Флокуланти на алуминиум хидроксихлорид од рециклирање на бакар од отпад од

Алуминиум оксихлорид флокулант од рециклирање на бакар на отпад од производство на печатени плочки

Рударски универзитет во Санкт Петербург, претседател на хемиски технологии и обработка на енергетски носачи, В.О. 21-Ја Линија 2, 199106 Санкт Петербург, Русија

ТУ Бергакадемија Фрајберг, Институт за техничка хемија, Лајпцигер Страсе 29, 09599 Фрајберг, Германија

Преписка: Мартин Бертау ([email protected]), Институт за техничка хемија, ТУ Bergakademie Freiberg, Leipziger Strasse 29, 09599 Freiberg, Германија. Пребарувајте повеќе трудови од овој автор

ТУ Бергакадемија Фрајберг, Институт за техничка хемија, Лајпцигер Страсе 29, 09599 Фрајберг, Германија

Апстракт

При производство на печатени плочки со користење на процесот на печатење, се произведуваат значителни количини на решетки за офорт што содржат бакар. Обновувањето на бакарот од бањите со амонијакско гравирање се одвива преку цементирање со остатоци од алуминиум со излезни стапки ≥ 99% Cu. Наместо досега вообичаена депонија, добиениот раствор што содржи алуминиум се преработува во коагулант за третман на рударски јаловина и отпадни води. Произведениот флокулант беше детално карактеризиран и неговата ефикасност како коагулант за фино дисперзирани системи беше испитана и потврдена во тестот arар.

Апстракт

Производството на плочи за печатени кола со користење на процесот на печатење произведува значителни количини решенија за офорт што содржат бакар. Бакарот се обновува од бањите со амонијачен офорт со цементирање со отпад од алуминиум со стапки на принос од ≥ 99%. Наместо вообичаена депонија, растворот што содржи алуминиум се преработува во коагулант што може да се користи во третманот на рударски јаловина и отпадни води. Алуминиум оксихлорид произведен на овој начин беше детално карактеризиран и неговата ефикасност како флокулант за ситно дисперзиран систем (каолинска суспензија) беше испитана и потврдена во тест тегла.

1. Вовед

Концептот на хемија на материјали што може да се рециклираат предвидува (повторно) интегрирање на суровините во материјалниот циклус без оглед на нивното потекло, без нужно нивно рециклирање. Тековната ознака како "Втор живот" не оди доволно далеку, бидејќи обично предвидува загуба на производот или имотот што може да се рециклира по завршувањето на втората фаза на употреба. Сепак, попродуктивно е да се зборува за трансциклинг. Овој термин го опишува фактот дека вреден материјал може да влезе во разни циклуси на суровини пред да биде или неупотреблив на крајот или, идеално, вистински да се рециклира.

Обновувањето на алуминиумот претставено овде е пример за ова. По неговата употреба како средство за цементирање, примарниот алуминиум се претвора во флокулант и се користи во целосно вонземски процеси. Затоа може да се користи и за третирање на тиња што содржат алуминиум, што пак е суровина за производство на алуминиум. Ова го затвора циклусот - преку заобиколувања. Оваа опција не постои кога се користи како флокулант при третман на отпадни води;.

2 Материјал и методи

2.1 Материјал

Гранулат од алуминиум, натриум хидроксид и хлороводородна киселина се добиени од аналитички чист квалитет од Riedel - de Haën AG, Th.Geyer GmbH & Co. KG и abcr GmbH, Германија. Синтетички раствор за гравирање на бакарен амонијак ([Cu (NH3) 4] Cl2 раствор; 60-80% wt.% Cu), добиен во производството на коло, е произведен според спецификациите на АД Северни Рејд, Русија, и се користеше по разредување до Cu Содржина од 21% по тежина, како почетно решение за процесот на обработка. Комерцијално достапен коагулант Аква-Аурат 30 (полиалуминиум хлорид) е добиен од АД Аурат, Русија. Ситно мелената каолина е купена од Сигма-Олдрих Чеми ГмбХ, Германија. Варениот талог беше обезбеден од централната пречистителна станица за отпадни води во Хајнерсдорф, Германија.

2.2 Методи

2.2.1 Производство на флокулант

Користениот коагулант е направен од раствор за офорт што содржи бакар од индустријата на плочки со помош на неутрализација, цементирање, филтрација, хидролиза и сушење. За таа цел, најпрво 200 ml ml раствор за офорт (21 g L-1 Cu) беа неутрализирани со 15 mL 12 M HCl, а потоа содржаниот бакар беше зацементиран со 2,36 g алуминиумски гранулат. По време на реакција од 45 минути, бакарниот талог е одвоен од супернаттантот што содржи алуминиум со помош на филтрација. Хидролизата на видовите алуминиум хлорид потоа започна со термичко отстранување на вишокот вода. Конечно, добиениот суров производ беше комонтиран во мелница за топчести топчиња PM 100 (Retsch GmbH) со цел да се добие комерцијално достапната форма.

2.2.2 Карактеризација на употребените супстанции

2.2.3 Тест со тегла (тестови за флокулација)

2.2.4 Истражување на кинетиката на флокулацијата

Микроскопските слики и големината на честичките за време на тестовите за флокулација беа снимени со сонди FBRM G400 и PVM V819 од Mettler Toledo Inc., САД. 200 ml ml суспензија од каолин (2 g L-1) беа пренесени во чаша и промешани со магнетски мешач при 1000 вртежи во минута. Врвовите на сондите беа позиционирани на половина од суспензијата. По 10 минути честичките од каолин беа фино дисперзирани. Потоа се започна со снимање на измерените вредности (на секои 2 секунди) и pH се прилагоди на 8 со раствор од 2,5 М натриум хидроксид. Тестот за флокулација започна со додавање на флокулант. После време на експеримент од 30 минути, заврши снимањето на измерените вредности.

3 резултати

Како почетен материјал за добивање на флокулант се користеа бакарни отпадоци од амонијак од производство на плочки и алуминиумски струготини. Поради високата содржина на [Cu (NH3) 4] Cl2 во употребениот раствор за офорт со 60-80% wt% Cu, обновување на бакар има економска смисла. Бидејќи директната електрохемиска екстракција не е можна поради содржината на хлорид, развиен е процес со кој растворот за офорт и остатоците од цемент може да се претворат во продажни производи.