[实用新型]钢铁行业化学镀铜废液处理与回收装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种化学镀铜废液的处理和回收设备，尤其涉及一种钢铁行业化学镀铜废液处理与回收装置。

背景技术

为了保证金属制品在运输和储存的过程中不被腐蚀破坏，钢铁行业的一些金属制品在生产过程中，一般采用化学电镀工艺在其表面镀一层铜。化学镀铜工艺首先对镀件进行碱性清洗、酸性清洗和清水漂洗等预处理工序，其目的是去除镀件表面的油污、灰尘，保证镀件外表面的清洁，以方便镀件和镀层结合的牢固性。经过预处理的镀件进入化学电镀槽内，槽内的镀铜液主要成分为硫酸铜（或其他铜盐），浓硫酸和助镀剂等。其反应原理为利用处于同一溶液中的金属铜盐在具有催化活性的基体表面上进行自催化氧化还原反应的原理，在浓酸条件下，其反应方程式如下：

Fe→Fe²⁺+2e

[Cu·L]²⁺+2e→Cu+L

式中：L为络合剂；

在Cu不断的被镀到金属制品表面过程中，化学电镀槽内的镀液里硫酸铜中的Cu2+会不断的被消耗掉，同时金属制品表面的Fe被置换下来进入镀液中，与镀液中的阴离子结合成亚铁盐。而进入镀液中的Fe²⁺对与化学电镀过程有着至关重要的影响，少量的Fe²⁺能有效抑制化学镀铜的速度，从而减少了因镀速过快而造成的铜层晶粒粗大、铜层松脆的倾向；而当Fe²⁺浓度过大时，不仅焊丝镀速显著降低，而且镀液中还会结晶出铁盐沉积在钢丝表面上，从而严重恶化镀铜层质量。因此，镀液中Fe²⁺的浓度是化学电镀过程中的关键控制指标，在生产过程中一般通过排放部分电镀液，同时添加配置好的新镀液来实现Fe²⁺的浓度的控制，电镀废液由此产生。该电镀废液排放时，废液中含有H₂SO₄约50～100g/L；FeSO₄约150～200g/L，CuSO₄：50～120g/L，所以化学镀铜废液具有重金属污染物浓度高，酸度高的特点。传统镀铜废液的处理主要采用两种方式：一种是与化学镀铜线其他废水合并采用传统沉淀法去除，传统沉淀工艺对反应条件要求高，抗冲击能力差，当原水水量、水质及反应条件发生较大波动时出水质量不稳定，效果难以保证。此外，还需要向废水中投加絮凝剂和助凝剂，形成大量化学污泥，增加运行费用；另一种是采用吸附法、膜法或电化学还原法回收重金属，但上述重金属回收工艺存在运行成本过高，工艺控制要求严格，同时镀铜废液为间歇排放，对于重金属回收工艺实际运行非常不利。

实用新型内容

针对现有电镀废水处理工艺和重金属回收工艺的缺点，本实用新型提供一种钢铁行业化学镀铜废液处理与回收装置，既避免了传统工艺重金属出水达标不稳定、污泥量大的缺点，又可以有效的回收废液中的有效成分，避免现有重金属回收工艺成本高的缺点。利用本实用新型可以在线回收镀铜液，降低镀铜生产线的运行成本，解决化学镀铜液处理和回收利用的难题。

为了解决上述技术问题，本实用新型一种钢铁行业化学镀铜废液处理和回收装置，包括与废液调节槽连接的多效蒸发器，多效蒸发器中，每一级蒸发室的冷凝水出口均通过管道连接至一料液收集槽，前一级蒸发室的蒸汽出口与相邻的后一级蒸发室的蒸汽出口串联，最后一级蒸发室的浓缩液排出口连接至一冷却结晶器；所述冷却结晶器的晶浆出口连接至一离心机的进料口，所述离心机的出料口连接至所述料液收集槽。

本实用新型钢铁行业化学镀铜废液处理和回收装置，其中，所述多效蒸发器的末端设有喷淋设施。所述多效蒸发器中，第一级蒸发室的蒸汽进口处设有真空设备，所述多效蒸发器为封闭及微负压运行状态。所述真空设备为蒸汽喷射泵设备。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型不但解决了传统化学镀铜废液处理工艺不达标和污泥量大的问题；同时，改变了化学镀铜废液的现有的通过物理化学方式回收重金属的方式，避免了重金属回收后剩余废液依然需要处理的缺陷，解决了镀铜废液间歇排放情况下，重金属回收工艺运行不困难的难题。一方面将镀铜废液中影响因素硫酸亚铁结晶析出作为絮凝剂的生产原料，另一方面本技术处理后的镀铜液可直接会用于生产，即简化了回收工艺的处理流程，又最大化的利用了化学镀铜废液，节约了镀铜生产的生产成本，使得化学镀铜废液在实际生产运行中能够长效稳定的运行，易于实现，可以方便的对现有生产线进行升级改造，应用和推广潜力巨大，具有非常显著的经济效益和社会效益。

附图说明