CN108360056A - 一种电镀铜节水及铜回收的方法 - Google Patents

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Abstract

一种电镀铜节水及铜回收的方法，首先通过将回收槽浓度较高的含铜废水泵送至低浓度电解金属设备进行不断循环电解，可以将铜离子从40g/L下降至8g/L，据此计算可将80%的铜离子截留并直接生产出合格电解铜产品，并减少铜离子转移至下一个漂洗槽的浓度；其次在回收槽之后的第一个漂洗槽加装一套过滤设备，可使铜离子拦截率达到99%，浓缩后的硫酸铜浓液返回上一个回收槽继续电解除铜，而设备出水中铜离子低于2mg/L，微量的铜离子与漂洗废水排入废水处理站，进一步经过简单化学处理后即可形成少量的含铜污泥。

Description

一种电镀铜节水及铜回收的方法
技术领域
本发明涉及环保领域，尤其涉及一种电镀铜节水及铜回收的方法。
背景技术
目前国内电镀生产线普遍的作法是，在电镀槽后面设置一个回收槽，将很小的部分浓度较大的回收槽清洗液返回电镀槽补充电镀液，绝大部分电解槽液作为废水排到废水站进行处理了；
由于回收槽硫酸铜浓度较高，挂具和镀件将高浓度废水带入下一个漂洗槽，造成漂洗1槽内硫酸铜浓度不断提高，同样因为漂洗1槽浓度不断提高，造成漂洗2槽以及之后的漂洗3槽的浓度升高，必须通过使用大量的自来水洗涤才能减少铜离子进入下一电镀生产环节，这是造成用水量居高不下的主要因素。
现有技术存在的缺点是：
1、造成宝贵的铜资源被当作废水进入废水站，在处理达标过程中需要添加烧碱、PAM、PAC等药剂，经过搅拌、沉淀、压滤等复杂的环节最终经过废水处理工艺变成含铜污泥，按照《国家危险废物名录》，含铜污泥被列为HW17类的危险废物，是列为第二类污染物；同时，在此处理达标的过程需要投资建设足够容量的收集池、处理池等设施，配备足够功率的搅拌机、压滤机等设备，花费很大的电力、人工的运行成本才能将产生的含铜废水处理达标。
2、含铜污泥按照目前的废水处理工艺压滤后，受目前市场上压滤设备所限，通常污泥含水率在80%左右，造成污泥体积较大，给污泥储存、运输和处置环节造成极大的不便。
3、含铜污泥被列为HW17类的危险废物后需要按照环保部门对危险废物的严格管理，从含铜污泥的产生、运输、处置都建立了严格的联单管理，每个环节都需要具有相关资质的企业才能执行，避免在存放、运输和处置过程中可能因为漏、撒等进入环境后造成污染。
4、最后到达具有危险处置相关资质的企业后，按照现有的工艺，通常需要用硫酸对污泥进行溶解，将铜浸出制成硫酸铜溶液，经过除杂净化后，制成铜盐系列产品或者生产电解铜，并且由于污泥含水率很高，造成污泥处置企业仍有很大的污水排放量和少量的尾渣需要排放。
总之，现有的生产工艺会造成大量的含铜废水，给污水处理工艺和污泥处置工艺造成巨大的难度和处置成本，对环境和企业都造成巨大的浪费和污染风险。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种电镀铜节水及铜回收的方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种电镀铜节水及铜回收的方法，首先，通过将回收槽浓度较高的含铜废水泵送至低浓度电解金属设备进行不断循环电解，可以将铜离子从40g/L下降至8g/L，据此计算可将80%的铜离子截留并直接生产出合格电解铜产品，并减少铜离子转移至下一个漂洗槽的浓度；
其次，在回收槽之后的第一个漂洗槽加装一套过滤设备，可使铜离子拦截率达到99%，浓缩后的硫酸铜浓液返回上一个回收槽继续电解除铜，而设备出水中铜离子低于2mg/L，微量的铜离子与漂洗废水排入废水处理站，进一步经过简单化学处理后即可形成少量的含铜污泥。
经过以上两个步骤后，铜离子排放浓度低于2mg/L，远远低于原有漂洗工艺经过大量自来水漂洗后排往废水站的100 mg/L，排放浓度降低98%，意味着绝大多数铜资源被拦截后并实现了资源化。
本发明方法节约漂洗水量约90%以上，基于以上两道我公司自主研发的一种低浓度铜截留设备，在回收槽通过循环电解铜工艺，减少了80%的铜离子排入下一道漂洗槽，再通过硫酸铜过滤设备，进一步将98%的铜离子资源化回收，使原工艺所需的大量漂洗水大幅度降低，再通过生产线原有的三级逆流漂洗系统，仅需要之前水量的10%的自来水即可获得比原工艺更佳的漂洗效果，可节省约90%的自来水用量和排往废水站的含铜废水量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明可通过截留回收槽98%的铜资源，使漂洗水浓度大幅度降低，可减少漂洗用水量90%以上，可大量减少污水处理费和新补自来水水费。目前浙江省电镀废水处置收费每吨约50元，通常每个电镀企业含铜废水占总水量的10～15%，减少废水排放可节省污水处理费和新补自来水水费。
2、本发明可减少铜金属损失98%以上，减少了铜资源浪费，扣除运行成本后产生的效益可部分弥补环保投入。
3、本发明可产生回收纯铜重量1.5倍的纯净硫酸，可返回电镀槽循环使用，减少新硫酸的补充量。
4、本发明可有效减轻铜离子带入电镀镍槽对镀件产品质量的不良影响。
5、本发明可有效减少有机杂质对电镀镍生产工艺环节的不良影响。
6、本方案充分体现了“无害化、减量化和资源化”，有良好的经济效益和社会效益。
7、本发明方案完全符合《电镀行业清洁生产评价指标体系》（国家发展和改革委员会、环境保护部、工业和信息化部2015年 第25号公告）Ⅰ级标准所要求的：“使用金属回收工艺”、“单位产品每次清洗取水量≤8 L/m2”、“铜利用率≥90%”、“电镀用水重复利用率≥60%”、“减少单位产品重金属污染物产生量的措施包括：增加镀液回收槽、在线或离线回收重金属等”五项标准。
附图说明
图1现有技术中铜镍重金属废水减排及资源化示意图。
图2为本发明提出的一种电镀铜节水及铜回收的方法示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种电镀铜节水及铜回收的方法，首先，通过将回收槽浓度较高的含铜废水泵送至低浓度电解金属设备进行不断循环电解（传统的槽式电解铜如果铜离子浓度低于40g/L时电解会无法正常进行，而我公司电解设备可保障铜离子在5～8g/L时正常生产出合格的电解铜产品），可以将铜离子从40g/L下降至8g/L，据此计算可将80%的铜离子截留并直接生产出合格电解铜产品，并减少铜离子转移至下一个漂洗槽的浓度。
其次，在回收槽之后的第一个漂洗槽加装一套过滤设备，可使铜离子拦截率达到99%，浓缩后的硫酸铜浓液返回上一个回收槽继续电解除铜，而设备出水中铜离子低于2mg/L，微量的铜离子与漂洗废水排入废水处理站，进一步经过简单化学处理后即可形成少量的含铜污泥。
经过以上两个步骤后，铜离子排放浓度低于2mg/L，远远低于原有漂洗工艺经过大量自来水漂洗后排往废水站的100 mg/L（因目前大多数污水处理系统设计最高进水水质为200 mg/L，故需要大量自来水去稀释），排放浓度降低98%，意味着绝大多数铜资源被拦截后并实现了资源化。
本发明方法节约漂洗水量约90%以上，基于以上两道我公司自主研发的一种低浓度铜截留设备，在回收槽通过循环电解铜工艺，减少了80%的铜离子排入下一道漂洗槽，再通过一种我公司自主研发的硫酸铜过滤设备，进一步将98%的铜离子资源化回收，使原工艺所需的大量漂洗水大幅度降低，再通过生产线原有的三级逆流漂洗系统，仅需要之前水量的10%的自来水即可获得比原工艺更佳的漂洗效果，可节省约90%的自来水用量和排往废水站的含铜废水量。
该方法可大大节约新硫酸补充量，基于以上我公司自主研发的一种低浓度铜电解设备，原回收槽中的硫酸铜(化学式:CuSO4)不断被沉积在设备的阴极上，据计算每回收1公斤的纯铜，就有铜1.5倍重量的硫酸产生。按照原工艺，定期将部分含硫酸浓度较高的硫酸铜溶液补充回电镀槽，可部分减少新硫酸补充量，可节约新硫酸的采购量来降低生产成本。
本发明还可以减少铜离子对其他电镀生产工艺环节的不良影响，镀镍溶液的纯净度要求较高，受外来杂质污染后，电镀镍层质量会有很大的影响。如镀件漂洗不干净时，会对之后环节的电镀镍造成不良影响。当镀镍液中铜离子含量达 5mg/L以上，钢铁及锌压铸件电镀时就会产生置换铜，造成结合力不良，特别在电流中断及低电流密度区最易发生。铜杂质往往使低电流密度区镀层外观呈灰色，甚至黑色，常常出现粗糙、疏松、呈海绵状等不良镀层。
当镀镍液中铜离子含量过高时，还会对电镀镍产品在盐雾试验时造成不良影响。所以，原工艺中每天晚上生产线停槽时，将加工成瓦楞形铁板的阴极放入电镀镍槽中，通过电解法将铜离子去除，以减轻铜离子对后续电镀镍的不良影响。
基于98%的铜离子被我公司自主研发的一种低浓度铜电解设备及一种硫酸铜过滤设备截留并实现资源化回收，可大幅度降低铜离子进入电镀镍槽的机率，对提高镀件产品质量有一定的益处。
因为有机杂质会使镍镀层乌亮、结合力明显降低。有的使镍层发雾、发花、变暗，有的却使镍层亮而发脆，还有的使镀镍层产生针孔或产生橘皮状。基于我公司自主研发的一种低浓度铜电解设备在电解铜的同时，会产生较高浓度的氧化剂，会对漂洗槽内带入的有机质进行氧化，在实践中经过铜电解设备的不断循环，消减了漂洗中大部分的有机物，泡沫明显减少，对提高镀件产品质量有一定的益处。可减少有机杂质对电镀镍生产工艺环节的不良影响。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电镀铜节水及铜回收的方法，其特征在于，首先，通过将回收槽浓度较高的含铜废水泵送至低浓度电解金属设备进行不断循环电解，可以将铜离子从40g/L下降至8g/L，据此计算可将80%的铜离子截留并直接生产出合格电解铜产品，并减少铜离子转移至下一个漂洗槽的浓度；
其次，在回收槽之后的第一个漂洗槽加装一套过滤设备，可使铜离子拦截率达到99%，浓缩后的硫酸铜浓液返回上一个回收槽继续电解除铜，而设备出水中铜离子低于2mg/L，微量的铜离子与漂洗废水排入废水处理站，进一步经过简单化学处理后即可形成少量的含铜污泥。
2.根据权利要求1所述的一种电镀铜节水及铜回收的方法，其特征在于，经过以上两个步骤后，铜离子排放浓度低于2mg/L，远远低于原有漂洗工艺经过大量自来水漂洗后排往废水站的100 mg/L，排放浓度降低98%，意味着绝大多数铜资源被拦截后并实现了资源化。
3.根据权利要求1所述的一种电镀铜节水及铜回收的方法，其特征在于，本发明方法节约漂洗水量约90%以上，基于以上两道我公司自主研发的一种低浓度铜截留设备，在回收槽通过循环电解铜工艺，减少了80%的铜离子排入下一道漂洗槽，再通过硫酸铜过滤设备，进一步将98%的铜离子资源化回收，使原工艺所需的大量漂洗水大幅度降低，再通过生产线原有的三级逆流漂洗系统，仅需要之前水量的10%的自来水即可获得比原工艺更佳的漂洗效果，可节省约90%的自来水用量和排往废水站的含铜废水量。
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