CN85108249A - 固定床粒状阴极反应器镀银漂洗水银回收方法、设备及用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用固定床粒状阴极反应器构成的镀银漂洗水银回收方法和设备，采用固定床粒状电极电解法，反应器阴极段内是电子导体和离子导体的混合填料，电导率高。反应器与活性炭过滤器构成闭路循环，能消除氰污染。能够对银含量小于50毫克/升的镀银漂洗水中的银进行回收，银的回收率达94％，回收银的纯度在97％以上，能源消耗低。本发明也可对镀金、镀钯漂洗水中的金、钯进行回收处理。
Description
本发明涉及一种利用固定床粒状阴极无隔膜式反应器与活性炭过滤器构成的闭路循环设备，对镀银漂洗水中含量很低的银进行回收的方法、设备及用途。
银回收过程及设备属C25C及C25B类，有离子交换法和平板电极电解法。经中国科技情报所重庆分所联机检索。没有发现用固定床粒状阴极反应器进行银回收的方法及设备的有关专利文献。
镀银漂洗水中银的含量很低，一般小于50毫克/升，回收比较困难，且多数含有氰根，是一项重要的污染源。
离子交换法对树脂有较高的要求，以银氰络离子为例，一般阴离子交换树脂对它进行交换吸收很容易，但洗脱下来很困难，而且再生液存在二次污染，目前国内一般不用。
平板电极法回收不了水溶液中含量小于50毫克的金属离子，目前使用的设备是在三级逆流漂洗工艺中回收第一回收槽中的金属，维持浓度要大于150毫克/升。该法的缺点是回收不彻底，最后一级清洗槽中仍有金属排掉，不能构成闭路循环，而且电解能量消耗较高。
本发明的目的是要克服上述已有技术的不足，提供一种闭路循环方法及其设备，具体目标是：
（1）对银含量小于50毫克/升的镀银漂洗水中的银进行回收;
（2）消除氰污染;
（3）降低能源消耗。
本发明采用多孔电极技术，设计了固定床粒状阴极反应器，以高性能阴极填料DZ11B直接对镀银漂洗水中低含量银进行电解回收，用活性炭过滤器与固定床粒状阴极反应器构成闭路循环系统来消除氰污染，具有显著的经济效益和环境保护效益。
本发明的构成如下：
电化学反应器的阴极段〔2〕为固定床（或称填料床）阴极段〔2〕内装填粒状电子导体-石墨颗粒，这种结构的主要优点是：
（1）比表面积大
由于整个阴极段〔2〕都填满电子导体颗粒，因而单位容积所含的电极表面积（即比表面积）要比平板电极大数百倍;
（2）传质速度高
由于水流系穿过电极颗粒间的缝隙绕流而行，处于紊流状态，因而传质系数较大。
这种电极能够以较小的电流密度回收水溶液中低含量金属，但是对于电镀漂洗水来说，由于金属含量很小，是粒状电极技术在应用中所遇到的一项主要困难。
本发明将离子导体（离子交换树脂）引入其中，和石墨颗粒成为混合填料，使金属离子的电导率提高了几个数量级，对于金属含量极低的水中回收金属，起了关键性的作用。
目前，在固定床粒状阴极反应器的应用研究中，为了节省电能，国际上流行的作法是在阴极、阳极之间用一多孔隔膜隔开，只允许水中离子穿过，不允许水穿过，然后阳极区使用高导电性溶液作为电解液自成一循环系统。
本发明由于采用性能优良的DZ11B混合填料。不需要采取上述措施，即阴极、阳极之间不加隔膜，不需要使用单独的阳极液，待处理的水溶液直接穿过阴极区和阳极区，因而系统和结构大为简化。
如图1所示，固定床粒状阴极反应器的阴极段〔2〕和阳极段〔3〕均用直径为700毫米的玻璃钢制成，阴极段〔2〕内壁有
1Cr8Ni9Ti不锈钢衬里〔8〕，长度均为200毫米，阴极段〔2〕和阳极段〔3〕之间有密封垫，法兰连结。进水段〔1〕和出水段〔4〕也都用玻璃钢制成。
粒状电子导体-石墨颗粒和离子树脂填料装填于阴极段〔2〕，填料厚度为190毫米。
为了加强阴极段〔2〕内填料的等电位性，阴极段〔2〕筒体中等距离地（相距100毫米）放置了两个不锈钢园筒〔9〕园筒〔9〕上密布着直径为6毫米的小孔。
为了支持填料〔5〕，并加强导电性，阴极段〔2〕底部放置一块不锈钢多孔板〔6〕，其上密布直径为10毫米的小孔，并用90目不锈钢网〔7〕敷在其上，以防填料〔5〕漏掉。
阴极段〔2〕内沿筒体中心部位有一根直径为2毫米的不锈钢丝伸入阳极段〔3〕空间的中心，这根付阴极〔10〕对降低电能消耗，提高回收效果具有重要作用。
阴极段〔2〕内固定床层填料〔5〕的要求是：
（1）电子导体颗粒间接触要好，等电位性要好;（2）颗粒间金属离子的电导率要大。因而加入的树脂既要起到最大限度地提高离子电导率的作用，又不要影响电子导体颗粒间的接触。
本发明的混合填料DZ11B由两种导体构成：
（1）电子导体：石墨颗粒，粒度直径为2～4毫米;
（2）离子导体：离子交换树脂，由国产732号阳树脂和717号阴树脂混合组成。
各成份的体积比为：
电子导体∶离子导体＝0.8～2.2∶1
717号阴树脂：732号阳树脂＝2∶1
阳极段内装有一个直径为695毫米、厚140毫米的石墨园盘〔11〕，其上均匀分布直径为50毫米的孔85个，以使水流通过，该石墨园盘〔11〕即为阳极。
本发明和已有技术相比具有如下的效果：
（1）对银含量小于50毫克/升的镀银漂洗水中的银进行回收处理，银的回收率在94%以上。而已有技术只能回收浓度大于150毫克/升的第一回收槽中的金属;
（2）由于构成闭路循环系统，消除了氰污染;
（3）回收银的纯度在97%以上;
（4）每回收一公斤银能量消耗为：电解5.5度，泵75度，蒸汽2.7吨;
（5）一个具有2台800升镀银槽的工厂，每年可回收10公斤左右的银，除去能源消耗外，获纯利在3700元以上。
下面结合附图对本发明的闭路循环系统加以说明。
图1为银回收设备中最重要的部件-固定床粒状阴极反应器的纵向剖面图。
图2为银回收设备的闭路循环系统流程图。
如图2所示，清洗另件后，漂洗水自漂洗槽〔12〕流入贮水槽〔13〕，然后由泵〔14〕经流量计〔15〕、蜂房式过滤器〔16〕、表面式加热器〔17〕打入固定床粒状阴极反应器〔18〕（由三级组成），在回收银后，出水经活性炭过滤器〔19〕后返回漂洗槽〔12〕。
其中过滤器〔16〕的作用是防止清洗过程中带入的固体杂质进入反应器〔18〕，加热器〔17〕的作用是将漂洗水加热到反应器〔18〕所需要的温度40±5℃，加热后生成的凝结水补充入贮水槽〔13〕，活性炭过滤器〔19〕的作用是吸附水中生成的带色的有机物，对于保持水的循环使用具有重要作用，否则水会很快变为有色，影响镀件的漂洗质量。
图2中，P是压力计，T是温度计。
图3是反电解流程图。
〔20〕是反电解液贮槽，〔21〕是泵。
当反应器〔18〕阴极上积有相当数量的银后，应进行反电解，将正常运行的阴极接为正极，反电解电极接为负极，石墨园盘〔11〕闲置。反电解电极是一块不锈钢多孔板，其上均布小孔。
本发明中最重要的部件-固定床粒状阴极反应器的实施例如图1所示。
本发明中关于镀银漂洗水银回收方法的实施例如下：
1.运行前的准备工作
（1）固定床粒状阴极反应器〔18〕中的填料〔5〕在装填前需进行处理：用自来水冲洗石墨颗粒，将粉状物洗净;将732号树脂转为Na型;将717号树脂转为OH型。
（2）用含银2～3克/升的K〔Ag（CN）2〕液通过反应器〔18〕，也可用镀银漂洗水通过反应器〔18〕，使之自然饱和。
2.运行处理
把固定床粒状阴极反应器〔18〕三级串联运行，控制漂洗水流量为150升/时，温度为40±5℃，三级电流均为2A时效果最佳，此时入口处漂洗水的银含量为50.4毫克/升，而出口处银含量仅为0.63毫克/升。
以此条件连续运行25天，每天取样三次，测定入口处和出口处漂洗水的银含量，测定25天的平均值如下：入口处平均银含量43.7毫克/升;出口处平均银含量2.5毫克/升，平均回收率为94%。在25天内另件起槽数56槽，回收银量855.4克。
需要指出：使用的漂洗水必须是蒸馏水或去离子水，不能用自来水。
3.反电解
如图3所示，用泵〔21〕把含银3克/升的K〔Ag（CN）2〕的反电解液从贮槽〔20〕打入反应器〔18〕，当反电解电极积有足量的银后，即可将其剥离。
根据金属的活泼性和电镀工艺，本方法和设备可以用于其他贵金属如金、钯等电镀漂洗水的贵金属回收处理。
Claims (12)
1、一种从镀银漂洗水中回收银的方法，有离子交换法、平板电极电解法，其特征是：
(1)采用固定床粒状电极电解法；
(2)采用固定床粒状阴极无隔膜式电化学反应器[18]与活性炭过滤器[19]构成的闭路循环。
2、根据权利要求1所述的方法制成的镀银漂洗水银回收设备，其特征是采用固定床粒状阴极反应器〔18〕。
3、根据权利要求2所述的银回收设备，其特征是，其中所述的固定床粒状阴极反应器〔18〕的阴极段〔2〕内是电子导体和离子导体的混合填料〔5〕。
4、根据权利要求2、3所述的银回收设备，其特征是，其中所述的混合填料〔5〕的配比（体积比）为：
电子导体∶离子导体＝0.8～2.2∶1
5、根据权利要求3所述的银回收设备，其特征是，其中所述的离子导体是离子交换树脂，由国产732号阳树脂和717号阴树脂混合组成。
6、根据权利要求3所述的银回收设备，其特征是：其中所述的电子导体是直径为2～4毫米的石墨颗料。
7、根据权利要求2所述的银回收设备，其中所述的固定床粒状阴极反应器〔18〕的阴极段〔2〕中沿筒体中心部位有一根伸入阳极空间的付阴极〔10〕。
8、根据权利要求2所述的银回收设备，其特征是，其中所述的固定床粒状阴极反应器〔18〕的阴极筒体中等距离地（相距100毫米）放置二个不锈钢园筒〔9〕。
9、根据权利要求2所述的银回收设备，其特征是，其中所述的固定床粒状阴极反应器〔18〕的阴极和阳极之间不加隔膜。
10、根据权利要求2、3所述的银回收设备具有的用途，其特征是，利用该回收设备对电镀贵金属漂洗水中的贵金属进行回收处理。
11、根据权利要求10所述的用途，其特征是对镀金漂洗水中的金进行回收处理。
12、根据权利要求10所述的用途，其特征是对镀钯漂洗水中的钯进行回收处理。
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| CN85108249.1A CN1003457B (zh) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | 固定床粒状阴极反应器镀银漂洗水银回收方法及设备 |
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| CN85108249.1A Expired CN1003457B (zh) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | 固定床粒状阴极反应器镀银漂洗水银回收方法及设备 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102021609B (zh) * | 2009-09-18 | 2013-11-06 | 石尚烨 | 增大接触比表面积的有价金属回收用电解槽 |
| CN105541034A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-05-04 | 济南大学 | 一种镀锌废水净水系统及净水方法 |
| CN105668923B (zh) * | 2016-01-15 | 2018-03-23 | 济南大学 | 一种镀锡废水净水系统及净水方法 |
| CN112342572A (zh) * | 2020-09-21 | 2021-02-09 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种有机废液中低浓度铂的回收处理方法 |
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1985
- 1985-11-14 CN CN85108249.1A patent/CN1003457B/zh not_active Expired
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