線路板污泥和電鍍含銅廢液同時(shí)銅處理回收研究

艾中華

（韶關(guān)鵬瑞環(huán)保科技有限公司，廣東 韶關(guān) 512000）

近年來(lái)，線路板行業(yè)的飛速發(fā)展，不僅帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益，也給環(huán)境帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān)，工業(yè)廢棄物中含有多種重金屬成分，不能被大自然分解，直接排放會(huì)造成環(huán)境污染，影響人類和動(dòng)物的身體健康。例如在生產(chǎn)線路板的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生含銅酸等重金屬元素的廢液；在電鍍環(huán)節(jié)會(huì)出現(xiàn)電鍍含銅廢液；以及生產(chǎn)過(guò)程中形成的線路板污泥等都是工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)的重金屬?gòu)U棄物。對(duì)含有重金屬工業(yè)廢棄物進(jìn)行回收利用，不僅可以節(jié)約資源，還能夠產(chǎn)生循環(huán)經(jīng)濟(jì)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。目前對(duì)于線路板污泥和電鍍含銅廢液的處理方法有多種形式，但是都存在著不同的優(yōu)缺點(diǎn)，不能夠充分的回收利用資源，容易在處理過(guò)程中造成二次污染。相比于單一的對(duì)線路板污泥和電鍍含銅廢液進(jìn)行回收處理，傳統(tǒng)方式多采用衛(wèi)生填埋、單一的浸出法，不能夠充分的發(fā)揮出凈化的效果。通過(guò)對(duì)線路板污泥和電鍍含銅廢液處理進(jìn)行不斷分析，研究得出同時(shí)處理兩種工業(yè)廢棄物的新技術(shù)，具有更高的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能夠有效的實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢棄物的無(wú)害化處理，并且在凈化過(guò)程中，可以生產(chǎn)出具有經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)物，不排放出工業(yè)“三廢”。以下是根據(jù)新工藝的操作流程，設(shè)計(jì)出的模擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以有效的檢測(cè)出各個(gè)環(huán)節(jié)的操作情況和產(chǎn)品質(zhì)量。希望本次實(shí)驗(yàn)研，所得出的結(jié)論能夠促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展，為持續(xù)研發(fā)新技術(shù)貢獻(xiàn)出一份力量。

1 新工藝實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本次實(shí)驗(yàn)選用的材料為某市電子廠生產(chǎn)線路板所產(chǎn)生的廢棄物，使用工業(yè)級(jí)的化工材料進(jìn)行操作。線路板污泥和電鍍含銅廢液的主要成分如下表所示。

表1 某電子廠提供的線路板污泥 %

表2 電鍍含銅廢液 mg.L-1

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

選擇能夠有效適用于操作流程的實(shí)驗(yàn)儀器，幫助實(shí)驗(yàn)有序進(jìn)行，包括多種攪拌器械、過(guò)濾工具，以及其它所需的電動(dòng)儀器。

2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

2.1 具體流程圖

具體實(shí)驗(yàn)流程如圖1所示。

圖1 線路板污泥和微蝕刻廢液、硫酸銅廢液同時(shí)處理工藝流程圖

2.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

2.2.1制漿

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首先將水加入到線路板污泥中，形成1:1的比例進(jìn)行混合，使用電動(dòng)攪拌機(jī)在1小時(shí)時(shí)間進(jìn)行攪拌。再通過(guò)過(guò)篩流程，得到所需泥漿，測(cè)量PH值達(dá)到8.6，在分成兩組A和B分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2.2.2酸浸

對(duì)電鍍含銅液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，要加入配置好的泥漿A，按照2:1的比例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使用電動(dòng)攪拌機(jī)進(jìn)行不斷攪拌，并加入濃硫酸到混合廢液中，注意加入時(shí)要緩慢進(jìn)行，不要造成硫酸的飛濺，腐蝕其他器械。通過(guò)2小時(shí)的攪拌，確保攪拌好的泥漿PH值為1.5，能夠基本將銅全部溶解，包括鐵和其他金屬元素能夠持續(xù)在固相中。

2.2.3去除COD并且分離銅和鐵

在泥漿混合物的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要進(jìn)行充分的攪動(dòng)下的混合物加入泥漿B，調(diào)整PH值到2.5。在加入符合實(shí)驗(yàn)計(jì)量的氧化物。通過(guò)2小時(shí)的氧化反應(yīng)，將泥漿混合物中的COD去除，對(duì)銅和鐵進(jìn)行分離，鐵元素在氧化劑的作用下，會(huì)形成氧化鐵等成分，經(jīng)過(guò)過(guò)濾能夠?qū)崿F(xiàn)固體和液體的分離。通過(guò)提取鐵元素，下一步可以對(duì)混合物進(jìn)行操作提取銅元素。

2.2.4調(diào)配硫酸銅

在提取鐵后的混合物中加入工業(yè)堿，進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)上一步生成的含銅酸液混合物加入30%濃度堿溶液，可以將PH值調(diào)整到奧5.5，使用電動(dòng)攪拌機(jī)持續(xù)攪動(dòng)20分鐘使混合物繼續(xù)反應(yīng)，再進(jìn)行過(guò)濾，將混合物進(jìn)行固態(tài)和液態(tài)的分離。這一環(huán)節(jié)可以產(chǎn)生氫氧化銅，再加入濃硫酸調(diào)節(jié)酸堿度。當(dāng)溶液充分反應(yīng)后，進(jìn)行加熱幫助反應(yīng)，在進(jìn)行過(guò)濾和結(jié)晶環(huán)節(jié)，產(chǎn)生五水硫酸銅成分。

2.2.5廢水加工

將所得的混合物進(jìn)行自然沉淀，將沉淀夠所得的固體物質(zhì)進(jìn)行制漿環(huán)節(jié)，對(duì)液體進(jìn)行除銅操作，就能得到符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的排放液體。對(duì)廢水進(jìn)行加工處理，可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，不僅節(jié)約資源，還能保護(hù)環(huán)境，具有重要意義。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 酸浸實(shí)驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，混合電鍍含銅廢液和泥漿A，進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬螅芤褐械乃嵝钥梢蕴崛』旌夏酀{中的銅，減少硫酸的消耗。通過(guò)酸浸環(huán)節(jié)，可以增強(qiáng)銅的反應(yīng)效果，提高銅的回收效率。具體結(jié)果如表3所示。

表3 酸浸浸出率 %

3.2 去除COD結(jié)果和銅鐵分離結(jié)果

將混合泥漿的PH值調(diào)整到實(shí)驗(yàn)要求的數(shù)值，將泥漿B作為調(diào)和原料，加入酸性溶液中混合泥漿B，可以有效的降低混合物的PH數(shù)值，減少堿性原料的使用，可以節(jié)約資源。通過(guò)這一環(huán)節(jié)的操作，可以提取二價(jià)鐵和三價(jià)鐵，并且不產(chǎn)生其他多余物質(zhì)，不會(huì)造成二次污染。經(jīng)過(guò)酸浸環(huán)節(jié)的操作，混合泥漿中的酸性可以與銅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。通過(guò)添加氧化物，可以提取固體鐵，并且與含銅混合物進(jìn)行分離。提取后的混合溶液中成分如下表所示。

表4 含銅酸液成分 mg.L-1

3.3 硫酸銅生成結(jié)果

通過(guò)添加工業(yè)堿來(lái)調(diào)節(jié)含銅溶液的PH數(shù)值，通過(guò)PH值的變化，能夠形成銅的沉淀物。通過(guò)反應(yīng)后生成的氫氧化銅，可以與硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成五水硫酸銅。這一實(shí)驗(yàn)流程所生成的五水硫酸銅，符合國(guó)家的飼料標(biāo)準(zhǔn)，具體如表5所示。

表5 五水硫酸銅質(zhì)量 %

3.4 廢水處理結(jié)果

經(jīng)過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)流程，生成的氫氧化銅可以形成沉淀，經(jīng)過(guò)技術(shù)處理后，能夠使余下液體達(dá)到安全排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)廢水的處理技術(shù)可行。

3.5 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

對(duì)實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的多個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，五水硫酸銅符合國(guó)家對(duì)動(dòng)物飼料所需的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)提取的線路板污泥和電鍍含銅廢液中的產(chǎn)品能夠符合國(guó)家的安全標(biāo)準(zhǔn)，并且能夠有效的二次利用，不僅對(duì)工業(yè)廢棄物進(jìn)行有效的凈化，還能生產(chǎn)出可以再利用的產(chǎn)品，提高了有限資源的利用率，還可以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，帶來(lái)額外的收益。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的三氯化鐵的質(zhì)量，也能夠符合國(guó)家的相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量要求。以及硫化銅等產(chǎn)品都能夠達(dá)到國(guó)家要求的相關(guān)原料的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行二次使用。對(duì)新技術(shù)的研發(fā)，不僅可以保護(hù)生態(tài)環(huán)境不受到工業(yè)廢棄物的污染和破壞，還能有效的利用資源，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，對(duì)線路板生產(chǎn)以及其它行業(yè)都有積極作用。

3.6 環(huán)境影響指標(biāo)

通過(guò)對(duì)線路板污泥和電鍍含銅廢液同時(shí)進(jìn)行銅處理回收，相比于傳統(tǒng)技術(shù)，這項(xiàng)新技術(shù)具有更多的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，沒有產(chǎn)生氣體的排放，不會(huì)造成對(duì)空氣的二次污染，有利于環(huán)境保護(hù)。整個(gè)流程所排放的固體廢棄物不足整個(gè)處理的廢棄物10%，具有較高的實(shí)際操作效果，可以將90%的線路板污泥和電鍍含銅廢液進(jìn)行處理，降低重金屬污染物的排放。按照國(guó)家的相關(guān)規(guī)定，對(duì)工業(yè)廢棄物的毒性要進(jìn)行檢測(cè)，必須符合國(guó)家要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。按照標(biāo)準(zhǔn)的操作程序，對(duì)浸出液進(jìn)行檢測(cè)，所得的結(jié)果符合要求，能夠通過(guò)國(guó)家的GB-5085檢測(cè)指標(biāo)進(jìn)行鑒定，屬于不具有危險(xiǎn)特性的范圍。對(duì)線路板污泥和電鍍含銅廢液同時(shí)進(jìn)行銅處理回收的新技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，所排放的廢水能夠達(dá)到國(guó)家GB8978-1996對(duì)廢水處理的相關(guān)指標(biāo)，在正常水資源的含量范圍內(nèi)。經(jīng)過(guò)新技術(shù)的處理，可以避免污水排放，污染自然環(huán)境，有利于對(duì)環(huán)境的保護(hù)。

4 發(fā)展前景

對(duì)線路板污泥和電鍍含銅廢液同時(shí)進(jìn)行銅處理回收技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的工業(yè)廢棄物處理技術(shù)，具有更多的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。很多化工企業(yè)都已經(jīng)關(guān)注到了這一技術(shù)的研發(fā)，并且投入使用。經(jīng)過(guò)這項(xiàng)技術(shù)的回收處理效果，各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)都符合國(guó)家的相關(guān)要求，不僅能夠?qū)I(yè)廢棄物進(jìn)行凈化，還能附加產(chǎn)生多種可以循環(huán)利用的生產(chǎn)生活用品，給企業(yè)帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益。這項(xiàng)新技術(shù)的研發(fā)，由于操作簡(jiǎn)潔，可以使用機(jī)器進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化的發(fā)展，能夠使更低的投入，發(fā)揮出更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。新技術(shù)的整個(gè)操作流程更加便捷，能夠?qū)崿F(xiàn)完全不排放工業(yè)“三廢”。使用全進(jìn)的工藝凈化工業(yè)廢棄物，能夠達(dá)到真正的零排放和無(wú)污染的效果，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的清潔生產(chǎn)。在對(duì)工業(yè)廢棄物中重金屬的處理中，具有更高的實(shí)際作用，可以在線路板以及電鍍行業(yè)進(jìn)行推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)更加廣泛的使用和推廣。通過(guò)新技術(shù)的處理，能夠?qū)崿F(xiàn)高程度的重金屬回收，這對(duì)于如今日益匱乏的重金屬資源環(huán)境下，可以更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。在新時(shí)代的背景下，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，給環(huán)境帶來(lái)更多的污染和破壞，人們愈加重視對(duì)環(huán)境的保護(hù)，發(fā)展環(huán)保型工業(yè)更加適用于當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)重金屬進(jìn)行提取再利用，可以解決資源緊張的問題，幫助減少給環(huán)境帶來(lái)的負(fù)擔(dān)。進(jìn)行重金屬的無(wú)害化處理，使新時(shí)期勢(shì)不可擋的發(fā)展方向，能夠?qū)崿F(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的重金屬污泥技術(shù)的研究逐漸受到了大眾的重視，隨著重金屬資源緊缺的問題出現(xiàn)，國(guó)家更加重視對(duì)資源進(jìn)行循環(huán)利用。并且對(duì)線路板污泥和電鍍含銅廢液同時(shí)進(jìn)行銅回收處理，可以實(shí)現(xiàn)真正的零污染和零排放，不僅保護(hù)環(huán)境，還能獲得更高的經(jīng)濟(jì)利益。新技術(shù)的研發(fā)，可以產(chǎn)生多種收益，是一項(xiàng)利國(guó)利民的環(huán)保行業(yè)。線路板在加工制造過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生廢水和污泥，其中重金屬成分會(huì)對(duì)自然環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的危害，電鍍含銅廢液中，也存在著同樣的問題，對(duì)二者同時(shí)進(jìn)行銅回收處理，相比于分別處理兩種工業(yè)廢棄物，具有更高的工作效率。可以同時(shí)產(chǎn)生有效的工業(yè)產(chǎn)品，例如五水硫酸銅、三氯化鐵等可以利用的有效產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)檢測(cè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品都能夠符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可以作為飼料或者工業(yè)原料等不同方向的原料進(jìn)行使用。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)整個(gè)操作流程進(jìn)行分析，可以得出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品和廢棄物的排放。對(duì)于國(guó)家列入危險(xiǎn)污染物的工業(yè)廢棄物，經(jīng)過(guò)新技術(shù)的加工，各個(gè)流程的反應(yīng)，可以生成可回收產(chǎn)品。對(duì)工業(yè)廢棄物的回收處理技術(shù)，仍然需要不斷進(jìn)行研發(fā)和創(chuàng)新，提高資源的回收利用率，新技術(shù)的投入使用也具有廣闊的發(fā)展前景。