[发明专利]一种从含铜废液中制备铜粉的方法

说明书

本发明公开了一种从含铜废液中制备铜粉的方法，该方法为：检测含铜废液中铜离子浓度，如果铜离子浓度大于等于60g/L，且溶液pH为2～3，进入下一工序，否则需要对含铜水进行蒸发浓缩，使铜离子浓度和pH满足要求；然后，通入二氧化硫气体，控制反应温度65℃～75℃，同步持续检测反应溶液的电位，直至电位低于300mV，还原反应结束，最后得到的液固混合物，经固液分离得到铜粉。本发明方法简单，环保，能够实现废物再回收利用，解决了大量含铜废液的污染排放问题，变废为宝，节省资源，减少污水处理的难度。

技术领域

本发明属于铜粉制备技术领域，具体涉及一种从含铜废液中制备铜粉的方法。

背景技术

铜的冶炼、加工以及电镀等工业生产过程中都会产生大量含铜废液，其含铜浓度高达几十mg/L，这种废水排入水体中，会严重影响水的质量，对环境造成污染。水中铜含量达0.01mg/L时，对水体自净有明显的抑制作用，超过3.0mg/L，会产生异味，超过15mg/L，就无法引用。目前，镀铜是大多数金属件的需要，使表面更加光亮，其表面镀铜是在电镀液内进行的，电镀后电镀液变成废液，废液一般直接排掉，然而，废液中存在大量铜离子，一旦排到外部不仅造成了环境污染，而且造成了资源的浪费，非常不经济。目前处理含铜废液处理的方法有化学沉淀法、金属置换法、电解法及离子交换法等。化学沉淀法是将溶液pH提高至8～12使铜沉淀，但镍、钴、铁等离子也同时沉淀。金属置换法是采用铁屑等材料，在pH为2～3的条件下把铜置换出来，污泥渣较多。电解法是通过电解把废水中铜回收出来，但也要消耗较多的电能。离子交换法一次性投资大，技术要求高，不适宜铜离子浓度较高废水。因此，急需开发一种简单、环保从含铜废液中制备回收制备铜的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种从含铜废液中制备铜粉的方法。该制备铜粉的方法简单，环保，解决了大量含铜废液的污染排放问题，变废为宝，节省资源，减少污水处理的难度，并且该方法中通过监测电位，实现铜与镍、钴、钙、镁、铬、铁等杂质离子的分离，并且有效判断还原反应的终点，在保证含铜废液中铜基本被完全回收。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种从含铜废液中制备铜粉的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、调整含铜废液中铜离子浓度和pH值：检测含铜废液中铜离子浓度和pH值，当测得的含铜废液中铜离子浓度不小于60g/L，且含铜废液的pH值为2～3时，则进入步骤二；反之，则蒸发浓缩含铜废液，并调节含铜废液的pH值，使蒸发浓缩并调节pH值后的含铜废液满足进入步骤二的条件；

步骤二、还原反应：向步骤一中铜离子浓度不小于60g/L、pH值为2～3的含铜废液中持续通入二氧化硫气体或含二氧化硫的气体进行还原反应，还原反应过程中持续对反应液进行电位检测，待测得的电位低于300mV时，还原反应结束，得到固液混合物；

步骤三、固液分离：将步骤二得到的固液混合物进行固液分离处理，得到的固体即为铜粉。

本发明步骤一中调节含铜废液中铜离子浓度和废液的pH值有利于提高还原反应的产率，当含铜废液中铜离子浓度不小于60g/L时，含铜废液中具有的铜离子在后续的还原反应中被二氧化硫还原，而对pH值限定在2～3是为了保证还原反应的顺利进行，能起到加快铜离子与二氧化硫反应的进度；步骤二中采用电位指示还原反应的终点是因为电位数据真实反映溶液中所有物质表现出来的宏观氧化还原性，尤其针对类似气、液、固三相反应，二氧化硫气体作为还原剂，氧化还原电位与溶液中铜离子浓度以及还原反应进行的程度有着良好的相关关系，能够通过电位数值的变化规律判断还原过程的状态，经过大量的实验，发现当还原反应进行过程中反应液的电位低于300mV时，反应液中的铜离子已基本被还原完毕，能够准确地反应还原反应的终点。

上述的一种从含铜废液中制备铜粉的方法，其特征在于，步骤一中所述含铜废液为电镀废水或有色冶炼行业产生的含铜废液。