铜电解生产中废液处理系统的制作方法

本实用新型涉及一种铜电解生产中废液处理系统，属于废液处理技术领域。

背景技术：

目前，国内外用于处理含铜废液的技术方法主要有化学法和离子交换法。按照清洁生产法的要求，铜电解生产中废液的重金属（铜、镍、锌、铅等）资源利用率和节水率都有严格要求，实现铜电解生产中废液处理的同时，有效回收其中的重金属资源和废水循环利用已经是目前铜电解生产企业的基本要求。

化学法：目前一些铜电解生产企业还是采用化学法处理含铜废液，化学处理法就是向含铜废液中加入氢氧化钠或石灰乳（氢氧化钙），将废液的PH调节到8~9，再加入絮凝剂，使废液中的金属铜以污泥的形式从废液中沉降下来，为了使废液中的铜离子含量进一步降低，还需加入重金属捕捉剂（多硫化物）。因此化学处理法从废液产生的含铜污泥无法直接回用于后续镀槽，而是送交污泥回收企业进行处理，由于固体危废运输、处理的管理日益严格，该处理方法的铜回收成本高。

离子交换法：离子交换法可以直接回收低浓度含铜废液中的铜，而且可以保证出水中的铜离子含量达标，通过对饱和树脂的再生得到含铜20~60g/L的液体硫酸铜溶液，提取铜后的废液可采用膜或离子交换树脂处理，得到纯净水返回生产线使用。大部分情况下，用离子交换法得到的硫酸铜回收液还是用化学法变成含铜污泥或委外处理。另外用离子交换树脂处理含铜废液时，树脂饱和用酸再生后，需要用大量的酸/碱进行处理，要用大量的水清洗树脂，因此处理成本也较高。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了铜电解生产中废液处理系统，具体技术方案如下：

铜电解生产中废液处理系统，包括曝气池、沉淀池、板框压滤机、中转池、多级萃取装置、电积槽，所述曝气池外设置有与水源相连的水泵、鼓风机，所述水泵的排水端与曝气池连通，所述鼓风机与曝气池之间设置有多根曝气管，曝气管的一端与鼓风机连通，曝气管的另一端与曝气池连通；所述曝气池与沉淀池之间设置有排水阀，排水阀的一端与曝气池连通，排水阀的另一端与沉淀池连通；所述板框压滤机与沉淀池之间设置有离心泵，离心泵的输入端与沉淀池连通，离心泵的输出端与板框压滤机的进液端连通，板框压滤机的排液端与中转池连通，所述多级萃取装置与中转池之间设置有输料泵、输料阀，输料泵的输入端与中转池连通，输料泵的输出端与输料阀的输入端连通，所述多级萃取装置包括一级澄清室、混合室、二级澄清室，所述一级澄清室内部设置有第一竖隔板，第一隔板的顶部与一级澄清室的顶部之间设置有间隔，一级澄清室被第一隔板分隔为第一萃取室、第一缓冲室，所述第一萃取室的上部与第一缓冲室的上部连通，所述输料阀的输出端与第一萃取室的下部连通，所述第一萃取室的外部设置有加药室，加药室与第一萃取室之间设置有溢流口，加药室与第一萃取室的上部之间通过溢流口连通；所述混合室设置在一级澄清室和二级澄清室之间，混合室中设置有水平隔板，混合室被水平隔板分隔为第二缓冲室、搅拌室，搅拌室设置在第二缓冲室的上方，搅拌室内部设置有第一搅拌桨，水平隔板的中央设置有引流口，搅拌室与第二缓冲室之间通过引流口连通，所述第二缓冲室与第一缓冲室之间设置有第一通水口，所述第二缓冲室与第一缓冲室之间通过第一通水口连通；所述二级澄清室内部设置有第二竖隔板，第二竖隔板的顶部与二级澄清室的顶部之间设置有间隔，二级澄清室被第二竖隔板分隔为第二萃取室、第三缓冲室，所述第二萃取室的上部与第三缓冲室的上部连通，所述第三缓冲室与第二缓冲室之间设置有第二通水口，第三缓冲室与第二缓冲室之间通过第二通水口连通；所述电积槽与多级萃取装置之间设置有排料泵、排料阀，所述排料泵的输入端与第二萃取室的下部连通，排料泵的输出端与排料阀的输入端连通，排料阀的输出端与电积槽连通。

作为上述技术方案的改进，所述曝气池的外部还设置有集水池，集水池与曝气池之间设置有输水泵，输水泵的输入端与集水池连通，输水泵的输出端与曝气池连通。

作为上述技术方案的改进，所述电积槽与中转池之间设置有循环搅拌池，循环搅拌池内部设置有第二搅拌桨，所述循环搅拌池与电积槽之间设置有第一循环泵、循环阀，循环阀的输入端与电积槽连通，循环阀的输出端与第一循环泵的输入端连通，第一循环泵的输出端与循环搅拌池连通；所述循环搅拌池与中转池之间设置有第二循环泵，第二循环泵的输入端与循环搅拌池连通，第二循环泵的输出端与中转池连通。

本实用新型所述铜电解生产中废液处理系统先通过曝气池、沉淀池、板框压滤机等协同配合，对铜电解生产中废液进行预处理，然后利用多级萃取装置对含铜废液进行萃取，然后将萃取剩余的废液送入电积槽中进行电积作业，在上述过程中可回收硫酸铜、碳酸镍、碳酸锌以及纯度在97%以上的电积铜，资源综合利用率能达到98.7%以上，含铜废液中的可回收部分被“吃干榨尽”，有效降低了废液处理成本，处理后废水中的重金属含量符合国家标准，可以直接排放，绿色环保，实现经济效益、生态效益共赢。

附图说明

图1为本实用新型所述铜电解生产中废液处理系统结构示意图；

图2为本实用新型所述多级萃取装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1~2所示，所述铜电解生产中废液处理系统，包括曝气池1、沉淀池2、板框压滤机3、中转池4、多级萃取装置5、电积槽6，所述曝气池1外设置有与水源相连的水泵11、鼓风机12，所述水泵11的排水端与曝气池1连通，所述鼓风机12与曝气池1之间设置有多根曝气管13，曝气管13的一端与鼓风机12连通，曝气管13的另一端与曝气池1连通；所述曝气池1与沉淀池2之间设置有排水阀21，排水阀21的一端与曝气池1连通，排水阀21的另一端与沉淀池2连通；所述板框压滤机3与沉淀池2之间设置有离心泵31，离心泵31的输入端与沉淀池2连通，离心泵31的输出端与板框压滤机3的进液端连通，板框压滤机3的排液端与中转池4连通，所述多级萃取装置5与中转池4之间设置有输料泵41、输料阀42，输料泵41的输入端与中转池4连通，输料泵41的输出端与输料阀42的输入端连通，所述多级萃取装置5包括一级澄清室、混合室、二级澄清室，所述一级澄清室内部设置有第一竖隔板51，第一隔板51的顶部与一级澄清室的顶部之间设置有间隔，一级澄清室被第一隔板51分隔为第一萃取室52、第一缓冲室53，所述第一萃取室52的上部与第一缓冲室53的上部连通，所述输料阀42的输出端与第一萃取室52的下部连通，所述第一萃取室52的外部设置有加药室510，加药室510与第一萃取室52之间设置有溢流口511，加药室510与第一萃取室52的上部之间通过溢流口511连通；所述混合室设置在一级澄清室和二级澄清室之间，混合室中设置有水平隔板54，混合室被水平隔板54分隔为第二缓冲室55、搅拌室56，搅拌室56设置在第二缓冲室55的上方，搅拌室56内部设置有第一搅拌桨561，水平隔板54的中央设置有引流口541，搅拌室56与第二缓冲室55之间通过引流口541连通，所述第二缓冲室55与第一缓冲室53之间设置有第一通水口531，所述第二缓冲室55与第一缓冲室53之间通过第一通水口531连通；所述二级澄清室内部设置有第二竖隔板57，第二竖隔板57的顶部与二级澄清室的顶部之间设置有间隔，二级澄清室被第二竖隔板57分隔为第二萃取室58、第三缓冲室59，所述第二萃取室58的上部与第三缓冲室59的上部连通，所述第三缓冲室59与第二缓冲室55之间设置有第二通水口591，第三缓冲室59与第二缓冲室55之间通过第二通水口591连通；所述电积槽6与多级萃取装置5之间设置有排料泵62、排料阀61，所述排料泵62的输入端与第二萃取室58的下部连通，排料泵62的输出端与排料阀61的输入端连通，排料阀61的输出端与电积槽6连通。

铜电解生产中废液先倒入曝气池1中进行清洗、稀释，利用鼓风机12和曝气管13源源不断地向曝气池1中曝气，曝气使得水和空气充分接触以交换气态物质和去除水中挥发性物质的水处理方法，使气体从水中逸出，如去除水的臭味或二氧化碳和硫化氢等有害气体；使氧气溶入水中，以提高溶解氧浓度，达到除铁、除锰或促进需氧微生物降解有机物的目的。还可在曝气池1中加入氢氧化钙粉调节废液的pH调节到7~8，曝气还有助于氢氧化钙粉在废液中的溶解速率，提高工作效率。

曝气池1中的废液曝气完毕后，打开排水阀21，曝气池1中的废液流入到沉淀池2中沉降除杂，沉淀池2上层经过沉降除杂的澄清水被离心泵31输送到板框压滤机3中将澄清水中的一些不溶杂质进行强制过滤，过滤得到的过滤水被输送至中转池4中，然后被输料泵41输送到多级萃取装置5中的第一萃取室52进行萃取作业，向加药室510加入萃取剂，萃取剂可选择羟酮肟+羟醛肟，采用挥发性小的有机溶剂如磺化煤油作稀释剂，萃取剂浓度在8%至30%之间。由于萃取剂的密度小于水，因此萃取剂通过溢流口511流到第一萃取室52时，萃取剂始终在上层，通过溢流的方式添加萃取剂不易破坏后续的流层，有助于后续进行分离。随着第一搅拌桨561的转动，在搅拌室56内部产生负压，使得过滤水、萃取剂先通过第一竖隔板51的上方流动第一缓冲室53中，然后通过第一通水口531流到第二缓冲室55，再通过引流口541流到搅拌室56中进行混合搅拌完成萃取反应；萃取反应结束，停止搅拌，静置，使得有机相和无机相分层，螯合型的羟肟类化合物在萃取反应过程中，1个铜离子与2个螯合剂分子结合成1个螯合物分子，通过多级萃取，达到平衡后，饱和有机相中的铜离子浓度可达2.6g/L以上，此时铜的萃取率为90%。此时，将上层的有机相抽出然后再分离即可得到硫酸铜、碳酸镍、碳酸锌等。由于萃取反应之后的重相位于第二萃取室58的下部，主要是残留有含铜离子、锌离子、镍离子等的萃取废液被排料泵62输送至电积槽6中形成电积原液，电积槽6就是普通的电解槽，对电积槽6中的含铜电积原液施以直流电，使铜离子在阴极上沉积为金属铜的过程，称之为铜的电积；在此过程中的阳极为不可溶性的铅银（锑）合金板。严格控制电积尾液中的铜离子的浓度使其不低于10g/L，因为铜离子浓度低于10g/L时，其电极电位降低，此时氢离子、锌离子、镍离子等可能与铜离子一起在阴极上析出，将严重影响阴极铜质量。在阴极板上沉积的电积铜的纯度达到97%以上。其中，所述多级萃取装置5能够对含铜废液进行多级萃取，一级澄清室、混合室、二级澄清室相互之间较为独立，使得萃取过程中的有机相和无机相在萃取前不易产生对冲影响，后续的轻相、重相易分离，萃取效率高。

进一步地，所述曝气池1的外部还设置有集水池7，集水池7与曝气池1之间设置有输水泵71，输水泵71的输入端与集水池7连通，输水泵71的输出端与曝气池1连通。利用集水池7可收集大量的雨水，不但可降低企业生产成本，而且集水池7还可用于备用池，提高连续化作业的工作效率。

进一步地，所述电积槽6与中转池4之间设置有循环搅拌池8，循环搅拌池8内部设置有第二搅拌桨81，所述循环搅拌池8与电积槽6之间设置有第一循环泵82、循环阀83，循环阀83的输入端与电积槽6连通，循环阀83的输出端与第一循环泵82的输入端连通，第一循环泵82的输出端与循环搅拌池8连通；所述循环搅拌池8与中转池4之间设置有第二循环泵84，第二循环泵84的输入端与循环搅拌池8连通，第二循环泵84的输出端与中转池4连通。

在电积槽6中经过电积后产生的电积尾液，电积尾液仍含有微量的铜离子、少量的锌离子、镍离子等，将电积尾液利用第一循环泵82输送至循环搅拌池8中，往循环搅拌池8中添加硫酸进行反萃取，硫酸不但可调节pH，还可将电积尾液一些金属杂质重新溶解，反萃后得到的溶液再次被输送至中转池4中，然后再跟第二批的过滤水合并被输送至多级萃取装置5进行萃取作业，使得铜被富集了22.5倍以上，显著提高了铜的利用率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。