專利名稱：含氰含銀電鍍廢水的處理方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電鍍廢水的處理方法及裝置，尤其是涉及一種含氰含銀電鍍廢水的處理 方法及其裝置。
背景技術(shù)：
銀是重要的貴金屬，具有良好的導(dǎo)電性、延展性、感光性和化學(xué)穩(wěn)定性，已廣泛應(yīng)用于 電子、化工、照相材料、醫(yī)藥以及航空航天等領(lǐng)域。電鍍是獲得金屬銀表面的重要手段，在 對電器、儀表等進(jìn)行導(dǎo)電性鍍銀以及對各種輕工業(yè)產(chǎn)品的裝飾性鍍銀中，產(chǎn)生的大量含氰含 銀電鍍漂洗廢水，銀的質(zhì)量濃度在0.5 3g/L范圍，總氰的質(zhì)量濃度在0.5 6g/L范圍。目 前對含氰含銀電鍍廢水的處理方法主要有離子交換法、鋅置換法等。近年來，為了更合理地 利用資源、保護(hù)環(huán)境，采用電化學(xué)法更有效地從電鍍廢水中回收貴金屬、分解氰化物已成為 該領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一，其重點(diǎn)是電解槽和電極的設(shè)計(jì)使之更有利于提高傳質(zhì)效率和穩(wěn)定性， 如英國BEWT的流化床電解槽、臺灣工研院的流化床電解槽及擾流式陰極平板式電解槽、 法國的凹凸薄板電極電解裝置以及ECO電解裝置等，這些裝置都可以從電鍍廢水中回收一 定的貴金屬，但處理效果仍不理想，且不能直接進(jìn)行固液分離。
公開號為CN1609011A的發(fā)明專利申請公開一種用于處理高濃度氰化物廢液的電解槽， 陽極是由至少一支導(dǎo)電石墨棒與多個石墨粒所組成，其陰極是由至少一支金屬棒組成，陽極 與陰極之間有多孔絕緣物以防止彼此接觸，多孔絕緣物為管狀，環(huán)繞在各金屬棒外圍，電解 槽具有排放管以排放該電解槽中電解析出的貴重金屬粉末。該電解槽能處理總氰含量為3
6g/L的電鍍廢水，但存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資大、維護(hù)困難等問題，且其回收的金屬為粉末狀。 美國專利US 4028199公開一種帶刮刀的旋轉(zhuǎn)圓筒陰極裝置，該裝置雖可以進(jìn)行連續(xù)電 解生產(chǎn)，但當(dāng)電極旋轉(zhuǎn)時，電解液形成旋轉(zhuǎn)柱面，使內(nèi)外層電解質(zhì)交遞傳質(zhì)困難，因此，用 于稀溶液中回收金屬效率低，耗能大。另外，現(xiàn)有的大多數(shù)電解研究都采用直流電源，其將 使電極產(chǎn)生"極化效應(yīng)"而逐漸老化，大大影響電解槽的性能，降低使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在于提供一種含氰含銀電鍍廢水的處理方法及其裝置。 本發(fā)明的技術(shù)方案是采用脈沖電源和靜態(tài)電極技術(shù)，從低濃度含氰含銀電鍍廢水中回收銀和分解氰。
本發(fā)明所述含氰含銀電鍍廢水處理裝置設(shè)有電解槽、電源、循環(huán)泵、增氧機(jī)、電極組、 管式液體分布器和曝氣管；電極組、管式液體分布器和曝氣管分別固定于電解槽底部，電極 組包括陽極和陰極，電極與電源連通；至少一個管式液體分布器設(shè)于電極組的陰極邊，管式 液體分布器為一中空管體，管壁一側(cè)設(shè)至少一個液體出口，管體頂部液體進(jìn)口與循環(huán)泵出口 連接；電極組的陽極邊設(shè)至少一個曝氣管，曝氣管頂部接針孔式蓮蓬頭或砂芯曝氣頭，曝氣 管底部為氣體進(jìn)口，氣體進(jìn)口與增氧機(jī)連接；循環(huán)泵進(jìn)口端與電解槽連通。
電解槽內(nèi)可設(shè)置多個電極組及配套的管式液體分布器、曝氣管。
陽極和陰極最好呈同軸排列，陽極與陰極之間的距離最好為45 50mm。所述液體出口 朝向陰極。電源最好為脈沖電源，電源兩端最好設(shè)有電流表和電壓表。 本發(fā)明所述含氰含銀電鍍廢水的處理方法包括以下步驟
1) 將待處理含氰含銀電鍍廢水加入電解槽中，調(diào)節(jié)pH值在8.5 9.5;
2) 打開循環(huán)泵，控制循環(huán)流速在50 150ml/min，打開增氧機(jī)，控制曝氣速率為1.0 3.0 L/min;
3) 系統(tǒng)穩(wěn)定后，打開電解電源，控制脈沖電源參數(shù)占空比為40% 60%，脈沖頻率 為800 1200Hz，電解電壓為0.9 1.5V;
4) 在反應(yīng)過程中，陽極進(jìn)行氰化物分解氧化反應(yīng)，陰極進(jìn)行金屬銀析出還原反應(yīng)，每 隔30min檢測一次廢水含銀量和含氰量，當(dāng)含銀量小于10mg/L后，終止反應(yīng)；
5) 拆下陰極，用蒸餾水洗凈后，在空氣中干燥，然后剝下電解銀層，得到回收的電解銀。
與現(xiàn)有的電鍍銀廢水處理方法相比，由于本發(fā)明采用脈沖電源，其峰值電流強(qiáng)度遠(yuǎn)大于 平均電流強(qiáng)度，在脈沖間歇時間，通過攪拌作用，陰極周圍的銀離子得到迅速補(bǔ)充，使電流 效率達(dá)到99.9%，銀的回收率在99%以上，同時使吸附在陰極上的雜質(zhì)成分得以脫離陰極 表面，提高電解銀的純度，電解銀的純度可達(dá)99.5%以上，且回收銀為固體，分離簡便。另 外，脈沖直流電源可以最大限度地降低"極化效應(yīng)"，保證電解槽輸出性能穩(wěn)定，電極使用 壽命大大提高。由于采用液體分布器的強(qiáng)制循環(huán)，結(jié)合陽極周圍連續(xù)曝氣的方式，在大幅度 提高傳質(zhì)效率的同時有效地促進(jìn)陽極進(jìn)行氰化物的氧化反應(yīng)，氰化物的分解率達(dá)到83%以 上。整個過程所需能耗低，生產(chǎn)周期短，處理效率高，生產(chǎn)運(yùn)行成本低，為一種可應(yīng)用于氰 化物分解或銀回收的廢水處理技術(shù)。潛在應(yīng)用對象為含鎳、銅、鋅、金、銀、鉛、鎘等氰系 電鍍廢水。


圖1為本發(fā)明電鍍廢水的處理裝置示意圖。 圖2為電解槽底部俯視圖。 圖3為管式液體分布器示意圖。
圖4為實(shí)施例1中脈沖電解回收的銀的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。
圖5為實(shí)施例1中脈沖電解回收的銀的粉末X射線衍射(XRD)圖譜。在圖5中，橫
坐標(biāo)為衍射角29 (° )，縱坐標(biāo)為相對衍射強(qiáng)度Intensity;單質(zhì)銀晶體的5個特征衍射吸收
峰分別為(lll)、 (200)、 (220)、 (311)、 (222)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 實(shí)施例1
參見圖1 3，電鍍廢水的處理裝置采用長方體聚四氟乙烯槽為電解槽l，以圓柱狀石墨 電極為陽極7，以圓筒狀不銹鋼電極為陰極8，陽極7和陰極8呈同軸排列固定在電解槽1 底部，極距R為50mm;管式液體分布器9固定于陰極8邊，在陽極7周圍均勻分布有4個 曝氣管10;管式液體分布器9為一中空管體，管壁一側(cè)設(shè)一個以上的液體出口 91，管體頂 部液體進(jìn)口與循環(huán)泵5連接，液體出口91朝向陰極；曝氣管10頂部接針孔式蓮蓬頭，底部 為氣體進(jìn)口與增氧機(jī)6連接；循環(huán)泵5進(jìn)口端與電解槽1連通；電源2采用脈沖電源，電源 兩端通過電流表3和電壓表4與陽極7及陰極8連接。
取1.5 L待處理的含氰含銀電鍍廢水加入到電解槽中，其中銀離子含量為1000 mg/L， 總氰含量為2000mg/L，將廢水pH值調(diào)節(jié)并穩(wěn)定在9;打開循環(huán)泵和增氧機(jī)，控制廢水循環(huán) 流速為100 ml min"，曝氣速率為1.5 L mirf1;電解過程中控制脈沖電源參數(shù)占空比為60 %，脈沖頻率為800Hz，電解電壓為1.5V;每隔30min測定廢水的含銀量和總氰量。電解 1.5h后，廢水含銀量為10 mg/L，含氰量為80mg/L，停止反應(yīng)。銀回收率為99%，氰化物 分解率為94%。反應(yīng)結(jié)束后，拆下陰極，用蒸餾水洗凈后，在空氣中干燥，然后剝下電解 銀層，得到脈沖電解回收的銀?；厥盏你ySEM照片見圖4，銀顆粒大小均勻、結(jié)晶致密， 粒徑約4.5pm。相應(yīng)的XRD圖譜見圖5，在(lll)、 (200)、 (220)、 (311)、 (222)出現(xiàn)了明顯的 單質(zhì)銀晶體的5個特征衍射吸收峰，未發(fā)現(xiàn)除銀外的特征峰，表明電解回收銀純度高，大 于99.5%。
實(shí)施例2 9
采用實(shí)施例1中的處理裝置和電鍍廢水,pH值控制在9.0，循環(huán)流速固定在100mlmin"，曝氣速率固定在1.5 Lmiri—1 ，改變脈沖電源參數(shù)，重復(fù)實(shí)施例l中實(shí)施程序。不同電源參數(shù) 下的反應(yīng)時間，銀回收率和氰分解率見表l。
_^_
占空比頻率 電壓 反應(yīng)時間銀回收率氰分解率
實(shí)施例
(%)(Hz)(V)(h)(%)(%)
2408000.9"99.185
34010001.23.099.287
44012001.53.099.091
508001.22.599.389
65010001.52.099.090
75012000.92.599.185
86010000.92.599.083
96012001.23.099.185
權(quán)利要求
1. 含氰含銀電鍍廢水處理裝置，其特征在于設(shè)有電解槽、電源、循環(huán)泵、增氧機(jī)、電極組、管式液體分布器和曝氣管；電極組、管式液體分布器和曝氣管分別固定于電解槽底部，電極組包括陽極和陰極，電極與電源連通；至少一個管式液體分布器設(shè)于電極組的陰極邊，管式液體分布器為一中空管體，管壁一側(cè)設(shè)至少一個液體出口，管體頂部液體進(jìn)口與循環(huán)泵出口連接；電極組的陽極邊設(shè)至少一個曝氣管，曝氣管頂部接針孔式蓮蓬頭或砂芯曝氣頭，曝氣管底部為氣體進(jìn)口，氣體進(jìn)口與增氧機(jī)連接；循環(huán)泵進(jìn)口端與電解槽連通。
2. 如權(quán)利要求1所述的含氰含銀電鍍廢水處理裝置，其特征在于電解槽內(nèi)設(shè)置至少一 個電極組及配套的管式液體分布器、曝氣管。
3. 如權(quán)利要求1所述的含氰含銀電鍍廢水處理裝置，其特征在于陽極和陰極呈同軸排列。
4. 如權(quán)利要求3所述的含氰含銀電鍍廢水處理裝置，其特征在于陽極與陰極之間的距 離為45 50mm。
5. 如權(quán)利要求1所述的含氰含銀電鍍廢水處理裝置，其特征在于所述液體出口朝向陰極。
6. 如權(quán)利要求1所述的含氰含銀電鍍廢水處理裝置，其特征在于電源為脈沖電源。
7. 如權(quán)利要求1或6所述的含氰含銀電鍍廢水處理裝置，其特征在于電源兩端設(shè)有電 流表和電壓表。
8. 含氰含銀電鍍廢水的處理方法，其特征在于包括以下步驟1) 將待處理含氰含銀電鍍廢水加入電解槽中，調(diào)節(jié)pH值在8.5 9.5;2) 打開循環(huán)泵，控制循環(huán)流速在50 150ml/min，打開增氧機(jī)，控制曝氣速率為1.0 3.0 L/min;3) 系統(tǒng)穩(wěn)定后，打開電解電源，控制脈沖電源參數(shù)占空比為40% 60%，脈沖頻率 為800 1200Hz，電解電壓為0.9 1.5V;4) 在反應(yīng)過程中，陽極進(jìn)行氰化物分解氧化反應(yīng)，陰極進(jìn)行金屬銀析出還原反應(yīng)，每 隔30min檢測一次廢水含銀量和含氰量，當(dāng)含銀量小于10mg/L后，終止反應(yīng)；5) 拆下陰極，用蒸餾水洗凈后，在空氣中干燥，然后剝下電解銀層，得到回收的電解銀。
全文摘要
含氰含銀電鍍廢水的處理方法及其裝置，涉及一種電鍍廢水的處理方法及裝置。提供一種采用脈沖電源和靜態(tài)電極技術(shù)從低濃度含氰含銀電鍍廢水中回收銀和分解氰的方法及裝置。處理裝置包括電解槽、電源、循環(huán)泵、增氧機(jī)、電極組、管式液體分布器、曝氣管；電極組、管式液體分布器、曝氣管分別固定于電解槽底部，管式液體分布器設(shè)于電極組的陰極邊，液體進(jìn)口與循環(huán)泵連接；電極組的陽極邊設(shè)至少一個曝氣管，氣體進(jìn)口與增氧機(jī)連接；循環(huán)泵進(jìn)口端與電解槽連通；電源采用脈沖電源。本發(fā)明銀的回收率在99％以上，電解銀的純度可達(dá)99.5％以上，另外，氰化物的分解率達(dá)到83％以上；整個過程所需能耗低，時間短，處理效率高，成本低。
文檔編號C02F9/00GK101544435SQ200910111639
公開日2009年9月30日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者李清彪, 洪金慶, 王海濤, 王遠(yuǎn)鵬, 蘇遠(yuǎn)波 申請人:廈門大學(xué)