【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于回收銅離子，涉及一種銅離子電解回收的循環裝置及循環方法。
技術介紹
1、目前，單重金屬化學電鍍廢液的回收產品較多，回收金屬的方法主要是化學法、中和沉淀法、電解法和膜分離法。其中，化學沉淀法，是往水中加入化學藥劑，使金屬離子從可溶性化合物生成不溶性化合物繼而沉淀分離的一種方法；反滲透法，是一種膜分離技術，它可以把溶解在中的物質與水分離出來，是凈化廢水和富集溶解金屬的一種方法。在反滲透過程中，廢水在一定的機械壓力下通過一種特定的離子樹脂半透膜，該膜只允許水分子通過(或選擇透過性)阻滯溶解金屬和雜質通過，并可循環使用，而被阻滯的金屬化合物也可以直接回用。
2、現有技術方案公開了一種電解處理含銅電鍍廢水并回收銅的方法，電解處理含銅電鍍廢水是通過電解處理含銅電鍍廢水裝置進行的，電解處理含銅電鍍廢水裝置包括電解槽和電解液攪拌裝置，電解液攪拌裝置由攪拌器、輸液管一、循環泵、輸液管二、輸液管三組成，電解槽采用玻璃電解槽，陽極和陰極分別采用鈦基鉑電極和銅電極，陽極與陰極按單極并聯方式交錯布置。
3、現有技術方案還公開了一種電鍍硫酸銅廢水回收金屬銅處理工藝，含銅電鍍廢水收集到原水桶中，將含銅電鍍廢水輸入一級nf系統中過濾，分離出淡水和濃縮液，將淡水通過ro系統進一步深度處理，ro系統產生純水回用到鍍銅清洗生產線；同時，將濃縮液輸入二級nf系統中過濾，將濃縮液輸入二級nf濃水桶中進行濃縮，濃縮液經過二級nf系統和濃縮桶的多次循環過濾濃縮，濃縮液輸入電滲析器中電解出淡水和濃液，將淡水循環輸入原水桶中儲存，將濃液輸入
4、但是，現有技術電解銅過程中需要的能源消耗以及現場人員反復搬運的勞動強度，蝕刻液在電解產生金屬銅之后需要再進行熔煉回收做成金屬銅參與后續電鍍過程，這些方法普遍存在耗時長、操作性不佳和吸附效率低等不足。因此，亟需設計一種銅離子電解回收的循環裝置及循環方法，克服現有技術缺陷，以滿足實際應用需求。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足，本專利技術的目的在于提供一種銅離子電解回收的循環裝置及循環方法，在本專利技術中，通過從高銅離子含量的蝕刻液中回收銅離子，并將其補充至vcp電鍍銅過程消耗銅離子的溶液中，解決高銅離子含量的蝕刻液需要電解回收成金屬銅，金屬銅再經過熔煉后變成銅陽極的重復能源浪費及反復運輸的問題。
2、為達此目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供了一種銅離子電解回收的循環裝置，所述循環裝置包括電解槽、電鍍裝置和蝕刻裝置，所述電解槽內設置有陽離子交換膜和陰離子交換膜，所述陽離子交換膜和所述陰離子交換膜依次將所述電解槽分隔為陽極再生槽、中間循環槽和陰極電解質槽；
4、所述陽極再生槽外接所述蝕刻裝置，所述中間循環槽外接所述電鍍裝置；
5、所述蝕刻裝置包括循環連接的第一循環裝置和蝕刻機，所述第一循環裝置和所述陽極再生槽循環連接，所述電鍍裝置包括循環連接的第二循環裝置和vcp電鍍機構，所述第二循環裝置和所述中間循環槽循環連接。
6、在本專利技術中，通過從高銅離子含量的蝕刻液中回收銅離子，并將其補充至vcp電鍍銅過程消耗銅離子的溶液中，解決高銅離子含量的蝕刻液需要電解回收成金屬銅，金屬銅再經過熔煉后變成銅陽極的重復能源浪費及反復運輸的問題。
7、傳統的電解銅工藝包括在電化學再生時，只要有cu+(存在形式為cucl32-)存在就會優先進行cu+氧化成為cu2+(存在形式為cucl42-)的反應，但是再生過程中cu+濃度減少或陽極電流增大均會導致cl-氧化而析出氯氣。電解反應式(陽極)：2cl-→cl2+2e-以及2cucl32-+cl2→2cucl42-，因陽極區附近cu2+濃度的局部升高(即cu+在陽極附近的局部降低)，cu2+由于濃度差異通過離子膜向陰極區擴散，并被電解成單質銅；而cu+由陰極擴散至陽極，持續上述步驟。當無cu+或電解槽液比重低于預設值時，通過廢液自動添加模式補充高比重蝕刻液，陽極盒溢流管排出低比重再生液至陽極室，再泵入再生液儲存桶供產線使用，電解反應式(陰極)：cu2++2e＝cu。
8、不同于傳統的電解銅工藝，本專利技術通過陽離子交換膜和陰離子交換膜配合使用的技術實現酸性蝕刻液回收與vcp電鍍銅槽相互工作使得銅可以循環使用的裝置，主要由電解槽、電鍍裝置和蝕刻裝置組成，往下以陽極再生槽、中間循環槽和陰極電解質槽配合蝕刻機和vcp電鍍機構實現利用回收電解銅過程中產生的氯氣作為氧化劑，氯氣不需要排放，直接作為氧化劑被廢蝕刻液吸收，而保持酸性蝕刻液的蝕刻能力，電解槽通過膜電解技術使銅離子向陰極轉移，提高vcp銅槽的銅離子，從而達到雙向平衡，即沒有多余的蝕刻液，也能減少vcp電鍍線銅缸對陽極銅的添加。
9、需要說明的是，本專利技術中離子交換膜是使離子有選擇性透過的膜，分為陽離子交換膜和陰離子交換膜，在陽離子交換膜中，有固定的負電荷交換基陰離子受負電荷的排斥，不能通過，陽離子膜只能交換陽離子，陰離子交換膜利用了相反的作用，選擇性通透依靠電滲析裝置的直流電源的電能來完成。
10、需要說明的是，本專利技術中的蝕刻機的運行參數可以是鹽酸溶液的濃度為1.8～2.5mol/l，氧化劑是530～570mv，溫度為48～55°，比重為1.280～1.310，其中比重為物質的密度/參考物質的密度，本專利技術對蝕刻機本身的具體型號等不做特殊限定，本領域技術人員可以根據實際情況進行適應性調整。
11、需要說明的是，本專利技術中的第一循環裝置和第二循環裝置可以相同，也可以不同，本專利技術對其的具體型號、運行參數等不做特殊限定，在本專利技術作為循環的主要結構，其設計的大小與藥水體量有關，本領域技術人員可以根據實際情況進行適應性調整。
12、需要說明的是，本專利技術中陰極電解質槽內可以是20％硫酸溶液，20％的硫酸溶液管控酸當量為2.3mol/l，當陰極電解質槽內硫酸溶液低于此值時，由電解質補加裝置補加硫酸。
13、作為本專利技術一種優選的技術方案，所述陰極電解質槽外接有降溫裝置，所述陽極再生槽外接有熱水裝置所述降溫裝置和所述熱水裝置均用于維持電解過程的溫度。
14、需要說明的是，本專利技術中對降溫裝置的具體結構不作限定，可以是冰水機系統，當陰極電解質槽的溫度高于溫度上限值35℃～37℃時，啟動降溫裝置降溫；對熱水裝置的具體結構不作限定，可以是鍋爐熱水系統，當陽極再生槽的溫度低于溫度下限值48℃～52℃時，啟動熱水裝置加熱；本專利技術中的降溫裝置和熱水裝置均可以通過遠程控制或實現自動溫控。
15、作為本專利技術一種優選的技術方案，所述陽離子交換膜和所述陰離子交換膜均為雙向膜。
16、作為本專利技術一種優選的技術方案，所述陽極再生槽還外接有二次溶解吸收裝置，所述二次溶解吸收裝置上設置有出液端和出氣端，所述出液端連接所述蝕刻機，用于將電解產生的多余氣體與蝕刻液混合。
17、需要說明的是，本專利技術中的二本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種銅離子電解回收的循環裝置，其特征在于，所述循環裝置包括電解槽、電鍍裝置和蝕刻裝置，所述電解槽內設置有陽離子交換膜和陰離子交換膜，所述陽離子交換膜和所述陰離子交換膜依次將所述電解槽分隔為陽極再生槽、中間循環槽和陰極電解質槽；
2.根據權利要求1所述的循環裝置，其特征在于，所述陰極電解質槽外接有降溫裝置，所述陽極再生槽外接有熱水裝置。
3.根據權利要求1或2所述的循環裝置，其特征在于，所述陽離子交換膜和所述陰離子交換膜均為雙向膜。
4.根據權利要求1-3任一項所述的循環裝置，其特征在于，所述陽極再生槽還外接有二次溶解吸收裝置，所述二次溶解吸收裝置上設置有出液端和出氣端，所述出液端連接所述蝕刻機，用于將電解產生的多余氣體與蝕刻液混合。
5.根據權利要求4所述的循環裝置，其特征在于，所述出氣端連接有洗滌裝置，所述陰極電解質槽的出氣端接入所述洗滌裝置內，所述洗滌裝置用于處理氣體至中性并排出。
6.根據權利要求1-5任一項所述的循環裝置，其特征在于，所述陰極電解質槽外接有電解質補加裝置。
7.根據權利要求1-6任
8.一種銅離子電解回收的循環方法，其特征在于，所述循環方法采用權利要求1-7任一項所述的循環裝置進行。
9.根據權利要求8所述的循環方法，其特征在于，所述循環方法包括：
10.根據權利要求8或9所述的循環方法，其特征在于，所述VCP電鍍機構采用的電鍍液為硫酸銅溶液；
...【技術特征摘要】
1.一種銅離子電解回收的循環裝置，其特征在于，所述循環裝置包括電解槽、電鍍裝置和蝕刻裝置，所述電解槽內設置有陽離子交換膜和陰離子交換膜，所述陽離子交換膜和所述陰離子交換膜依次將所述電解槽分隔為陽極再生槽、中間循環槽和陰極電解質槽；
2.根據權利要求1所述的循環裝置，其特征在于，所述陰極電解質槽外接有降溫裝置，所述陽極再生槽外接有熱水裝置。
3.根據權利要求1或2所述的循環裝置，其特征在于，所述陽離子交換膜和所述陰離子交換膜均為雙向膜。
4.根據權利要求1-3任一項所述的循環裝置，其特征在于，所述陽極再生槽還外接有二次溶解吸收裝置，所述二次溶解吸收裝置上設置有出液端和出氣端，所述出液端連接所述蝕刻機，用于將電解產生的多余氣體與蝕刻液混合。
5.根據權利要求4...
【專利技術屬性】
技術研發人員：潘道定，豐加慶，
申請(專利權)人：無錫雷德環保設備有限公司，
類型：發明
國別省市：
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