[發(fā)明專利]處理銅冶金流程中含氯酸性廢水的離子交換膜電解方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210130248.0
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102633326A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王曉武;林艷;楊建軍;謝剛;王沖;何恩;張邦琪;代紅坤;黎明;華宏全;史誼峰;潘力;徐養(yǎng)良
• 申請（專利權(quán)）人: 云南銅業(yè)股份有限公司;昆明理工大學(xué)
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C22B7/00;C01B17/69
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 陳左

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種可實現(xiàn)銅冶金流程中含氯酸性廢水資源化和無害化的離子交換膜電解技術(shù)，更具體地說，是一種可綜合回收含氯酸性廢水中的有價金屬、氯及硫酸的方法。

背景技術(shù)

銅冶金流程中含氯酸性廢水具有酸度高、含氯高、重金屬成分復(fù)雜、腐蝕性強等特點。采用傳統(tǒng)的廢水處理工藝，不僅渣量大、氯離子無法脫除，產(chǎn)出的廢水含氯離子極高而無法回用；而且有價元素如碲、硒、銅、銀、硫酸、氯離子等綜合回收率低。從杜絕污染和資源綜合利用的角度出發(fā)，研究低成本、高效率的廢酸和重金屬回收新工藝是實現(xiàn)資源化減排最合理的技術(shù)途徑。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述存在的不足，本發(fā)明提出一種處理銅冶金流程中含氯酸性廢水的離子交換膜電解方法，采用陽離子交換膜電解技術(shù)處理銅冶金流程中產(chǎn)出的含氯酸性廢水，其中的銅、硒、碲、銻、鉍、鉛、砷、銀和金等有價金屬在陰極沉積物得到富集，氯離子氧化成氯氣予以脫除和回收，處理液最終以高濃度硫酸形式回用，實現(xiàn)了含氯酸性廢水的資源化綜合利用。

實現(xiàn)本發(fā)明的步驟是：①采用陽離子交換膜隔開陰極室和陽極室的溶液；②含氯酸性廢水作為陰極室溶液，其中的銅、碲等有價金屬離子經(jīng)陰極還原富集于沉積物；③在陰極室沉積完有價金屬的廢水經(jīng)減壓過濾后，濾液作為陽極室溶液，其中的氯離子經(jīng)陽極氧化以氯氣形式脫除；④電解后陽極室的溶液作為處理合格液排出。

所述的離子交換膜為Ionac?MC-3470陽離子交換膜或ULTREX?CMI-7000陽離子交換膜等非均相陽離子交換膜。

所述陽極室采用的陽極為析氯過電位低而析氧過電位較高的釕銥系涂層鈦網(wǎng)/板或石墨電極等惰性電極中的一種；所述陰極室采用的陰極為石墨電極、銅電極、鈦電極或不銹鋼電極中的一種。

所處理的含氯酸性廢水是含有銅、硒、碲、鉛、砷、銻、鉍、銀或金中的一種或者多種的重金屬廢水，其中氯濃度不低于0.1g/L，硫酸濃度為0～400g/L。

上述步驟④電解過程采用的電流密度為100～1000A/m²，溫度為25～65℃。

本發(fā)明的有益效果為：銅冶金流程中的含氯酸性廢水如選礦廢水、脫硒后液及污酸等經(jīng)處理后，通過電解，含氯酸性廢水中的有價金屬如銅、硒、碲、銻、鉍、鉛、砷、銀和金等均富集在陰極沉積物中，總回收率≥80％；氯離子在陽極氧化成氯氣予以脫除和回收，處理液最終以高濃度硫酸形式實現(xiàn)回用，硫酸回收率≥95％，回用的硫酸中氯離子含量≤500mg/L。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及圖1對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明：

實施例1、銅冶金流程中產(chǎn)出的脫硒后液成分如表1所示。采用ULTREXCMI-7000陽離子交換膜將配液槽和電解槽分別隔成陰極室和陽極室。配液槽和電解槽的電解溫度均為25℃室溫，電流密度均為625A/m²，電解周期均為4小時，陽極均采用釕銥系涂層鈦網(wǎng)，陰極均采用石墨電極。脫硒后液作為配液槽的陰極液，陽極液為含10g/L?Cu²⁺和273g/L?H₂SO₄的溶液，進行電解配液。配液槽電解4小時后，陰極室的電解后液經(jīng)減壓過濾，去除富集有價金屬的海綿銅，上清液為脫金屬電解后液并作為電解槽的陽極液待用。電解槽的陰極室配入新鮮的脫硒后液，陽極室配入脫金屬電解后液。經(jīng)電解4小時后，陽極室電解后液作為處理合格液分析成分，陰極室電解后液經(jīng)減壓過濾后除去海面銅，得到的上清液即脫金屬離子后液作為后續(xù)電解的陽極液，沉積下來的海綿金屬洗滌干燥后分析成分。

處理合格液的成分見表1。海綿金屬成分見表2。

表1脫硒后液和處理合格液的成分

表2海綿銅的成分