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際經(jīng)濟價值，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，并實現(xiàn)廢水處理達標(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)的攪拌強度，綠色顆粒物并沒有完全消失。通過對實驗中現(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)完全形成細小顆粒物，小區(qū)域酸堿中和進行緩慢，銅離子達到沉淀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，分析原因為二氧化錫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)濟性。為此，在控制溶液pH在2.5以下的前提上，通過大量的實驗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)濟價值的錫泥，在實際中試試驗中，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行排放，其副產(chǎn)物硫酸鈣達到工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)。
2結(jié)語
在實驗基礎(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，本中試實驗雖然能基本處理完全，但開發(fā)研究處理效果好，經(jīng)濟性高的的方法是未來企業(yè)前進的方向和目標(biāo)。
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