申請日2013.09.29

　　公開(公告)日2015.04.15

　　IPC分類號C02F1/463

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種金屬廢水的在線電沉積方法和裝置。在線電沉積裝置布置于生產(chǎn)線附近且主要包括緩沖槽、電沉積室以及循環(huán)泵。緩沖槽具有緩沖槽進(jìn)口和緩沖槽出口，緩沖槽進(jìn)口的高度低于生產(chǎn)線上的金屬廢水來源的出口高度。電沉積室具有電沉積室進(jìn)口和電沉積室出口。循環(huán)泵具有循環(huán)泵進(jìn)口和循環(huán)泵出口，循環(huán)泵進(jìn)口連接緩沖槽出口，循環(huán)泵出口分為內(nèi)循環(huán)分路和外循環(huán)分路，內(nèi)循環(huán)分路連接電沉積室進(jìn)口，經(jīng)過電沉積室后，從電沉積室出口回到緩沖槽，外循環(huán)分路經(jīng)一回流管道連接金屬廢水來源，經(jīng)金屬廢水來源連接緩沖槽進(jìn)口。內(nèi)循環(huán)分路上設(shè)有內(nèi)循環(huán)調(diào)節(jié)閥，外循環(huán)分路設(shè)有外循環(huán)調(diào)節(jié)閥，以分別調(diào)節(jié)內(nèi)循環(huán)分路和外循環(huán)分路的流量。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種金屬廢水的在線電沉積裝置，布置于生產(chǎn)線附近，包括：

　　緩沖槽，該緩沖槽具有緩沖槽進(jìn)口和緩沖槽出口，該緩沖槽進(jìn)口的高度低 于生產(chǎn)線上的金屬廢水來源的出口高度;

　　電沉積室，具有電沉積室進(jìn)口和電沉積室出口，該電沉積室中布置有陰極 和陽極;

　　循環(huán)泵，具有循環(huán)泵進(jìn)口和循環(huán)泵出口，該循環(huán)泵進(jìn)口連接該緩沖槽出口， 該循環(huán)泵出口分為內(nèi)循環(huán)分路和外循環(huán)分路，該內(nèi)循環(huán)分路連接該電沉積室進(jìn) 口，經(jīng)過該電沉積室后，從該電沉積室出口回到該緩沖槽，該外循環(huán)分路經(jīng)一 回流管道連接該金屬廢水來源，經(jīng)該金屬廢水來源連接該緩沖槽進(jìn)口;

　　該內(nèi)循環(huán)分路上設(shè)有內(nèi)循環(huán)調(diào)節(jié)閥，該外循環(huán)分路設(shè)有外循環(huán)調(diào)節(jié)閥，以 分別調(diào)節(jié)內(nèi)循環(huán)分路和外循環(huán)分路的流量。

　　2.如權(quán)利要求1所述的在線電沉積裝置，其特征在于，該內(nèi)循環(huán)分路上還 設(shè)有內(nèi)循環(huán)流量計，該外循環(huán)分路上還設(shè)有外循環(huán)流量計。

　　3.如權(quán)利要求1所述的在線電沉積裝置，其特征在于，該金屬廢水來源為回 收槽，該金屬廢水來源的出口為回收槽的溢流口。

　　4.如權(quán)利要求1所述的在線電沉積裝置，其特征在于，該電沉積室中布置 有多對陰極和陽極，陰極和陽極之間具有適當(dāng)?shù)臉O距。

　　5.如權(quán)利要求1所述的在線電沉積裝置，其特征在于，該陰極和陽極連接到 電流可調(diào)節(jié)的直流電源。

　　6.一種金屬廢水的在線電沉積方法，適用于權(quán)利要求1所述的在線電沉積裝 置，該方法包括：

　　啟動循環(huán)泵，通過內(nèi)循環(huán)調(diào)節(jié)閥和外循環(huán)調(diào)節(jié)閥分別調(diào)節(jié)該內(nèi)循環(huán)分路和 該外循環(huán)分路的流量;

　　將該內(nèi)循環(huán)分路的廢水輸入該電沉積室，使廢水中的金屬離子在陰極被還 原成金屬，廢水經(jīng)過電沉積室后返回到緩沖槽，并且往復(fù)循環(huán);以及

　　將該外循環(huán)分路的廢水輸入該金屬廢水來源，流量相等的廢水從該金屬廢 水來源輸出，通過位差從該緩沖槽進(jìn)口返回該緩沖槽。

　　7.如權(quán)利要求6所述的在線電沉積方法，其特征在于，該金屬廢水來源為 回收槽，該金屬廢水來源的出口為回收槽的溢流口。

　　8.如權(quán)利要求6所述的在線電沉積方法，其特征在于，還包括分析該金屬 廢水來源中的金屬離子濃度以及調(diào)節(jié)該陰極和陽極的電流，使該金屬廢水來源中 金屬離子濃度穩(wěn)定在預(yù)定的范圍。

　　說明書

　　金屬廢水的在線電沉積方法和裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及金屬廢水處理方法，尤其是涉及一種金屬廢水的在線電沉積方 法和裝置。

　　背景技術(shù)

　　電鍍工業(yè)廣泛使用各種金屬，如銅、銀、金、錫、鎳等。在生產(chǎn)過程中， 大部分金屬會轉(zhuǎn)化為金屬鍍層，成為產(chǎn)品的一部分。但是也有相當(dāng)一部分金屬 進(jìn)入廢水之中，成為重金屬的污染源。為了防止重金屬污染，一般采用化學(xué)沉 淀法處理廢水，將廢水中的金屬離子轉(zhuǎn)化為不溶性的污泥。這種方法導(dǎo)致寶貴 的金屬資源成為廢棄物，而且存在環(huán)境風(fēng)險，并不是處理金屬廢水的最合適方 法。

　　電鍍是一種通過電化學(xué)的方法將鍍液中的金屬離子還原為金屬并覆蓋于 鍍件表面的技術(shù)。已經(jīng)提出使用這種方法將廢水中的金屬離子還原并沉積于陰 極(簡稱電沉積)之上，從而既回收了金屬資源又防止污染。

　　目前電沉積回收廢水中的金屬一般采用離線回收方法，即含有金屬離子的 溶液定期收集到生產(chǎn)線以外的某個容器，然后使用電沉積裝置按批次進(jìn)行回收 處理。與離線回收方法相比，直接從生產(chǎn)線回收金屬的在線回收方法可以連續(xù) 回收廢水中的金屬，流程更短，占地更少，操作更簡便，投資也更省。

　　圖1是以酸性鍍銅廢水為例的在線電沉積回收示意圖。參照圖1所示，鍍 件在酸性鍍銅槽11中電鍍后浸入回收槽12，鍍件將酸性鍍銅溶液帶入回收槽 12，回收槽12中銅離子濃度不斷積累升高。電沉積裝置13與回收槽12通過 管路14和循環(huán)泵15連接。循環(huán)泵15將回收槽12的溶液抽出，送入電沉積裝 置13，經(jīng)過電解后返回回收槽12，不斷循環(huán)。循環(huán)中電沉積裝置13以電化學(xué) 還原的方式將溶液中的銅離子還原為金屬銅并沉積于陰極之上，銅得到回收， 回收槽12中的銅離子濃度得到控制。當(dāng)銅的電沉積速度與鍍液帶入回收槽12 的速度相同時，回收槽12中銅離子濃度達(dá)到平衡。

　　由于電沉積裝置13一般為敞口常壓狀態(tài)下工作，要在循環(huán)過程中達(dá)到水 量的平衡，電沉積裝置13出水口的位置必須高于回收槽12，使經(jīng)過電沉積裝 置的廢水可以全部溢流返回回收槽，達(dá)到流量平衡。

　　圖2是在線電沉積回收設(shè)備與回收槽的相對位置示意圖。參照圖2所示， 當(dāng)電沉積裝置13溢流出水口13a高于回收槽12的條件可以滿足的情況下，按 圖2的方式進(jìn)行在線回收最為簡單。但是隨著生產(chǎn)裝備的自動化、規(guī)模化，生 產(chǎn)線趨于大型化，回收槽12一般都高于電沉積裝置13的溢流出水口，圖2方 式已經(jīng)不適應(yīng)絕大多數(shù)生產(chǎn)線。

　　通過抬高電沉積裝置13似乎也可以實現(xiàn)圖2的方式，但是會帶來二大問 題。一方面，抬高電沉積裝置13后設(shè)備操作維護(hù)變得困難，特別是沉積了金 屬的陰極取出不方便，如果為回收裝置做操作平臺將會占用過多生產(chǎn)場地。另 一方面，電沉積裝置13的溢流管的口徑一般比較大，高于回收槽的溢流管可 能跨越生產(chǎn)線的通道，妨礙生產(chǎn)操作人員的行走。

　　如果把電沉積裝置13設(shè)計成密閉耐壓的結(jié)構(gòu)似乎也可以解決在線應(yīng)用中 的水量平衡問題。但是電解過程中在陽極和陰極上都有氣體析出，氣體積累有 安全問題，另外密閉的電沉積裝置13給日常操作帶來麻煩，特別是陰極的取 出和更換變得困難。因此，要實現(xiàn)電沉積回收技術(shù)的在線應(yīng)用必須解決生產(chǎn)線 與電沉積回收裝置位差引起的流量平衡問題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種金屬廢水的在線電沉積方法和裝置， 以解決前述流量平衡問題。

　　本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提出一種金屬廢水的在 線電沉積裝置，布置于生產(chǎn)線附近，該在線電沉積裝置包括緩沖槽、電沉積室 以及循環(huán)泵。該緩沖槽具有緩沖槽進(jìn)口和緩沖槽出口，該緩沖槽進(jìn)口的高度低 于生產(chǎn)線上的金屬廢水來源的出口高度。該電沉積室具有電沉積室進(jìn)口和電沉 積室出口，該電沉積室中布置有陰極和陽極。該循環(huán)泵具有循環(huán)泵進(jìn)口和循環(huán) 泵出口，該循環(huán)泵進(jìn)口連接該緩沖槽出口，該循環(huán)泵出口分為內(nèi)循環(huán)分路和外 循環(huán)分路，該內(nèi)循環(huán)分路連接該電沉積室進(jìn)口，經(jīng)過該電沉積室后，從該電沉 積室出口回到該緩沖槽，該外循環(huán)分路經(jīng)一回流管道連接該金屬廢水來源，經(jīng) 該金屬廢水來源連接該緩沖槽進(jìn)口。該內(nèi)循環(huán)分路上設(shè)有內(nèi)循環(huán)調(diào)節(jié)閥，該外 循環(huán)分路設(shè)有外循環(huán)調(diào)節(jié)閥，以分別調(diào)節(jié)內(nèi)循環(huán)分路和外循環(huán)分路的流量。

　　在本發(fā)明的一實施例中，該內(nèi)循環(huán)分路上還設(shè)有內(nèi)循環(huán)流量計，該外循環(huán) 分路上還設(shè)有外循環(huán)流量計。

　　在本發(fā)明的一實施例中，該金屬廢水來源為回收槽，該金屬廢水來源的出 口為回收槽的溢流口。

　　在本發(fā)明的一實施例中，該電沉積室中布置有多對陰極和陽極，陰極和陽 極之間具有適當(dāng)?shù)臉O距。

　　在本發(fā)明的一實施例中，該陰極和陽極連接到電流可調(diào)節(jié)的直流電源。

　　本發(fā)明還提出一種金屬廢水的在線電沉積方法，適用于上述的在線電沉積 裝置，該方法包括：啟動循環(huán)泵，通過內(nèi)循環(huán)調(diào)節(jié)閥和外循環(huán)調(diào)節(jié)閥分別調(diào)節(jié) 該內(nèi)循環(huán)分路和該外循環(huán)分路的流量;將該內(nèi)循環(huán)分路的廢水輸入該電沉積 室，使廢水中的金屬離子在陰極被還原成金屬，廢水經(jīng)過電沉積室后返回到緩 沖槽，并且往復(fù)循環(huán);以及將該外循環(huán)分路的廢水輸入該金屬廢水來源，流量 相等的廢水從該金屬廢水來源輸出，通過位差從該緩沖槽進(jìn)口返回該緩沖槽。

　　在本發(fā)明的一實施例中，該金屬廢水來源為回收槽，該金屬廢水來源的出 口為回收槽的溢流口。

　　在本發(fā)明的一實施例中，上述方法還包括分析該金屬廢水來源中的金屬離 子濃度以及調(diào)節(jié)該陰極和陽極的電流，使該金屬廢水來源中金屬離子濃度穩(wěn)定 在預(yù)定的范圍。

　　本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過內(nèi)、外雙循環(huán) 的方法解決了電沉積回收方法中，生產(chǎn)線與電沉積裝置位差引起的流量平衡問 題，使得在線電沉積容易實現(xiàn)。