CN206751418U - 一种碱式碳酸铜生产系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及废水处理技术领域，具体涉及一种碱式碳酸铜生产系统，包括酸性蚀刻废液预处理装置、碱液预处理装置、中和设备、第一压滤机、洗涤设备、烘干设备和碱式碳酸铜储存容器。本实用新型的生产系统设备简单，工艺操作简便，采用高温结晶法，通过对酸性蚀刻废液进行氧化、除杂，不需进行稀释步骤，铜回收率达99.9%，废水排放减少40%以上，产生的废水经处理后再生蚀刻子液循环利用，实现了资源的再生利用，环保效果好，投资成本低，经济效益高。
Description
技术领域
本实用新型涉及废水处理技术领域，具体涉及一种碱式碳酸铜生产系统。
背景技术
碱式碳酸铜是一种氧化铜结晶性绿色粉末，可用于制造信号弹、烟花、油漆颜料、其他铜盐、固体荧光粉激活剂、杀虫剂和种子处理，并可作杀菌剂和解毒剂，也用于电镀行业及高级硫酸铜制备等。
实际当中，往稀硫酸铜溶液中加入碳酸钠，或将二氧化碳通入氢氧化铜悬浮液中，可得到碱式碳酸铜沉淀。碱式碳酸铜可看作由氢氧化铜与碳酸铜的组合，可为一个氢氧化铜与一个碳酸铜分子的组合，即为CuCO3·Cu(OH)2，或一个氢氧化铜与两个碳酸铜分子的组合，即为2CuCO3·Cu(OH)2。前者CuCO3·Cu(OH)2是一种草绿色的单斜系结晶纤维状的团体状物，或深绿色的粉状物，由溶液中所得沉淀物初显绿色，放置后在溶液中变成暗绿色，是铜表面上所生成的绿绣（俗称铜绿）的主要成分。而后者2CuCO3·Cu(OH)2呈深天蓝色，光亮的单斜系晶体，或紧密的结晶团体状物，不溶于水，溶于氨水和热而浓的碳酸氢钠溶液并呈蓝色，在300℃度时分解。
但传统的制备碱式碳酸铜工艺采用内晶法，温度为50-60℃，酸性蚀刻废液需由水稀释5倍左右，再将酸性蚀刻废液倒入碱液中结晶完成，铜回收率低，蚀刻子液回收利用率低，且工艺尾端有大量废水产出，对后处理带来极大的不便，且排放不达标，污染环境，不利于资源再生利用和环保生产。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种碱式碳酸铜生产系统，该生产系统设备简单，工艺操作简便，通过对酸性蚀刻废液进行氧化、除杂，不需进行稀释步骤，铜回收率达99.9%，废水排放减少40%以上，产生的废水经处理后再生蚀刻子液循环利用，实现了资源的再生利用，环保效果好，投资成本低，经济效益高。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种碱式碳酸铜生产系统，包括酸性蚀刻废液预处理装置、碱液预处理装置、中和设备、第一压滤机、洗涤设备、烘干设备和碱式碳酸铜储存容器；以使用方向为基准，中和设备的进口端分别与酸性蚀刻废液预处理装置的出口端、碱液预处理装置的出口端连接，第一压滤机的进口端、滤饼出口端分别与中和设备的出口端、洗涤设备的进口端连接，烘干设备的进口端、出口端分别与洗涤设备的滤渣出口端、碱式碳酸铜储存容器的进口端连接；
所述酸性蚀刻废液预处理装置包括酸性蚀刻废液储存容器、双氧水储存容器、第一水泵、第二水泵、第一搅拌槽、第二压滤机、第一过滤机和第一保温设备，以使用方向为基准，第一水泵的进口端、出口端分别与酸性蚀刻废液储存容器的出口端、第一搅拌槽的进口端连接，第二水泵的进口端、出口端分别与双氧水储存容器的出口端、第一搅拌槽的进口端连接，第二压滤机的进口端、出口端分别与第一搅拌槽的出口端、第一过滤机的进口端连接，第一保温设备的进口端、出口端分别与第一过滤机的出口端、中和设备的进口端连接。
进一步的，所述碱液预处理装置包括第二搅拌槽、第二过滤机和第二保温设备，第二过滤机的进口端、出口端分别与第二搅拌槽的出口端、第二保温设备的进口端连接，第二保温设备的出口端与中和设备的进口端连接。
进一步的，所述碱液预处理装置为碳酸钠预处理装置或碳酸氢钠预处理装置。
进一步的，所述中和设备包括第一中和罐和第二中和罐，所述中和设备与第一保温设备之间连接有第三水泵和第四水泵，所述中和设备与第二保温设备之间连接有第五水泵和第六水泵，第三水泵的进口端、出口端分别与第一保温设备的出口端、第一中和罐的进口端连接，第四水泵的进口端、出口端分别与第一保温设备的出口端、第二中和罐的进口端连接，第五水泵的进口端、出口端分别与第二保温设备的出口端、第一中和罐的进口端连接，第六水泵的进口端、出口端分别与第二保温设备的出口端、第二中和罐的进口端连接。
进一步的，所述第一中和罐和第二中和罐分别内设有第一结晶底料槽和第二结晶底料槽，第一结晶底料槽的进口端分别与第三水泵的出口端、第五水泵的出口端连接，第二结晶底料槽的进口端分别与第四水泵的出口端、第六水泵的出口端连接，第一结晶底料槽的出口端和第二结晶底料槽的出口端均与第一压滤机的进口端连接。
进一步的，所述第一中、罐和第二中和罐均为耐温玻璃钢中和罐。
进一步的，所述第一结晶底料槽、第二结晶底料槽均为含氨氮水底料的结晶底料槽。
进一步的，所述第一保温设备、第二保温设备均为蒸汽式加热保温设备。
进一步的，所述第一压滤机的滤液出口端与中和设备的进口端连接。
进一步的，还包括离子吸附设备和蚀刻再生子液回收容器，离子吸附设备的进口端分别与第一压滤机的滤液出口端、洗涤设备的洗液出口端连接，离子吸附设备的出口端与蚀刻再生子液回收容器的进口端连接。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型的生产系统设备简单，工艺操作简便，采用高温结晶法，通过对酸性蚀刻废液进行氧化、除杂，不需进行稀释步骤，铜回收率达99.9%，废水排放减少40%以上，产生的废水经处理后再生蚀刻子液循环利用，实现了资源的再生利用，环保效果好，投资成本低，经济效益高。
附图说明
图1是本实用新型的生产系统结构框架示意图。
附图标记为：1—酸性蚀刻废液预处理装置、11—酸性蚀刻废液储存容器、12—双氧水储存容器、13—第一水泵、14—第二水泵、15—第一搅拌槽、16—第二压滤机、17—第一过滤机、18—第一保温设备、2—碱液预处理装置、21—第二搅拌槽、22—第二过滤机、23—第二保温设备、3—中和设备、31—第一中和罐、311—第一结晶底料槽、32—第二中和罐、321—第二结晶底料槽、33—第三水泵、34—第四水泵、35—第五水泵、36—第六水泵、4—第一压滤机、5—洗涤设备、6—烘干设备、7—碱式碳酸铜储存容器、8—离子吸附设备、9—蚀刻再生子液回收容器。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。
见图1，一种碱式碳酸铜生产系统，包括酸性蚀刻废液预处理装置1、碱液预处理装置2、中和设备3、第一压滤机4、洗涤设备5、烘干设备6和碱式碳酸铜储存容器7；以使用方向为基准，中和设备3的进口端分别与酸性蚀刻废液预处理装置1的出口端、碱液预处理装置2的出口端连接，第一压滤机4的进口端、滤饼出口端分别与中和设备3的出口端、洗涤设备5的进口端连接，烘干设备6的进口端、出口端分别与洗涤设备5的滤渣出口端、碱式碳酸铜储存容器7的进口端连接；
所述酸性蚀刻废液预处理装置1包括酸性蚀刻废液储存容器11、双氧水储存容器12、第一水泵13、第二水泵14、第一搅拌槽15、第二压滤机16、第一过滤机17和第一保温设备18，以使用方向为基准，第一水泵13的进口端、出口端分别与酸性蚀刻废液储存容器11的出口端、第一搅拌槽15的进口端连接，第二水泵14的进口端、出口端分别与双氧水储存容器12的出口端、第一搅拌槽15的进口端连接，第二压滤机16的进口端、出口端分别与第一搅拌槽15的出口端、第一过滤机17的进口端连接，第一保温设备18的进口端、出口端分别与第一过滤机17的出口端、中和设备3的进口端连接。
本实施例的生产系统设备简单，工艺操作简便，采用高温结晶法，通过对酸性蚀刻废液进行氧化、除杂，不需进行稀释步骤，铜回收率达99.9%，废水排放减少40%以上，产生的废水经处理后再生蚀刻子液循环利用，实现了资源的再生利用，环保效果好，投资成本低，经济效益高。
本实施例的生产系统在实际运作中，用双氧水对酸性蚀刻废液进行氧化处理，碱液由碳酸钠或碳酸氢钠加蒸馏水调配而成，再分别将酸性蚀刻废液和碱液加入至中和设备3中与氯离子氨氮尾水进行中和、结晶，酸性蚀刻废液和碱液的加入比例为5:3，中和设备3设置参数为恒温温度70℃，中和搅拌时间2h，pH至维持在6.8-7.5之间，然后将中和、结晶后得到的反应物加入至第一压滤机4中进行压滤，并经过洗涤设备5进行滤饼的洗涤，然后烘干，制得碱式碳酸铜。
本实施例中，所述碱液预处理装置2包括第二搅拌槽21、第二过滤机22和第二保温设备23，第二过滤机22的进口端、出口端分别与第二搅拌槽21的出口端、第二保温设备23的进口端连接，第二保温设备23的出口端与中和设备3的进口端连接。
本实施例将碳酸钠或碳酸氢钠、以及蒸馏水加入至第二搅拌槽21中混合搅拌、溶解，控制碱液浓度为1.5-1.8mol/L，然后经第二过滤机22精过滤，再置于第二保温设备23进行保温储存备用，保温温度为40-45℃。
本实施例中，所述碱液预处理装置2为碳酸钠预处理装置或碳酸氢钠预处理装置。本实施例通过采用碳酸钠或碳酸氢钠与酸性蚀刻废液进行中和、结晶和后处理，制得的碱式碳酸铜结晶颜色靓亮丽，包装、使用便捷，在工业上使用多样化，可满足市场需求。
本实施例中，所述中和设备3包括第一中和罐31和第二中和罐32，所述中和设备3与第一保温设备18之间连接有第三水泵33和第四水泵34，所述中和设备3与第二保温设备23之间连接有第五水泵35和第六水泵36，第三水泵33的进口端、出口端分别与第一保温设备18的出口端、第一中和罐31的进口端连接，第四水泵34的进口端、出口端分别与第一保温设备18的出口端、第二中和罐32的进口端连接，第五水泵35的进口端、出口端分别与第二保温设备23的出口端、第一中和罐31的进口端连接，第六水泵36的进口端、出口端分别与第二保温设备23的出口端、第二中和罐32的进口端连接。
本实施例的中和设备3采用两个中和罐，提高了中和反应的反应效率和效果，并通过设置第三水泵33、第四水泵34、第五水泵35和第六水泵36，能同时将碱液和酸性蚀刻废液按照混合比例5：3输送至中和设备3进行中和反应处理，第三水泵33和第四水泵34的流量控制为5m3/h，第五水泵35和第六水泵36的流量控制为3m3/h，中和罐的温度维持在80℃，保温3h。
本实施例中，所述第一中和罐31和第二中和罐32分别内设有第一结晶底料槽311和第二结晶底料槽321，第一结晶底料槽311的进口端分别与第三水泵33的出口端、第五水泵35的出口端连接，第二结晶底料槽321的进口端分别与第四水泵34的出口端、第六水泵36的出口端连接，第一结晶底料槽311的出口端和第二结晶底料槽321的出口端均与第一压滤机4的进口端连接。
本实施例的第一结晶底料槽311和第二结晶底料槽321能使促进酸性蚀刻废液与碱液进行中和反应，并促进碱式碳酸铜的结晶，提高了生产效率和生产效果。
本实施例中，所述第一中和罐31、第二中和罐32均为容积为10m3的耐温玻璃钢中和罐。本实施例采用的中和罐为10m3的耐温玻璃钢中和罐，能使保持中和反应的温度，促进中和、结晶，且采用玻璃钢材质，能避免酸性蚀刻废液和碱液对中和设备3的腐蚀，避免了腐蚀杂质对碱式碳酸铜的纯度影响，提高了中和设备3的使用寿命。
本实施例中，所述第一结晶底料槽311、第二结晶底料槽321均为含150-180g/L氯离子的氨氮水底料的结晶底料槽。本实施例通过采用含氯离子的氨氮尾水作为结晶底料槽的底料，使得酸性蚀刻废液与碱液经结晶底料槽进行碱式碳酸铜的结晶，并提高了结晶的效率，提高了碱式碳酸铜的纯度，酸性蚀刻废液和碱液加入至中和设备3中，加料时间为28-33min，恒温80℃，搅拌3h，然后降温至40℃再进行压滤处理。
本实施例中，所述第一保温设备18、第二保温设备23均为蒸汽式加热保温设备。本实施例采用的蒸汽式加热保温设备，具有较佳的加热性能和保温性能，对酸性蚀刻废液和碱液保温持久。
本实施例中，所述第一压滤机4的滤液出口端与中和设备3的进口端连接。本实施例将第一压滤机4的滤液回收至中和设备3中作为结晶母液循环利用，达到了资源再生利用的目的，无污染物排放，实现了环保生产的效果。
本实施例中，还包括离子吸附设备8和蚀刻再生子液回收容器9，离子吸附设备8的进口端分别与第一压滤机4的滤液出口端、洗涤设备5的洗液出口端连接，离子吸附设备8的出口端与蚀刻再生子液回收容器9的进口端连接。
本实施例同时也将第一压滤机4的滤液和洗涤设备5的洗液通过树脂离子吸附设备8进行铜离子吸附，吸附后的无铜滤液经配制后可再次用于酸性蚀刻和碱性蚀刻，达到了资源再生利用的目的，无污染排放，实现了环保生产的效果。
本实施例的碱式碳酸铜生产系统的工作原理如下：
本实施例中，第一水泵13将酸性蚀刻废液储存容器11中的酸性蚀刻废液抽取至第一搅拌槽15，第二水泵14将双氧水储存容器12中的双氧水抽取至第一搅拌槽15中，双氧水与酸性蚀刻废液混合，每1m3含铜废液添加10L双氧水，搅拌5-10min，酸性蚀刻废液不需稀释的情况下，双氧水可将酸性蚀刻废液中的铜离子氧化、除杂，后经第二压滤机16压滤和第一过滤机17精过滤，然后于第一保温设备18中加热至40-45℃，保温储存备用。
将碳酸钠或碳酸氢钠与蒸馏水加入至第二搅拌槽21中混合、搅拌、溶解，制得浓度为1.5-1.8mol/L的碱液，并于第二过滤机22中进行精过滤，再置于第二保温设备23中加热至40-45℃，保温储存备用。
第一结晶底料槽311和第二结晶底料槽321中放置含氯离子的氨氮尾水底料，氯离子含量为150-180g/L，第三水泵33将酸性蚀刻废液抽取至第一中和罐31中，第四水泵34将酸性蚀刻废液抽取至第二中和罐32中，第五水泵35将碱液抽取至第一中和罐31中，第六水泵36将碱液抽取至第二中和罐32中，第三水泵33和第四水泵34的流量为5m3/h，第五水泵35和第六水泵36的流量为3m3/h，第三水泵33、第四水泵34、第五水泵35和第六水泵36的进料时间为30min，进料后，第一中和罐31和第二中和罐32恒温80℃，保温3h，并持续搅拌反应，搅拌3h，然后逐渐降温至40℃。
将温度降温40℃的反应物经第一压滤机4进行压滤，滤饼经洗涤设备5进行水洗（蒸馏水洗涤），洗涤设备5的洗液清澈透明，铜离子含量为2-3mg/L以下，可排出；第一压滤机4的滤液一部分回送至中和设备3中作为结晶母液循环利用，另一部分滤液经树脂离子吸附设备8进行铜离子吸附，得到无铜滤液，无铜滤液经配制后再循环于酸性蚀刻或碱性蚀刻中使用。经洗涤设备5水洗后的滤饼再经烘干设备6100℃烘干，制得成品碱式碳酸铜。
经测试，本实施例的生产系统制得的碱式碳酸铜的分析值为：碱度1.52N，铜含量58.1%，钠离子含量3198ppm，氯离子含量171ppm。本实施例的生产系统的铜回收率达99.9%。
上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本实用新型构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种碱式碳酸铜生产系统，其特征在于：包括酸性蚀刻废液预处理装置、碱液预处理装置、中和设备、第一压滤机、洗涤设备、烘干设备和碱式碳酸铜储存容器；以使用方向为基准，中和设备的进口端分别与酸性蚀刻废液预处理装置的出口端、碱液预处理装置的出口端连接，第一压滤机的进口端、滤饼出口端分别与中和设备的出口端、洗涤设备的进口端连接，烘干设备的进口端、出口端分别与洗涤设备的滤渣出口端、碱式碳酸铜储存容器的进口端连接；
所述酸性蚀刻废液预处理装置包括酸性蚀刻废液储存容器、双氧水储存容器、第一水泵、第二水泵、第一搅拌槽、第二压滤机、第一过滤机和第一保温设备，以使用方向为基准，第一水泵的进口端、出口端分别与酸性蚀刻废液储存容器的出口端、第一搅拌槽的进口端连接，第二水泵的进口端、出口端分别与双氧水储存容器的出口端、第一搅拌槽的进口端连接，第二压滤机的进口端、出口端分别与第一搅拌槽的出口端、第一过滤机的进口端连接，第一保温设备的进口端、出口端分别与第一过滤机的出口端、中和设备的进口端连接。
2.根据权利要求1所述的一种碱式碳酸铜生产系统，其特征在于：所述碱液预处理装置包括第二搅拌槽、第二过滤机和第二保温设备，第二过滤机的进口端、出口端分别与第二搅拌槽的出口端、第二保温设备的进口端连接，第二保温设备的出口端与中和设备的进口端连接。
3.根据权利要求2所述的一种碱式碳酸铜生产系统，其特征在于：所述碱液预处理装置为碳酸钠预处理装置或碳酸氢钠预处理装置。
4.根据权利要求1所述的一种碱式碳酸铜生产系统，其特征在于：所述中和设备包括第一中和罐和第二中和罐，所述中和设备与第一保温设备之间连接有第三水泵和第四水泵，所述中和设备与第二保温设备之间连接有第五水泵和第六水泵，第三水泵的进口端、出口端分别与第一保温设备的出口端、第一中和罐的进口端连接，第四水泵的进口端、出口端分别与第一保温设备的出口端、第二中和罐的进口端连接，第五水泵的进口端、出口端分别与第二保温设备的出口端、第一中和罐的进口端连接，第六水泵的进口端、出口端分别与第二保温设备的出口端、第二中和罐的进口端连接。
5.根据权利要求4所述的一种碱式碳酸铜生产系统，其特征在于：所述第一中和罐和第二中和罐分别内设有第一结晶底料槽和第二结晶底料槽，第一结晶底料槽的进口端分别与第三水泵的出口端、第五水泵的出口端连接，第二结晶底料槽的进口端分别与第四水泵的出口端、第六水泵的出口端连接，第一结晶底料槽的出口端和第二结晶底料槽的出口端均与第一压滤机的进口端连接。
6.根据权利要求4所述的一种碱式碳酸铜生产系统，其特征在于：所述第一中和罐、第二中和罐均为耐温玻璃钢中和罐。
7.根据权利要求5所述的一种碱式碳酸铜生产系统，其特征在于：所述第一结晶底料槽、第二结晶底料槽均为含氨氮水底料的结晶底料槽。
8.根据权利要求2所述的一种碱式碳酸铜生产系统，其特征在于：所述第一保温设备、第二保温设备均为蒸汽式加热保温设备。
9.根据权利要求1所述的一种碱式碳酸铜生产系统，其特征在于：所述第一压滤机的滤液出口端与中和设备的进口端连接。
10.根据权利要求1所述的一种碱式碳酸铜生产系统，其特征在于：还包括离子吸附设备和蚀刻再生子液回收容器，离子吸附设备的进口端分别与第一压滤机的滤液出口端、洗涤设备的洗液出口端连接，离子吸附设备的出口端与蚀刻再生子液回收容器的进口端连接。
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| CN109399690A (zh) * | 2018-12-31 | 2019-03-01 | 阮氏化工（常熟）有限公司 | 一种酸性蚀刻废液生产碱式碳酸铜的方法 |
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