CN101974695B - 一种从酸性含铜废水中回收铜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从酸性含铜废水中回收铜的方法，属于资源回收技术领域，其方法包括调整pH值，将含铜废水的pH值调至0.5~1.5；加入定量添加剂并搅拌均匀，然后加铁经置换反应，得到含铜量在99%以上的铜粉。本发明的优点是所得铜粉不需高温冶炼提纯，亦无需不断敲打即可使铜粉自然脱落，且纯度及回收率均可达到99%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种资源回收技术，特别是指一种从酸性含铜废水中回收铜的方法。
背景技术
酸性含铜废水是贵金属行业中化学法制备贵金属的过程中产生的，废水中主要是硝酸铜，含铜量约为20~35克/升。因此为了降低废水处理成本、提高铜的利用率以及减少企业成本，非常有必要对这些废水中铜进行回收。
目前工业上处理含铜废水普遍采用方法是，把废液中的铜离子转变成其它铜盐的方法，即在酸性含铜废液中加入碱中和，制得氢氧化铜沉淀， 再经过硫酸与氢氧化铜中和作用制得硫酸铜。通过检索，中国专利申请号为86108929的《氯化铜废液的处理方法》，将氯化铜经过氧化还原反应还原成粗铜粉，再经过熔融冶炼制得含铜97~98%的铜锭。中国专利申请号为91100122.0的《废蚀刻液中铜的回收方法》，用铁屑作原料，将碱性废蚀刻液和酸性废蚀刻液同时回收得含铜量在95%以上的铜粉。上述三种方法均涉及酸性含铜废水的处理，第一种只能得到一种铜盐，而无法获得纯度高的铜单质，而第二种方法采用铁屑对铜进行置换，置换出来的铜包覆在铁屑上，二者难以分离，导致铜的纯度差，需后续高温冶炼，才能得到较纯的铜锭，第三种在反应过程中，置换出的铜吸附在铁屑上，需不断地对铁屑进行敲打，使附着在其上的铜粉脱落，但是在敲打过程中，抖落的铜粉难以避免地混杂有因敲打而同时掉落的铁粉，同样存在铜的纯度差的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种从酸性含铜废水中回收铜的方法，所得铜粉不需高温冶炼提纯，亦无需不断敲打即可使铜粉自然脱落，且纯度及回收率均可达到99%以上。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案包括以下工序：
（1）调整pH值，将酸性含铜废水的pH值调至0.5~1.5；
（2）加入定量添加剂并搅拌均匀，然后加铁经置换反应，得到含铜量在99%以上的铜粉。
进一步设置是所加的添加剂是镍盐、钴盐、氧化锌、硼酸及乙酸的多种混合物。
进一步设置是所加的铁的量，按Fe/Cu摩尔比为1.8~2.5的量在废水中加入，该添加剂的量为15~25mg/L。
进一步设置是所加的铁是低碳钢网。
本发明的发明原理是，首先将溶液的pH值调整到特定的0.5~1.5之间，然后将铁投入到酸性含铜废水中，在添加剂的作用下，同时主要进行如下反应：
在反应的过程中，氢气从铁的表面快速生成，而同时，铁的表面同样会从溶液中析出铜粉，而且铁表面的氢气泡会形成一个个微小的活化位置，极大地增加了铁与含铜废水的接触面积，加速了含铜废水中离子态的铜的置换，整个反应过程只需1.5~2.5h，即可将溶液中99.9%以上的铜置换出来，因此反应速度较快，而且置换回收彻底。另外，铁表面产生氢气泡将废水中置换出来的铜与铁进行了分开，防止置换出来的铜直接附着在铁上，因此置换结束后，多余的铁上无附着铜，而析出的铜都落入到废水的底部，通过过滤洗净、烘干即可回收到含铜量在99%以上，粒度在200目以上的铜粉，无需现有技术中需要高温冶炼的过程，从而极大地节约了能源和回收成本，此外，本发明整个置换过程无需人为搅拌或者将析出的铜从铁上敲落，是一个完全静态的置换过程，从而避免了现有技术中因敲落铜而使得铜中同时带有被敲落的铁屑。
本发明通过对含铜废水设定特定的初始pH值，使得溶液中析出的铜和铁表面产生的氢气泡相互配合，而实现铁上无附着铜，回收纯度高、回收成本低的效果。同时通过在废水中加入微量的镍盐、钴盐、氧化锌、硼酸及乙酸的多种混合物，其中硼酸、乙酸可以稳定溶液的pH值，镍盐、钴盐及氧化锌可以降低置换反应的活化能，大大加快反应速率，缩短回收周期，将回收周期由原来的22h缩短为1.5h~2.5h。下面结合具体实施方式对本发明做进一步介绍。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
在耐酸反应槽中加入酸性含铜废水2吨，测定溶液中铜离子的浓度26.45g/L，计算需铁量。加少量稀硫酸将溶液的pH值调到0.5，加入50g添加剂并搅拌均匀，然后将90公斤废铁网一次性投入含铜废水中，并浸没于溶液中。当反应进行到2h左右时，整个溶液的pH值达到6左右，此时测溶液中剩余的铜离子浓度仅为16.32mg/L，溶液中99%以上的铜被置换出来了，将剩余的铁网在溶液中搅动几下，即取出，铁网上无附着铜，回收后的废液排入酸性废水集水池，然后将槽底的铜粉取出，用清水洗净、甩干、烘干，得到粒度为200目以上、含铜量为99.7%的铜粉51.7kg。
实施例2
在耐酸反应槽中加入酸性含铜废水2吨，测定溶液中铜离子的浓度31.42g/L，计算需铁量。加少量稀硫酸将溶液的pH值调到1.0，加入30g添加剂并搅拌均匀，然后将166公斤废铁网一次性投入含铜废水中，并浸没于溶液中。当反应进行到2h左右时，整个溶液的pH值达到6左右，此时测溶液中剩余的铜离子浓度仅为16.53mg/L，溶液中99%以上的铜被置换出来了，将剩余的铁网在溶液中搅动几下，即取出，铁网上无附着铜，回收后的废液排入酸性废水集水池，然后将槽底的铜粉取出，用清水洗净、甩干、烘干，得到粒度为200目以上、含铜量为99.5%的铜粉61kg。
实施例3
在耐酸反应槽中加入酸性含铜废水5吨，测定溶液中铜离子的浓度21.26g/L，计算需铁量。加少量稀硫酸将溶液的pH值调到1.5，加入100g添加剂并搅拌均匀，然后将166公斤废铁网一次性投入含铜废水中，并浸没于溶液中。当反应进行到2.5h左右时，整个溶液的pH值达到6左右，此时测溶液中剩余的铜离子浓度仅为21.58mg/L，溶液中99%以上的铜被置换出来了，将剩余的铁网在溶液中搅动几下，即取出，铁网上无附着铜，回收后的废液排入酸性废水集水池，然后将槽底的铜粉取出，用清水洗净、甩干、烘干，得到粒度为200目以上、含铜量为99.1%的铜粉104.3kg。
Claims (3)
1.一种从酸性含铜废水中回收铜的方法，其特征在于包括以下工序：
调整pH值，将含铜废水的pH值调至0.5~1.5；
加入定量添加剂并搅拌均匀，然后加铁经置换反应，得到含铜量在99%以上的铜粉，所加的添加剂是镍盐、钴盐、氧化锌、硼酸及乙酸的混合物，该添加剂的量为15~25mg/L。
2.根据权利要求1所述的一种从酸性含铜废水中回收铜的方法，其特征在于：所加的铁的量，按Fe/Cu摩尔比为1.8~2.5的量在废水中加入。
3.根据权利要求1所述的一种从酸性含铜废水中回收铜的方法，其特征在于：所加的铁是低碳钢网。
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