CN106380015A - 一种去除含硝酸的硫酸铜废液中铜离子的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种去除含硝酸的硫酸铜废液中铜离子的方法，所述方法包括如下步骤：(1)首先，在待处理含硝酸的硫酸铜废液中加入硫代硫酸钠，搅拌使之充分溶解；(2)然后，在经过步骤(1)处理的含硝酸的硫酸铜废液中加入保险粉，将废液中铜离子还原为铜单质；(3)然后，再在步骤(2)所得滤液中加入PAM溶液；(4)最后，静置，助沉淀，布袋过滤器过滤出沉淀，去除尾液中的铜。本发明方法利用保险粉与硫代硫酸钠将含有硝酸的硫酸铜废液中的铜离子还原为铜单质，解决现有含铜电解液重复利用、回收困难的问题。

Description

一种去除含硝酸的硫酸铜废液中铜离子的方法
技术领域
本发明涉及硫酸铜废液的处理技术领域，尤其是涉及一种去除电解尾液中超标的铜离子的方法。
背景技术
硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸，硝酸在工业上主要以氨氧化法生产，用以制造化肥、炸药、硝酸盐等；硝酸不论浓稀溶液都有氧化性和腐蚀性，因此对人很危险；硫酸铜是制备其他含铜化合物的重要原料，其水溶液呈弱酸性，显蓝色，也是电解精炼铜时的电解液，硫酸铜属于重金属盐，有害人体健康。
对于废液中重金属的去除方法多种多样，例如：可采取离子交换树脂、离子交换膜，由于离子交换树脂与离子交换膜的选择性通过的特性可将金属离子去除，但这种方法有其局限性，如对废液的处理量不大、处理时间较长；此外，还有利用有机高分子重金属捕集絮凝剂对废水中的铜离子去除，可将铜离子降至2mg/L以下，但对温度要求较高，且废水中铜离子浓度不能太大。
当较高浓度的硫酸铜溶液经电解后，铜离子浓度降到100mg/L后，便没有了继续电解的意义，电解尾液需经过除铜后才能进一步处理，电解尾液中重金属铜浓度超标，需要行之有效的去除方法。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种去除含硝酸的硫酸铜废液中铜离子的方法。本发明方法利用保险粉与硫代硫酸钠将含有硝酸的硫酸铜废液中的铜离子还原为铜单质，解决现有含铜电解液重复利用、回收困难的问题。
本发明的技术方案如下：
一种去除含硝酸的硫酸铜废液中铜离子的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)首先，在待处理含硝酸的硫酸铜废液中加入硫代硫酸钠，搅拌使之充分溶解；
(2)然后，在经过步骤(1)处理的含硝酸的硫酸铜废液中加入保险粉，搅拌状态下，反应0.5～2h，将废液中铜离子还原为铜单质，过滤收集滤液；
(3)然后，再在步骤(2)所得滤液中加入质量分数为0.05％～0.5％的PAM溶液，加入量为3～7L/t；
(4)最后，静置，助沉淀，布袋过滤器过滤出沉淀，去除尾液中的铜。
所述硫代硫酸钠为五水硫代硫酸钠颗粒状晶体。
所述硫代硫酸钠与硝酸的摩尔比为0.1～0.3:1。
所述保险粉为连二亚硫酸钠。
所述连二亚硫酸钠与硫酸铜的摩尔比为1:1～4。
本发明有益的技术效果在于：
1、本发明方法以含铜废电解液为原料，利用保险粉、硫代硫酸钠的还原剂性质，将铜离子还原为铜单质，此反应过程在常压常温下进行，不需额外进行加热，降低处理成本，工艺简单，操作容易，降低对工人的技能要求。
2、本发明方法保险粉、硫代硫酸钠试剂用量少，原料易得、价格低廉，可以明显降低溶液中的铜离子含量，除铜率达到90％以上；单次可处理大量类似电解废液，日处理能力大大提高，提高效率。
3、本发明方法可减少处理过程的二次污染危险，且不使用二氧化硫，硫化氢等有毒气体，环境污染小，大大提高处理过程的安全性。
4、本发明方法耗能低，节约能源，且经处理后的电解液尾液性状稳定，易处理。
5、本发明方法的基本原理为：
S2O4 2-+Cu2++H-→Cu↓+S↓+H2O
3S2O32-+2H++2NO3 -＝＝2S↓+3SO4 2-+2NO↑+H2O
其中，连二亚硫酸根将铜离子转变为铜单质，硫代硫酸根与硝酸反应，阻止铜单质返溶。
另外，本发明方法中加入PAM可以提高絮凝速度，压缩沉淀时间和增大铜离子去除效率，除铜后的酸性尾液可与酸混合，当做废酸处置。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行具体描述。
实施例1
取已知含有Cu2+浓度102.1mg/L、NO3 -浓度为20g/L的电解铜尾液150ml，加入0.15gNa2S2O3，搅拌反应20min，再加入2g保险粉和质量分数为0.35％的PAM溶液2ml，搅拌、反应0.5h后，静置1h，取一定体积的清液进行稀释等前处理后，按GB/T 8538-2008方法经AAS测定Cu2+浓度为30.052mg/L，除铜率为70.6％。
实施例2
取已知含有Cu2+浓度102.1mg/L、NO3 -浓度为20g/L的电解铜尾液150ml，加入0.15gNa2S2O3，搅拌反应20min，再加入2g保险粉和质量分数为0.35％的PAM溶液2ml，搅拌、反应1h后，静置1h，取一定体积的清液进行稀释等前处理后，按GB/T 8538-2008方法经AAS测定Cu2+浓度为15.052mg/L，除铜率为85.3％。
实施例3
取已知含有Cu2+浓度102.1mg/L、NO3 -浓度为20g/L的电解铜尾液150ml，加入0.15gNa2S2O3，搅拌反应20min，再加入2g保险粉和质量分数为0.35％的PAM溶液2ml，搅拌、反应2h后，静置1h，取一定体积的清液进行稀释等前处理后，按GB/T 8538-2008方法经AAS测定Cu2+浓度为0.542mg/L，除铜率为99.4％。
实施例4
取已知含有Cu2+浓度102.1mg/L、NO3 -浓度为20g/L的电解铜尾液150ml，加入2g保险粉和质量分数为0.35％的PAM溶液2ml，搅拌、反应2h后，静置1h，取一定体积的清液进行稀释等前处理后，按GB/T 8538-2008方法经AAS测定Cu2+浓度为45mg/L，除铜率为55.9％。
实施例5
取已知含有Cu2+浓度102.1mg/L、NO3 -浓度为20g/L的电解铜尾液500ml，加入0.5gNa2S2O3，搅拌反应20min，再加入4g保险粉和质量分数为0.35％的PAM溶液5ml，搅拌、反应2h后，静置1h，取一定体积的清液进行稀释等前处理后，按GB/T 8538-2008方法经AAS测定Cu2+浓度为0.892mg/L，除铜率为99.1％。
实施例6
已知含有Cu2+浓度96.2mg/L、NO3 -浓度为20g/L的电解铜尾液7t，加入7kg Na2S2O3，搅拌反应30min，再加入30kg保险粉和质量分数为0.35％的PAM溶液45L，搅拌、反应1h后，静置1h，取一定体积的清液进行稀释等前处理后，按GB/T 8538-2008方法经AAS测定Cu2+浓度为3.642mg/L，除铜率为96％。

Claims (5)

1.一种去除含硝酸的硫酸铜废液中铜离子的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
(1)首先，在待处理含硝酸的硫酸铜废液中加入硫代硫酸钠，搅拌使之充分溶解；
(2)然后，在经过步骤(1)处理的含硝酸的硫酸铜废液中加入保险粉，搅拌状态下，反应0.5～2h，将废液中铜离子还原为铜单质，过滤收集滤液；
(3)然后，再在步骤(2)所得滤液中加入质量分数为0.05％～0.5％的PAM溶液，加入量为3～7L/t；
(4)最后，静置，助沉淀，布袋过滤器过滤出沉淀，去除尾液中的铜。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述硫代硫酸钠为五水硫代硫酸钠颗粒状晶体。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述硫代硫酸钠与硝酸的摩尔比为0.1～0.3:1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述保险粉为连二亚硫酸钠。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述连二亚硫酸钠与硫酸铜的摩尔比为1:1～4。
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