矿山硫酸铜电解设备工艺说明

一、工程概况

1.建设单位：深圳市宇众环保科技有限公司；

2.项目：电解铜:600T/月；

3.原液：含铜量50-100g/L；

根据贵司提供的废水水量和要求，结合同行业的资料，借鉴相关工程实际运行经验，本着投资省、处理效果好、运行成本低的原则，编制了该初步设计方案，供贵司决策参考。

二、设计原则及范围

1.本次设计范围包括系统的工艺、设备、管道的制作、安装、调试。

2.进水：微蚀生产线储水箱的含铜废液采用我司自主研发的平板电解循环设备，电解微蚀废液中的铜，得到的电解铜铜含量达到99%以上。

3.电气以电控柜的上接线柱为交接点。

三、设计水量及水质

1.水量：根据贵司提供数据，本工程设计废水处理总量为：微蚀液≤6000m3/月。

2.设计进水水质：根据贵司提供的水质情况，污染物主要为微蚀液含铜≤100g/L。本方案主要是回收微蚀液中的铜。

3.设计出水指标：在客户提供的场地安装16套平板电解回收铜设备，提铜后液的铜含量≤5000mg/L。

四、质量控制计划

1.质量控制目标

我司目前对微蚀液各体系研发设计了不同的循环再生处理系统，经我司设备处理后的低铜微蚀液可循环再生使用也可直接排放废水处理站处理，从而达到节省资源，减少污染，增加企业效益的目的，并响应了国家：清洁生产，循环经济的政策，真正做到循环经济，节能减排，清洁生产的最终目的。

2.质量控制原则

以电解提铜，清洁生产为主，1：不回用的微蚀液废液经过电解槽电解提铜后铜浓度降低到3g/L左右直接排放到污水处理站。2：回用的微蚀液废液经过电解槽电解提铜后铜浓度降低到5g/L左右重新调配后回到生产线再生利用。从而减轻污水处理压力，有效降低污水处理站成本。

3.质量控制方法

项目从设备引安装到交付甲方正常运作分三个阶段：

1、设备入场安装：项目设备进行安装；

2、设备试机：把需处理的微蚀废液引入电解中进行提铜，根据设计参数对电解槽性能进行调节，使之达到最佳的处理状态；

3、设备验收移交：当设备运行正常后，贵司对设备进行验收移交。

五、工艺设计

1.严格执行环境保护的各项规定，确保经处理后废水的排放水质达到国家及当地有关排放标准；

2.本着技术先进，运行可靠，操作管理简单的原则选择废水处理工艺，使灵活性、先进性和可靠性有机的结合起来；

3.用成熟的先进技术工艺，同时充分考虑废水的冲击负荷对系统的影响，确保系统在水量突然增多（比如同时更换几个槽液）时的稳定状态下运行；

4.强化除臭和噪音防治措施，避免二次污染；

5.主要设备国产化，采用公司专有的技术装备，尽量降低工程投资和运行费用；

6.平面布置和工程设计时，结合厂区现状，布局力求紧凑、简洁，工艺流程合理通畅，尽可能缩短建、构筑物间的管路距离；

六、设备原理

1.电流的化学效应；

利用电能转换成化学能，使溶液发生电解反应，电解微蚀液的装置如下图

所示：

2.电解槽概念；

借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。

3.构成电解槽条件；

直流电源；

两个电极，其中与电源的正极相连的电极叫做阳极，与电源的负极相连的电极叫做阴极；

4.电解质溶液或熔融态电解质；

对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极，电解质的阳离子移向阴极得电子发生还原反应；电解质的阴离子移向阳极失去电子（有的是组成阳极的金属原子失去电子）发生氧化反应，电子从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极。这样，电流就依靠电解质溶液（或熔融态电解质）里阴、阳离子的定向移动而通过溶液（或熔融态电解质），所以电解质溶液（或熔融态电解质）的导电过程，就是电解质溶液（或熔融态电解质）的电解过程。

5.本系统电解原理

本系统以铜片作为阴极，钛片作阳极，微蚀液作为电解质。电解槽中包括CuSO4溶液和Na2S2O8溶液（NPS），两者均为强电解质，在水溶液中电离出Cu2+、Na+、SO42-、S2O82-离子，此外还包括水中电离的H+、OH -离子。通电前这些离子在水里自由地移动着；通电后，这些自由移动着的离子，在电场作用下，改作定向移动。根据放电顺序Cu2+> Na+> H+，所以溶液中带正电的Cu2+向阴极移动；阴离子放电顺序OH ->含氧酸根（SO42-、S2O82-），所以OH -的离子向阳极移动。在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上，在阳极，氢氧根离子失去电子而被氧化成氧原子，并两两结合成氧分子，从阳极放出

6.阴极阳极反应；

钛阳极反应为：2 H2O →4H + + O2 + 4e -

铜阴极反应为：Cu2+ + 2e -→Cu

全反应为：2 H2O + 2Cu 2+→4H + + O2+ 2Cu

以钛阳极板为电极电解微蚀溶液，钛阳极表面析氧气、氢气，铜阴极有暗红色的铜附着，电解后铜阴极重量增加，钛阳极的重量不变，微蚀溶液的颜色经电解处理后由蓝色变为无色，达到去除重金属离子的目的。同时实现资源回用。

七、工艺流程图

八、工艺流程概述

1.系统化设计，将系统整合成单一系统设备，且内含溢出承接收集，可以承接110%的处理槽之容量。外围环境抗强酸、强碱PP板料，配备连锁装置以避免非允许的入侵。

2.自动化设计，强调最少的人员操作步骤；例如：处理槽的自添加，处理程序，处理操作等过程均以可程式逻辑控制器控制。此外，该系统仍配备有手动操作模式，可直接控制面板驱动所有帮浦及阀门而不须进入自动处理区段。

3.分批次处理，严控出水指标。

4.废水厂用药量大幅节省，排放废水总铜去除率>95%。

5.本设备流程皆独立於废水厂流程之外，亦无制程废水（或废液）或污泥须由原废厂处理，绝不影响水质处理成效。

九、平面布置图