含铜电镀浓液回收工艺设计

含铜电镀浓液回收工艺设计

发布时间：2023-02-27T06:29:24.715Z 来源：《工程建设标准化》2022年第10月19期作者：周灿辉[导读] 在电镀园区，含铜电镀浓液成分复杂，对环境的危害巨大，也严重影响废水厂处理负荷，本文采用萃取+电积工艺实现铜金属的回收，并得到99.5%以上的阴极铜产品周灿辉

江门市崖门新财富环保工业有限公司广东江门 529000【摘要】在电镀园区，含铜电镀浓液成分复杂，对环境的危害巨大，也严重影响废水厂处理负荷，本文采用萃取+电积工艺实现铜金属的回收，并得到99.5%以上的阴极铜产品。

【关键词】萃取；984H；离心电积0引言

电镀园区生产过程和废水处理中常会产生含铜电镀浓液，包括铜老化槽液、铜硝酸退镀液、铜离子交换液。而该类含铜浓液浓度具有回收价值，通过对铜金属进行回收，可以对此类含铜电镀浓液达到无害化处理，并而能生产出高品质的阴极铜、硫酸铜等产品，创造可观的效益，实现金属元素资源化的目的。

1入料与出料设计浓度液料各种成分浓渡情况，见下表1。

2生产规模

生产试验线规模：160kg/d产铜量。3产品质量

阴极铜（Cu）：铜的质量分数大于99.9%，质量符合GB/T 467-2010《阴极铜》的规定。4工艺流程

主要采用预处理+萃取+电积工艺对铜进行处理回收。生产试验线按处理阶段分类包括：pH调节预处理、铜萃取、铜电积。

具体工艺流程如下图：

5工艺阶段说明

6工艺说明6.1pH调节预处理

由于铜萃取工艺需要，进料pH控制在1.5~2，Cu2+离子浓度≤20g/L。

根据经验数据，进料液加回用水将比重为1.1，Cu2+离子浓度基本符合进料要求；再投加纯碱将pH调至1.5~2。完成铜萃取前的预处理后进行压滤。

6.2铜萃取

（1）铜萃取原理

含铜含镍废液经预处理后进入铜萃取工序，经过萃取以后得到纯净的硫酸铜溶液和含镍的萃余液；采用984H金属萃取剂，该萃取剂是以醛肟、酮肟、改质剂、稳定剂、消泡剂、表面活性剂等混合配制而成，主要用于酸性介质中铜、锌等有色金属的提取。它的萃取性能比酮肟好，反萃效果优于醛肟，在使用过程中性能稳定。萃取反应式为：

2RH＋Cu2+=R2Cu+2H+

（2）工艺描述

铜萃取工序：铜萃取共14级（3萃2反2洗7澄清），萃取槽尺寸4600×2100×800mm。基本设计工作条件：有机相配置：25%984H+75%260#溶剂油，净传递能力为8g/L；萃取槽尺寸：2200×800×400，混合室尺寸为0.1m3；级数设置：3级萃取+3级澄清+2级洗涤+2级澄清+2级反萃+2级澄清；洗涤液：1%浓度稀硫酸；

电贫液：180g/L硫酸溶液；

设计初始料液Cu2+为20g/L。

基本计算如下：

混合室有效容积：0.1×0.8=0.08m3=80L；

萃取相比：O/A=2：1；

混合停留时间9min；

有机相流速为80/9/3*2=0.355m3/h；

萃余液浓度少于50mg/L；

由此，每天可萃取出的金属铜总量为：0.355*19.95*24=170kg。

6.3铜电积

（1）铜电积原理

铜电积是从含铜溶液中提取金属铜的主要方法。电积过程如下: 阴极过程：Cu2+ 在极片上获得电子面析出金属铜 Cu2+-2E=Cu E=0.34V

阳极过程：在阳极上进行水解析O

H2O-2E=1/2O2+2O2+2H+

电积就是在阴极上沉积铜而在阳极上，由于水解而析出O2的过程，反应式为: Cu2++H2O=Cu+1/2O2+2H+

每沉积1克分子铜产生1克分子硫酸。

（2）工艺描述

根据溶液中铜离子浓度，通过电流密度的自动调节，始终保持较高的电流效率和产品质量，配一套离心电积系统。设定初始电流密度450A/㎡，在该电流密度下，将Cu2+浓度从45g/L将至12g/L。单槽每小时最大产铜能力：

G=450A/㎡×90%×1.186g/A.h×1㎡=480g/h

单槽每天最大产铜能力：

G1=480g/h×22h=10.6kg

需要的电积槽数量：160÷10.6=15.1（取16支）每日处理溶液的能力约为5.12m3。

7 设备清单

8 结语

综合所述含铜的电镀废液经萃取提纯得纯度很高的硫酸铜溶液，经电积后得到99.9%以上的阴极铜，实现了资源化回收，创造了经济价值。在设计中也利萃取剂的选择性，实现铜、铁、镍、铬等金属的分离，大大简化了工艺流程。而产生的余液大大降低了铜金属的浓度，实现了铜金属的99.5的资源回收率，而萃余液排到废水厂进行后续处理难度大大降低。参考文献：

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