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线路板污泥和电镀含铜废液同时铜处理回收研究

2021-11-02艾中华

中国金属通报 2021年10期
关键词:线路板废液电镀

艾中华

(韶关鹏瑞环保科技有限公司,广东 韶关 512000)

近年来,线路板行业的飞速发展,不仅带来了经济效益,也给环境带来了沉重的负担,工业废弃物中含有多种重金属成分,不能被大自然分解,直接排放会造成环境污染,影响人类和动物的身体健康。例如在生产线路板的过程中,会产生含铜酸等重金属元素的废液;在电镀环节会出现电镀含铜废液;以及生产过程中形成的线路板污泥等都是工业生产带来的重金属废弃物。对含有重金属工业废弃物进行回收利用,不仅可以节约资源,还能够产生循环经济,提高企业的经济效益。目前对于线路板污泥和电镀含铜废液的处理方法有多种形式,但是都存在着不同的优缺点,不能够充分的回收利用资源,容易在处理过程中造成二次污染。相比于单一的对线路板污泥和电镀含铜废液进行回收处理,传统方式多采用卫生填埋、单一的浸出法,不能够充分的发挥出净化的效果。通过对线路板污泥和电镀含铜废液处理进行不断分析,研究得出同时处理两种工业废弃物的新技术,具有更高的技术优势,能够有效的实现工业废弃物的无害化处理,并且在净化过程中,可以生产出具有经济效益的产物,不排放出工业“三废”。以下是根据新工艺的操作流程,设计出的模拟实验,通过实验可以有效的检测出各个环节的操作情况和产品质量。希望本次实验研,所得出的结论能够促进行业的发展,为持续研发新技术贡献出一份力量。

1 新工艺实验

1.1 实验材料

本次实验选用的材料为某市电子厂生产线路板所产生的废弃物,使用工业级的化工材料进行操作。线路板污泥和电镀含铜废液的主要成分如下表所示。

表1 某电子厂提供的线路板污泥 %

表2 电镀含铜废液 mg.L-1

1.2 实验仪器

选择能够有效适用于操作流程的实验仪器,帮助实验有序进行,包括多种搅拌器械、过滤工具,以及其它所需的电动仪器。

2 实验过程

2.1 具体流程图

具体实验流程如图1所示。

图1 线路板污泥和微蚀刻废液、硫酸铜废液同时处理工艺流程图

2.2 实验环节

2.2.1制浆

在实验过程中,首先将水加入到线路板污泥中,形成1:1的比例进行混合,使用电动搅拌机在1小时时间进行搅拌。再通过过筛流程,得到所需泥浆,测量PH值达到8.6,在分成两组A和B分别进行实验。

2.2.2酸浸

对电镀含铜液进行实验时,要加入配置好的泥浆A,按照2:1的比例进行实验,使用电动搅拌机进行不断搅拌,并加入浓硫酸到混合废液中,注意加入时要缓慢进行,不要造成硫酸的飞溅,腐蚀其他器械。通过2小时的搅拌,确保搅拌好的泥浆PH值为1.5,能够基本将铜全部溶解,包括铁和其他金属元素能够持续在固相中。

2.2.3去除COD并且分离铜和铁

在泥浆混合物的实验过程中,要进行充分的搅动下的混合物加入泥浆B,调整PH值到2.5。在加入符合实验计量的氧化物。通过2小时的氧化反应,将泥浆混合物中的COD去除,对铜和铁进行分离,铁元素在氧化剂的作用下,会形成氧化铁等成分,经过过滤能够实现固体和液体的分离。通过提取铁元素,下一步可以对混合物进行操作提取铜元素。

2.2.4调配硫酸铜

在提取铁后的混合物中加入工业碱,进行下一步的实验。通过上一步生成的含铜酸液混合物加入30%浓度碱溶液,可以将PH值调整到奥5.5,使用电动搅拌机持续搅动20分钟使混合物继续反应,再进行过滤,将混合物进行固态和液态的分离。这一环节可以产生氢氧化铜,再加入浓硫酸调节酸碱度。当溶液充分反应后,进行加热帮助反应,在进行过滤和结晶环节,产生五水硫酸铜成分。

2.2.5废水加工

将所得的混合物进行自然沉淀,将沉淀够所得的固体物质进行制浆环节,对液体进行除铜操作,就能得到符合环保标准的排放液体。对废水进行加工处理,可以实现循环利用,不仅节约资源,还能保护环境,具有重要意义。

3 实验结果及分析

3.1 酸浸实验结果

经过实验操作,混合电镀含铜废液和泥浆A,进行充分搅拌后,溶液中的酸性可以提取混合泥浆中的铜,减少硫酸的消耗。通过酸浸环节,可以增强铜的反应效果,提高铜的回收效率。具体结果如表3所示。

表3 酸浸浸出率 %

3.2 去除COD结果和铜铁分离结果

将混合泥浆的PH值调整到实验要求的数值,将泥浆B作为调和原料,加入酸性溶液中混合泥浆B,可以有效的降低混合物的PH数值,减少碱性原料的使用,可以节约资源。通过这一环节的操作,可以提取二价铁和三价铁,并且不产生其他多余物质,不会造成二次污染。经过酸浸环节的操作,混合泥浆中的酸性可以与铜发生化学反应。通过添加氧化物,可以提取固体铁,并且与含铜混合物进行分离。提取后的混合溶液中成分如下表所示。

表4 含铜酸液成分 mg.L-1

3.3 硫酸铜生成结果

通过添加工业碱来调节含铜溶液的PH数值,通过PH值的变化,能够形成铜的沉淀物。通过反应后生成的氢氧化铜,可以与硫酸发生化学反应生成五水硫酸铜。这一实验流程所生成的五水硫酸铜,符合国家的饲料标准,具体如表5所示。

表5 五水硫酸铜质量 %

3.4 废水处理结果

经过一系列的实验流程,生成的氢氧化铜可以形成沉淀,经过技术处理后,能够使余下液体达到安全排放标准,对废水的处理技术可行。

3.5 产品质量指标

对实验所产生的多个产品进行质量检测,五水硫酸铜符合国家对动物饲料所需的产品标准,经过实验提取的线路板污泥和电镀含铜废液中的产品能够符合国家的安全标准,并且能够有效的二次利用,不仅对工业废弃物进行有效的净化,还能生产出可以再利用的产品,提高了有限资源的利用率,还可以提高企业的经济效益,带来额外的收益。在实验过程中产生的三氯化铁的质量,也能够符合国家的相关产品质量要求。以及硫化铜等产品都能够达到国家要求的相关原料的标准,进行二次使用。对新技术的研发,不仅可以保护生态环境不受到工业废弃物的污染和破坏,还能有效的利用资源,发展循环经济,对线路板生产以及其它行业都有积极作用。

3.6 环境影响指标

通过对线路板污泥和电镀含铜废液同时进行铜处理回收,相比于传统技术,这项新技术具有更多的技术优势。在整个实验环节中,没有产生气体的排放,不会造成对空气的二次污染,有利于环境保护。整个流程所排放的固体废弃物不足整个处理的废弃物10%,具有较高的实际操作效果,可以将90%的线路板污泥和电镀含铜废液进行处理,降低重金属污染物的排放。按照国家的相关规定,对工业废弃物的毒性要进行检测,必须符合国家要求的相关标准。按照标准的操作程序,对浸出液进行检测,所得的结果符合要求,能够通过国家的GB-5085检测指标进行鉴定,属于不具有危险特性的范围。对线路板污泥和电镀含铜废液同时进行铜处理回收的新技术进行检测,所排放的废水能够达到国家GB8978-1996对废水处理的相关指标,在正常水资源的含量范围内。经过新技术的处理,可以避免污水排放,污染自然环境,有利于对环境的保护。

4 发展前景

对线路板污泥和电镀含铜废液同时进行铜处理回收技术,相比于传统的工业废弃物处理技术,具有更多的技术优势。很多化工企业都已经关注到了这一技术的研发,并且投入使用。经过这项技术的回收处理效果,各项标准都符合国家的相关要求,不仅能够对工业废弃物进行净化,还能附加产生多种可以循环利用的生产生活用品,给企业带来更高的经济效益。这项新技术的研发,由于操作简洁,可以使用机器进行大规模生产,能够实现规模化的发展,能够使更低的投入,发挥出更高的经济价值。新技术的整个操作流程更加便捷,能够实现完全不排放工业“三废”。使用全进的工艺净化工业废弃物,能够达到真正的零排放和无污染的效果,能够实现更高的清洁生产。在对工业废弃物中重金属的处理中,具有更高的实际作用,可以在线路板以及电镀行业进行推进,实现更加广泛的使用和推广。通过新技术的处理,能够实现高程度的重金属回收,这对于如今日益匮乏的重金属资源环境下,可以更加长远的发展。在新时代的背景下,科学技术的发展,给环境带来更多的污染和破坏,人们愈加重视对环境的保护,发展环保型工业更加适用于当今社会的发展趋势。对重金属进行提取再利用,可以解决资源紧张的问题,帮助减少给环境带来的负担。进行重金属的无害化处理,使新时期势不可挡的发展方向,能够实现资源的可持续发展。

5 结语

我国的重金属污泥技术的研究逐渐受到了大众的重视,随着重金属资源紧缺的问题出现,国家更加重视对资源进行循环利用。并且对线路板污泥和电镀含铜废液同时进行铜回收处理,可以实现真正的零污染和零排放,不仅保护环境,还能获得更高的经济利益。新技术的研发,可以产生多种收益,是一项利国利民的环保行业。线路板在加工制造过程中,会产生废水和污泥,其中重金属成分会对自然环境带来严重的危害,电镀含铜废液中,也存在着同样的问题,对二者同时进行铜回收处理,相比于分别处理两种工业废弃物,具有更高的工作效率。可以同时产生有效的工业产品,例如五水硫酸铜、三氯化铁等可以利用的有效产品。经过检测所生产的产品都能够符合国家标准,可以作为饲料或者工业原料等不同方向的原料进行使用。本文通过实验,对整个操作流程进行分析,可以得出符合国家标准的产品和废弃物的排放。对于国家列入危险污染物的工业废弃物,经过新技术的加工,各个流程的反应,可以生成可回收产品。对工业废弃物的回收处理技术,仍然需要不断进行研发和创新,提高资源的回收利用率,新技术的投入使用也具有广阔的发展前景。

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