剝錫廢液資源回收工業(yè)研究論文
1剝錫廢液資源回收工藝方法及流程
由于考慮到剝錫廢液的產(chǎn)生單位較為分散，產(chǎn)生量不大，難以靠效果好的方法完全的資源回收利用。結(jié)合現(xiàn)階段各個工藝方法的不足，結(jié)合自身工廠的設(shè)備場地和人員情況及實(shí)際經(jīng)濟(jì)價值，選用中和法，以石灰作為中和法處理劑，通過分布沉淀回收有價金屬，并實(shí)現(xiàn)廢水處理達(dá)標(biāo)排放。此法處理成本較低，處理速度快，效果好。
1.1沉淀pH值的確定
分別取剝錫廢水試樣200mL，放入七個500mL燒杯中，開啟攪拌器，各加適量干石灰調(diào)節(jié)pH至1.0，反應(yīng)10min后，加適量氯酸鈉，水浴升溫至50℃，反應(yīng)20min。再用少量石灰調(diào)節(jié)pH至不同值，自然過濾后檢測濾固和濾液中金屬含量。最大沉淀pH值為1.25。Sn2+的pKsp=27.8(20℃)，最大沉淀pH值為2.57。硝酸型剝錫廢液中，錫基本為四價，為了最大程度的將錫全部沉淀出來，加入少量的氧化劑如氯酸鈉盡量將二價錫全部轉(zhuǎn)變?yōu)樗膬r錫，調(diào)節(jié)pH至2.0以上，錫基本完全回收。在向剝錫廢液投加干石灰過程中，隨著pH的升高，溶液顏色逐漸由淡綠色變黃色再變黃綠色。當(dāng)調(diào)節(jié)pH至2.5左右時，燒杯內(nèi)出現(xiàn)很多小塊綠色顆粒，增加相應(yīng)燒杯內(nèi)的攪拌強(qiáng)度，綠色顆粒物并沒有完全消失。通過對實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)象觀察和過濾后錫泥中含銅量數(shù)據(jù)變化，綠色顆粒物為氫氧化銅沉淀析出。按照理論值，氫氧化銅的pKsp=19.6，銅在pH=4.5左右才開始沉淀。由于石灰加入溶液中，隨著pH升高，石灰反應(yīng)速度減慢，部分未反應(yīng)完全形成細(xì)小顆粒物，小區(qū)域酸堿中和進(jìn)行緩慢，銅離子達(dá)到沉淀pH，包裹在小顆粒物上，使得過濾后的錫泥中銅含量明顯上升。為了得到錫含量盡可能高，同時銅含量低的錫泥，我們實(shí)際生產(chǎn)選擇pH調(diào)節(jié)至2.0~2.5。
1.2過濾中存在的問題
由于調(diào)節(jié)到pH在2.0~2.5時，過濾速度比較緩慢，此時雖然錫基本沉淀完全，但二氧化錫水合物很多成膠體狀態(tài)，過濾性能非常差，但當(dāng)調(diào)節(jié)pH至4.0左右，此時鐵沉淀完全，過濾較快，分析原因?yàn)槎趸a水合物附著在氫氧化鐵和氫氧化銅的水合物上沉淀下來，比較容易過濾。如果為了加快過濾速度提高pH值，濾固的含錫量將大大降低，同時銅夾帶較多，沒有很好的經(jīng)濟(jì)性。為此，在控制溶液pH在2.5以下的前提上，通過大量的實(shí)驗(yàn)確定添加一定量陰離子表面活性劑和C-60型絮凝劑，并將溶液溫度升高至65~70℃，過濾速度將較之前提高2~3倍，將為可能的實(shí)際生產(chǎn)降低大量的時間成本。為了得到含量比較高，具有較良好經(jīng)濟(jì)價值的錫泥，在實(shí)際中試試驗(yàn)中，過濾完以后，用自來水充分沖洗濾餅，將夾帶的硝酸鈣鹽以及其他可溶性鹽分洗去，并對濾餅進(jìn)行吹干操作，所得錫泥干基含錫量為57.2%，銅0.42%，鐵0.8%。而沖洗水與濾液合并去沉淀銅反應(yīng)釜。
1.3濾液處理及再利用
對于剝錫廢液，由于廠家的不同，其成分與含量都不一樣，在具體的實(shí)際操作中，廢水處理工藝有所不同。其中沉錫后的廢水，主要含銅，鐵等離子，個別情況下，可能有一些有機(jī)酸，絡(luò)合離子(如EDTA、鹵離子、氨根離子)等。常規(guī)方法加入硫化鈉需要過量會導(dǎo)致廢氣污染，本文采用兩步沉淀法處理廢水，比較容易控制出水的穩(wěn)定，操作彈性大。濾液加入少量的石灰調(diào)節(jié)pH至7壓濾，以除去幾乎全部的鐵和銅離子，過濾得到含銅含量較高的銅泥。濾液加入液堿調(diào)節(jié)pH至8~9，加入少量的硫化鈉和一定的重金屬捕捉劑，通過氣浮沉淀，除去其中剩余微量的銅，鋅，鉛等離子。濾液再流入廠區(qū)綜合廢水處理，出水符合國家廢水排放一級標(biāo)準(zhǔn)。由于前面采用石灰來中和剝錫廢液中的'酸，廢水中含有大量的鈣離子，而本工廠生產(chǎn)硫酸鎳，其廢水中有大量的硫酸根離子，故采用剝錫廢液的廢水與車間廢水混合，通過沉淀壓濾后再進(jìn)行排放，其副產(chǎn)物硫酸鈣達(dá)到工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)。
2結(jié)語
在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上我們利用上述方法開始工業(yè)中試生產(chǎn)，產(chǎn)出得到干基含錫57%以上的錫泥，干基含銅18%以上的銅泥，錫銅分離情況較為理想，此法可用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)。剝錫廢液中所含的重金屬含量高，污染指數(shù)也非常高，很難以一種簡單的方法處理，本中試實(shí)驗(yàn)雖然能基本處理完全，但開發(fā)研究處理效果好，經(jīng)濟(jì)性高的的方法是未來企業(yè)前進(jìn)的方向和目標(biāo)。
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