验室模拟的含砷废水进行复合铜铁氧体材料吸附性能的研究，实验结果表明：对砷的吸附能力达到56.7mg/g。

所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。