[发明专利]一种利用含铜废水制备铜包铁粉的方法

说明书

本发明涉及一种利用含铜废水回收制备铜包铁粉的方法，包括将含铜废水引入反应器并搅拌，将含铜废水pH调节至2~3之间，然后离心过滤得到含铜处理液，将还原铁粉加入到酸溶液中去除表面氧化物，离心过滤后加入到含铜处理液中，然后加入分散剂，并机械搅拌，离心分离获得铜包铁粉。本发明方法所得的铜包铁粉镀层致密，具有较好的流动性、成形性、松装密度等工艺性，可得到综合性能良好的粉末冶金制品，为含铜废水资源再回收的有效利用。

技术领域

本发明涉及一种利用含铜废水制备铜包铁粉的方法，属于化工废水资源再回收利用领域。

背景技术

含铜废水作为工业金属废水中常见的一种废水，来自化工、染料、电镀和有色金属和农药等行业。这些含铜废水包括碱氨蚀刻废液、电镀废水和铜粉洗涤废水等。对含铜废水进行处理再排放，可以有效减少对环境和人体危害，也可以实现铜元素回收，从而达到资源循环利用的目的，具有良好的社会和经济效益。寻求和研发更加有效的清除和回收利用的方法，是含铜废水处理领域的研究热点。

在铁粉表面涂镀一层铜（铜包铁粉）来改变铁粉的表面性质，使其具有良好的抗腐蚀、低的孔隙率、高的强度及良好的导电性等性能，即可制得综合性能优良的工件产品。这种粉末可用于自润滑含油轴承以及化工、电子行业及其他很多领域。

利用含铜废水制备铜包铁粉，不仅可以节约铜粉，获得低成本的原材料，也作为一种含铜废水资源回收的一种途径，具有极佳的经济价值。

发明内容

本发明针对现有含铜废水有益资源的回收，提供一种利用含铜废水制备铜包铁粉的方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种利用含铜废水制备铜包铁粉的方法，包括如下步骤：

1）将含铜废水引入反应器，通入压缩空气搅拌，曝气处理时间20分钟；

2）将pH调节剂加入步骤1）所得的废水中，pH值控制在2~3之间；然后将废水引入离心分离机中，离心分离滤去析出的络合剂固体，得到含铜处理液；

3）将铁粉置于酸溶液中浸泡并搅拌，除去铁粉表面的氧化物，然后用去离子水冲洗，离心分离出铁粉；

4）将步骤3）所得的铁粉加入到步骤2）的含铜处理液中，同时加入分散剂，然后机械搅拌使铁粉均匀在含铜处理液中悬浮，搅拌1~2小时，然后离心分离得到铜包铁粉，

其中，所述分散剂为聚氧乙烯仲辛酚醚-10(OP-10)、聚乙二醇6000(PEG6000)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)中的任意一种或两种的混合物，

所述铁粉、含铜处理液中的铜离子、分散剂的质量比1：（0.1~0.05）：（0.03～0.005）；

5）将步骤4）得到的铜包铁粉置于抗氧化剂中浸泡20分钟，温度60摄氏度，然后真空干燥，即得，其中，所述抗氧化剂为硬脂酸甘油酯、苯并三氮唑中的任意一种或两种与乙醇的混合物，铜粉与所述抗氧化剂的质量比为（1:0.01~0.001）。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，步骤1）中所述含铜废水为碱性或者为酸性，铜离子的存在形式为铜离子、络合铜离子，废水中含有硫酸根离子、硝酸根离子、氯离子、乙酸根离子的任意一种或任意多种的混合，废水中铜的含量0.1~100g/L，压缩空气压力大于2个大气压。

进一步，步骤2）中所述pH调节剂为盐酸、硫酸、硝酸中的一种或两种；并且所述络合剂固体，针对不同的含铜废水析出不同物质，也可能不析出固体物质。

进一步，步骤3）中所述铁粉为还原铁粉，粒径5~50um，采用的酸为5%的盐酸溶液，离心分离的转速设定为3000～5000r/min。