申请日2017.04.10
公开(公告)日2017.07.07
IPC分类号C22B15/00
摘要
本发明涉及一种利用金属污泥协同回收三氯化铁蚀刻废液中铜的方法，即将金属污泥调浆压榨水与片碱在调浆池内配成一定浓度的碱性调浆液，向该碱性调浆液中投加固定比例的金属污泥，开启搅拌，使金属污泥调浆液混合均匀，向调浆池内投加三氯化铁蚀刻废液，调节调浆液的pH值，确保三氯化铁蚀刻废液中的铜离子完全沉淀。将调浆池内的混合污泥泵送至隔膜压榨机压榨脱水，压榨水部分回用于配置碱性调浆液，其他可直接进行生化处理，废水处理成本低，产生的压榨污泥进一步干燥后制团并送入熔炼炉冶炼，得到产品粗铜锭。该发明的优点是工艺流程简单，可充分利用已有的重金属污泥脱水熔炼设备，原料协同利用率高，具有较好的社会效益和经济效益。
权利要求书
1.一种利用金属污泥协同回收三氯化铁蚀刻废液中铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向调浆池中注入压榨回用水，开启搅拌，投入片碱并溶解完全，配置成碱性调浆液;
(2)将含水率约80%～85%的金属污泥投加到调浆池，搅拌约40分钟，确保金属污泥调浆液混合均匀;
(3)向调浆池中缓慢加入三氯化铁蚀刻废液，调节调浆液的pH值，直到三氯化铁蚀刻废液中的铜、铁离子完全沉淀吸附到污泥中，用螺杆泵将调浆池内污泥送入隔膜压榨机脱水;
(4)强力压榨脱水的金属污泥经皮带送入回转干燥窑内进一步脱除水分，干燥后的污泥制成球团运至熔炼炉进行高温熔炼浇铸，得到产品粗铜锭。
2.根据权利要求1所述的一种利用金属污泥协同回收三氯化铁蚀刻废液中铜的方法，其特征在于，所述的金属污泥主要来源于表面处理行业和线路板制造行业蚀刻、刷磨、化学沉铜和电镀铜等工序中产生的含铜废水经处理后产生的铜离子富集污泥。
3.根据权利要求1所述的一种利用金属污泥协同回收三氯化铁蚀刻废液中铜的方法，其特征在于，所述的三氯化铁蚀刻废液中铜含量一般在55～85g/L，密度一般为1.32～1.45g/cm-3，波美度一般为30～45°Bé。
4.根据权利要求1所述的一种利用金属污泥协同回收三氯化铁蚀刻废液中铜的方法，其特征在于，所述的金属污泥、压榨回用水、三氯化铁蚀刻废液、片碱的投加量满足以下关系，金属污泥：压榨回用水：三氯化铁蚀刻废液：片碱投加量的质量比为1:3:0.1675:0.0318。
5.根据权利要求1所述的一种利用金属污泥协同回收三氯化铁蚀刻废液中铜的方法，其特征在于，所述的调浆液最终pH值为6.5。
6.根据权利要求1所述的一种利用金属污泥协同回收三氯化铁蚀刻废液中铜的方法，其特征在于，经回转干燥窑干燥的含铜污泥含水率10%～15%，高温熔炼温度为1300～1400℃。
说明书
一种利用金属污泥协同回收三氯化铁蚀刻废液中铜的方法
技术领域
本发明涉及一种利用金属污泥协同回收三氯化铁蚀刻废液中铜的方法，属于三氯化铁蚀刻废液铜资源综合回收利用和环保技术领域。
技术背景
三氯化铁溶液作为一种极强的路易斯酸，广泛用于印刷电路板行业中铜，甚至是不锈钢的蚀刻，蚀刻后的废液中含有约55～85g/L的铜离子，、的含量也较高。含铜三氯化铁废液属于危险废物，如果不采用有效的回收手段或处理不当的话，势必会造成有价金属资源的浪费和环境污染。因此，对含铜三氯化铁废液进行铜资源回收利用具有一定的经济效益和环境效益。
目前，工业上对三氯化铁蚀刻废液的处理工艺主要有铁粉置换法、直接电解法。专利CN102912352A公开了“一种酸性铜蚀刻废液回收再利用方法”，其特征在于搅拌下向酸性蚀刻废液中加入还原铁，析出海绵铜，其中海绵铜产品的含水率达到50%。专利CN101462803A公开了“一种含氯化铜、三氯化铁蚀刻废液再生回收方法”，其特征在于用铁粉将二价铜离子与三价铁离子还原，分离出铜包铁形态沉淀物。采用铁粉置换法的共同缺点是铁粉加入必须过量，否则蚀刻液铜离子很难置换完全，得到的产品海绵铜的纯度往往不高，含有较多的铁单质，对后续的分离产生不利影响。专利CN101353795A公开了“将印刷电路板酸性蚀刻废液提铜和制备聚合氯化铁的方法”，其特征在于将印刷电路板酸性蚀刻废液直接电解，回收电解析出的铜粉，向电解后的混合液中投加还原铁，置换混合液的离子铜，回收置换析出的海绵铜。电解提铜方法主要需要考虑阳极析出的氯气排放问题，电解往往对低浓度的蚀刻液效果并不理想，在电解过程中，提铜效率不断下降，同时单质铜有被重新氧化溶解的可能，故提铜后的电解液仍需要采用其他方法进一步除铜，此外，电解工艺还面临电解成本高、装置处理能力低的不足。
发明内容
本发明提供了一种利用金属污泥协同回收三氯化铁蚀刻废液中铜的方法，在工艺设计上跳出了传统三氯化铁蚀刻废液处理中普遍采用的置换、电解等方法，本工艺不仅实现了铜资源的有效回收，也解决了剩余溶液的废水处理问题，是一种环保安全的技术方案。
本发明采用的技术方案是：以金属污泥为载体，片碱、含铜三氯化铁蚀刻废液为辅助原料，利用金属污泥碱性调浆液对三氯化铁蚀刻废液的中和沉淀、净化吸附作用，将三氯化铁蚀刻废液中的铜离子完全沉淀吸附到污泥中，通过进一步强化脱水、热风干燥、制团熔炼，最终得到粗铜锭，该方法包括以下步骤：(1)向调浆池中注入压榨回用水，开启搅拌，投入片碱并溶解完全，配置成碱性调浆液;(2)将含水率约80%～85%的金属污泥投加到调浆池，搅拌约40分钟，确保金属污泥调浆液混合均匀;(3)向调浆池中缓慢加入三氯化铁蚀刻废液，调节调浆液的pH值，直到三氯化铁蚀刻废液中的铜、铁离子完全沉淀吸附到污泥中，停止搅拌，用螺杆泵将调浆池内污泥送入隔膜压榨机脱水;(4)强力压榨脱水的金属污泥经皮带送入回转干燥窑内进一步脱除水分，干燥后的污泥制成球团运至熔炼炉进行高温熔炼，浇铸得到产品粗铜锭。
进一步地，上述技术方案中，所述的金属污泥主要来源于表面处理行业和线路板制造行业蚀刻、刷磨、化学沉铜和电镀铜等工序中产生的含铜废水经处理后产生的铜离子富集污泥。
进一步地，上述技术方案中，所述的三氯化铁蚀刻废液中铜含量一般在55～85g/L，密度一般为1.32～1.45g/cm-3，波美度一般为30～45°Bé。
进一步地，上述技术方案中，所述的金属污泥、压榨回用水、三氯化铁蚀刻废液、片碱的投加量满足以下关系，金属污泥：压榨回用水：三氯化铁蚀刻废液：片碱投加量=1:3:0.1675:0.0318(质量比)。
进一步地，上述技术方案中，所述的调浆液最终pH值为6.5。
进一步地，上述技术方案中，经热风炉干燥的含铜污泥含水率10%～15%，高温熔炼的温度为1300～1400℃。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
(1)本发明不采用铁粉置换的方法，没有易燃易爆氢气产生，置换法得到的海绵铜的品位一般不高(含铜量一般不超过70%)，通过熔炼得到的粗铜锭的含铜量一般高于80%，本工艺得到的铜产品含量提高了至少10%。
(2)本发明不采用直接电解的方法，没有有毒气体氯气产生，压榨滤液中铜含量不到1mg/L，铜资源得到充分的回收利用，沉铜一步到位，不需要额外的多次除铜操作。
(3)本发明中所用到的原料铁盐、副产氢氧化铁等物质本身对金属污泥中的杂质能起到一定的絮凝沉淀作用，同时金属污泥的多孔性赋予了污泥吸附铁、铜离子的能力，金属污泥、三氯化铁蚀刻废液协同处理效应显著。
(4)本发明工艺安全环保，流程简单，能连续大规模的实现对三氯化铁蚀刻废液的综合利用处理，适合工业化。
