[發明專利]一種電解還原回收廢水中Sn2+的方法

有效

• 申請號: 201010278915.0
• 申請日: 2010-09-10
• 公開（公告）號: CN101942675A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 張躍;嚴生虎;劉建武;沈介發;姜冬明
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C25C1/14
• 分類號: C25C1/14;C02F9/06;C02F1/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及廢水中金屬離子回收利用技術領域，特別是一種運用電解法從廢水中電解還原制備Sn²⁺的方法。

背景技術

目前，從廢水中回收金屬錫的方法較多，主要有中和法、化學沉淀法、擴散滲析-離子膜電沉積法、電解法。中和法指向廢水中加堿(或酸)使溶液近乎中性，溶液中金屬離子轉化為金屬氫氧化物；化學沉淀法是向廢液中加入一定量的沉淀劑、混凝劑或絮凝劑，使金屬離子轉化為沉淀物從而去除重金屬的一種方法；擴散滲析-離子膜電沉積法是先利用擴散滲析法回收酸，余液再用離子膜電沉積法回收金屬錫；電解法是回收金屬廢料經過電解槽電解加工處理，使廢料上所附的錫分解，形成海綿狀的化學錫附著電解槽的陰極上，將非金屬錫的化學錫取出，并加熱蒸發除去水分，加熱熔化制成錫錠。

專利CN1372014A、CN101121965A報道了一種從金屬廢料中回收金屬錫機械的物理方法，此種方法適合低品位含錫固體物料，且對設備投資大，增加回收成本，還易產生有害的工業廢水；CN1530466A報道了中和沉淀法從廢水中回收金屬錫的方法，此種處理工藝流程通過減壓蒸餾回收酸，再加堿中和通過熱浸、蒸發結晶得錫酸鹽，處理工序繁瑣，耗時，容易產生二次污染。CN101033557A、CN101528986A、CN1030450A、CN2908475Y、CN1372014A等專利均不同程度的提到了運用電解法從廢水中回收金屬錫，但現有的電解法回收金屬錫的工藝條件不夠理想，整個電解體系、電極的材料選擇、電極的面積以及相應的工藝參數都不夠完善，且處理廢水不夠徹底，殘渣易留于電解槽內而造成堵塞，需要消耗的電能高，回收率低。此外，由于Sn⁴⁺和Sn²⁺的性質有著顯著的差異，采用還原法制得Sn²⁺，目前采用較多的是鋁粉或鐵粉還原法，但運用電解法從廢水中回收Sn²⁺還未見報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種廢水中電解還原回收Sn²⁺的方法，采用活性碳脫色吸附與電解法組合的工藝處理含錫廢水，具體工藝為首先將含錫廢水經活性碳吸附脫色預處理、沉降過濾后，此時預處理后的澄清廢水送入電解槽中電解還原，并用碘量法和EDTA絡合法分別跟蹤檢測清液中Sn²⁺濃度、總Sn離子(清液中Sn⁴⁺和Sn²⁺含量之和)濃度，經計算金屬Sn的含量與清液中Sn⁴⁺的含量相等時，停止電解反應，調節換熱器加熱，使金屬錫完全溶解，即可得到高濃度的Sn²⁺，該工藝具有電解回收率高，廢水中不會引入其他的電解泥，還可大幅度降低廢水處理成本、保護環境不受廢液污染，較好的實現工業化。

反應原理：陽極：2Cl^--2e^-＝Cl₂↑

陰極：Sn⁴⁺+2e^-＝Sn²⁺，Sn²⁺+2e^-＝Sn，Sn⁴⁺+Sn＝2Sn²⁺

總反應方程式：SnCl₄＝SnCl₂+Cl₂↑

具體步驟如下：一、廢水的預處理，在帶有攪裝置的容器中，依次加入錫的總離子濃度0.01～0.200g/mL的含錫廢水以及粒徑為100目的5％～10％的活性碳(以廢水質量計)，對廢水進行吸附脫色處理，沉降1～2小時，過濾得到澄清液；其中廢水中含錫濃度優選為0.100g/mL，活性碳優選以質量計為8％，沉降時間優選為1.5小時。

二、電解還原工藝，包括：

1、在帶有冷卻和換熱系統的無膜電解槽，控制電解槽中的溫度為10～20℃進行電解，其中優選電解溫度為15℃。