阅读说明：本技术 一种硝酸铜废水铜回收方法 (Copper recovery method for copper nitrate wastewater ) 是由 黄文涛 李再强 梁民 汪前程 于 2020-11-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种硝酸铜废水铜回收方法,具体涉及铜回收领域,包括以下步骤：所述电解槽的内腔底部设置有阳离子膜,阳极为钛板,阴极为铜板,所述阳离子膜将电解槽内隔成阳极区和阴极区；将硝酸铜废水导入电解槽内的阳极区,将硫酸溶液导入到阴极区；并在电解槽内对硝酸铜废水进行搅拌,同时给两电极通直流电进行电解。本发明通过使用阳离子膜将电解槽隔开,阳极区为硝酸铜溶液,阴极区为硫酸溶液,阳极采用钛板,阴极采用铜板,铜离子被电解沉积在铜板上,阳极区增加了阳极溶液的酸度,使阳极区硝酸铜溶液脱铜后可以作为腐蚀铜溶液调配的原材料,进而实现硝酸铜废液的循环利用。(The invention discloses a copper recovery method for copper nitrate wastewater, and particularly relates to the field of copper recovery, which comprises the following steps: the bottom of the inner cavity of the electrolytic cell is provided with a cationic membrane, the anode is a titanium plate, the cathode is a copper plate, and the inside of the electrolytic cell is divided into an anode area and a cathode area by the cationic membrane; leading the copper nitrate wastewater into an anode region in an electrolytic cell, and leading a sulfuric acid solution into a cathode region; and stirring the copper nitrate wastewater in an electrolytic bath, and simultaneously electrifying the two electrodes with direct current for electrolysis. The electrolytic tank is separated by using the cationic membrane, the anode area is a copper nitrate solution, the cathode area is a sulfuric acid solution, the anode is a titanium plate, the cathode is a copper plate, copper ions are electrolytically deposited on the copper plate, the acidity of the anode solution is increased in the anode area, so that the copper nitrate solution in the anode area can be used as a raw material for blending a corrosive copper solution after being decoppered, and further the recycling of the copper nitrate waste liquid is realized.)

一种硝酸铜废水铜回收方法

技术领域

本发明涉及铜回收技术领域，更具体地说，本发明涉及一种硝酸铜废水铜回收方法。

背景技术

硝酸铜废水广泛存在于电镀以及粉体冶金领域，目前，从硝酸铜废水中回收铜的方法，一般可以采用沉淀-电解法、置换-电解法。

其中，采用沉淀-电解法回收硝酸铜废水中的铜，一般使用的沉淀剂是碳酸钠，其方法是将碳酸钠溶液加入到硝酸铜废水中，将铜离子等沉淀析出，沉淀过滤后清洗、烘干，再进行氢气还原，将还原后的粗铜熔炼浇注成板，再进行电解提纯。

采用置换-电解法回收硝酸铜废水中的铜，一般采用铁粉置换，其方法是将铁粉洒入硝酸铜废水中，将铜离子置换出来，清洗后烘干，熔炼浇注成板后，电解提纯。

现有的电积铜回收硝酸铜的方法在实际使用时，仍旧存在较多缺点，如回收过程繁琐，流程长，对硝酸铜废液的循环利用效果差。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种硝酸铜废水铜回收方法，本发明所要解决的问题是：现有的电积铜回收硝酸铜的方法回收过程繁琐，流程长，对硝酸铜废液的循环利用效果差。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种硝酸铜废水铜回收方法，包括以下步骤：

S1：阳极为钛板，阴极为铜板，所述电解槽的内腔底部设置有阳离子膜，且所述阳离子膜将电解槽内部分隔成阳极区和阴极区，所述阳极位于阳极区，所述阴极位于阴极区；

S2：将硝酸铜废水导入电解槽内的阳极区，将硫酸溶液导入到阴极区；

S3：并在电解槽内对阳极区的硝酸铜废水进行搅拌，同时给两电极通直流电进行电解，使阳极区硝酸铜废水中的铜离子穿过阳离子膜沉积在铜阴极板上，阴极区的氢离子床阳离子膜进入到阳极区，增加了阳极区溶液的酸度；

S4：将气管与外部的空气压缩机连接，空气压缩机将外部空气压缩进气管中，空气从气孔中喷出从而对硝酸铜废水进行气体搅拌。

在一个优选的实施方式中，所述阳离子膜为阳离子交换膜，所述阳离子交换膜采用熔融挤出流延成膜工艺或溶液浇铸流延成膜工艺并经过酸洗、水洗再烘干制成。

在一个优选的实施方式中，所述步骤S3中，搅拌速度为100-200r/min，且搅拌时间为5-10分钟。

在一个优选的实施方式中，所述步骤S3和S4中的电解温度为30-35℃。

在一个优选的实施方式中，所述步骤S2中的电解温度为40℃。

在一个优选的实施方式中，所述步骤S2中的硫酸浓度为210g/L。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过使用阳离子膜将电解槽隔开，阳极区为硝酸铜溶液，阴极区为硫酸溶液，阳极采用钛板，阴极采用铜板，这样阳极铜离子可以透过阳离子膜进入到阴极区被电解沉积在铜板上，而阴极的氢离子透过阳离子膜进入到阳极区增加阳极溶液的酸度，进而使阳极区硝酸铜溶液脱铜后可以作为腐蚀铜溶液调配的原材料，实现硝酸铜废液的循环利用；

2、本发明通过在电解过程中，向电解槽内对硝酸铜废水进行气体搅拌，使硝酸铜废水处于翻腾状态，降低了溶液中H⁺浓度，可以阻止H⁺、NO₃ ^-腐蚀钛板阳极，与现有技术相比，有进一步避免阳极钛板被快速腐蚀溶解的进步。

附图说明

图1为本发明整体结构的正视示意图；

图2为本发明往复机构的俯视结构示意图。

附图标记为：1电解槽、11阳极板、12阴极板、13阳离子膜、2气管、21气孔、3第一电机、31摇杆、4往复机构、41活动板、42滑槽、43滑块、44连接杆、45固定套、5第二电机、51搅拌轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例的硝酸铜废水铜回收方法，可包括以下步骤：

S1：阳极为钛板，阴极为铜板，所述电解槽的内腔底部设置有阳离子膜，且所述阳离子膜将电解槽内部分隔成阳极区和阴极区，所述阳极位于阳极区，所述阴极位于阴极区；

S2：将硝酸铜废水导入电解槽内的阳极区，将硫酸溶液导入到阴极区；

S3：并在电解槽内对阳极区的硝酸铜废水进行搅拌，同时给两电极通直流电进行电解，使阳极区硝酸铜废水中的铜离子穿过阳离子膜沉积在铜阴极板上，阴极区的氢离子床阳离子膜进入到阳极区，增加了阳极区溶液的酸度；

S4：将气管与外部的空气压缩机连接，空气压缩机将外部空气压缩进气管中，空气从气孔中喷出从而对硝酸铜废水进行气体搅拌。

如图1和2所示，实施场景具体为：使用阳离子膜13将电解槽1内隔开，阳极区为硝酸铜溶液，阴极区为硫酸溶液，阳极采用钛板，阴极采用铜板，这样阳极铜离子可以透过阳离子膜13进入到阴极区被电解沉积在铜板上，而阴极的氢离子透过阳离子膜13进入到阳极区增加阳极溶液的酸度，进而使阳极区硝酸铜溶液脱铜后可以作为腐蚀铜溶液调配的原材料，实现硝酸铜废液的循环利用；电解过程中，在电解槽1内对硝酸铜废水进行气体搅拌，使硝酸铜废水处于翻腾状态，在阴极发生的电极反应产生的H⁺与NO₃ ^-结合，会腐蚀阳极的钛板，而进行气体搅拌后，发生化学反应：4H⁺+4NO₃ ^-＝4NO₂↑+O₂↑+2H₂O，降低了溶液中H⁺浓度，可以阻止H⁺、NO₃ ^-腐蚀钛板阳极；且通过气体搅拌，使电解槽内离子浓度均匀，有利于提高电积法的回收效率，加入还原性物质以降低电解液的氧化还原电位，有利于保证电解铜的效率，该实施方式具体解决了现有技术中存在的过程繁琐，流程长，对硝酸铜废液的循环利用效果差的问题。

所述阳离子膜为阳离子交换膜，所述阳离子交换膜采用熔融挤出流延成膜工艺或溶液浇铸流延成膜工艺并经过酸洗、水洗再烘干制成。

所述步骤S3中，搅拌速度为100-200r/min，且搅拌时间为5-10分钟。

所述步骤S3和S4中的电解温度为30-35℃。

所述步骤S2中的电解温度为40℃。

所述步骤S2中的硫酸浓度为210g/L。

所述硝酸铜废水铜回收的方法中使用的是电解槽1，电解槽1的内部设置有阳极板11和阴极板12，其中阳极板11为钛板，阴极板12为铜板，所述电解槽1的内腔底部两侧壁之间固定嵌装有阳离子膜13，所述阳离子膜13将电解槽1内部分隔成阳极区和阴极区，所述电解槽1的一侧贯穿安装有气管2，所述气管2位于电解槽1内的管壁上贯穿开设有若干个均匀分布的气孔21，且所述气管2位于电解槽1外部的一端与空气压缩机相连，所述电解槽1的顶部固定连接有第一电机3，所述第一电机3的输出轴活动贯穿电解槽1的顶部，且所述第一电机3的输出轴端固定连接有摇杆31，所述电解槽1的内腔顶部设置有往复机构4。

所述硝酸铜废水铜回收的方法中使用装置中的往复机构4包括活动板41，所述活动板41的顶部贯穿开设有滑槽42，所述滑槽42的内部滑动连接有滑块43，所述滑块43的顶部与摇杆31远离第一电机3输出轴的一端铰接，所述活动板41的一侧固定连接有连接杆44，所述连接杆44远离活动板41的一端底部固定连接有第二电机5，所述第二电机5的输出轴通过联轴器固定连接有搅拌轴51，所述电解槽1的内腔顶部固定连接有固定套45，所述连接杆45活动设于固定套45内。

如图1和2所示，实施场景具体为：在实际使用时，通过设置往复机构4和搅拌轴51，第一电机3带动摇杆31转动，摇杆31使滑块43在滑槽42内滑动的同时还使活动板41做左右方向上的来回往复移动，进而带动搅拌轴51在做搅拌运动时，还能左右移动，保证了电解槽1内各离子浓度的均匀性，有利于提高回收效率，且通过搅拌，使电解槽1内离子浓度均匀，降低电解槽1内的浓度差异，加速离子的移动，提高低浓度溶液的电解动力，使电解过程在硝酸铜废水在低浓度的条件下仍可进行，该实施方式具体解决了现有技术中存在的硝酸铜废水回收方法回收效率低以及不变在废水低浓度回收的问题。

综上所述：本发明通过在电积之前添加强氧化剂，氧化剂对阳极钛板进行氧化处理，使其表面变为不活泼态，从而可有效地延缓阳极钛板被硝酸铜废水的腐蚀速度，进而延长了钛板在电积铜使用中的寿命；在电解过程中，在电解槽1内对硝酸铜废水进行气体搅拌，使硝酸铜废水处于翻腾状态，在阴极发生的电极反应产生的H⁺与NO₃ ^-结合，会腐蚀阳极的钛板，而进行气体搅拌后，降低了溶液中H⁺浓度，可以阻止H⁺、NO₃ ^-腐蚀钛板阳极。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。