铜回收系统的制作方法

1.本技术属于回收系统技术领域，尤其涉及一种铜回收系统。


背景技术：

2.电解铜箔是电子信息产业重要的基础材料。该铜箔是将高纯度的铜溶解制成硫酸铜电解液，在专用电解设备中，将硫酸铜电解液在直流电的作用下，电沉积制成原箔；然后根据要求对原箔进行粗化、耐热及防氧化等一系列表面处理制成电解铜箔。
3.原箔生产及表面处理的各步工艺中，都要有水洗过程，以清除表面附带的电解液，所以在整个生产过程中产生了大量的酸性低含铜废水，对于酸性低含铜废水的处理难度较大，传统的方案主要为：1.直接排放至废水处理设施处理，不能回收酸性低含铜废水中的铜资源，造成浪费；2.经膜浓缩后回收水和回用于产线的硫酸铜溶液，此种工艺因回用于产线的硫酸铜溶液品质要求高(含铜50g/l以上且无其它杂质离子)，导致设备投入、运行和维护成本高。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种铜回收系统，旨在一定程度上解决含铜废水处理成本高、易造成资源浪费的问题。
5.为实现上述申请目的，本技术采用的技术方案如下：
6.第一方面，本技术提供一种铜回收系统，包括
7.中和装置，用于沉淀含铜废水中的铜以得到固液混合物；
8.第一固液分离装置，与中和装置连接，用于从固液混合物中分离得到含铜沉淀；
9.溶解装置，与第一固液分离装置连接，用于溶解含铜沉淀以得到铜溶液；
10.循环电解装置，与溶解装置连接，用于电解铜溶液生成单质铜。
11.进一步地，循环电解装置包括电解槽和循环缸，电解槽和循环缸之间设有第一电解液通道和第二电解液通道，第一电解液通道和第二电解液通道实现电解液在电解槽和循环缸之间的循环流动；且电解槽或循环缸与溶解装置连接。
12.进一步地，循环电解装置的电解槽内设有不少于套的阳极和不少于套的阴极。
13.进一步地，循环缸内设有热交换件。
14.进一步地，电解槽或循环缸与溶解装置通过第一管道和第二管道连接，第一管道和第二管道实现电解液电解前后在溶解装置和循环电解装置之间的循环流动。
15.进一步地，溶解装置与循环电解装置之间还连接有第二固液分离装置。
16.进一步地，第二固液分离装置包括布袋过滤器。
17.进一步地，铜回收系统还包括储液装置，储液装置连接于溶解装置和循环电解装置之间。
18.进一步地，铜回收系统还包括储液装置，储液装置设于第二固液分离装置与循环电解装置之间。
19.进一步地，中和装置包括中和槽，且中和槽内设有第一搅拌件；
20.和/或，溶解装置包括溶解槽，且溶解槽内设有第二搅拌件或内循环泵；
21.和/或，第一固液分离装置包括压滤机。
22.进一步地，铜回收系统还包括收集装置，收集装置与中和装置连接。
23.采用本技术提供的铜回收系统对含铜废水进行处理，系统运行能耗低，设备投入和维护成本低，大大降低了污水处理的运行成本，使排放的废水完全达标，符合环保要求，还能析出纯度极高的单质铜，回收资源，既环保又能降低成本。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1是本技术一些实施例提供的铜回收系统中各装置的连接关系图；
26.图2是本技术另一些实施例提供的铜回收系统中各装置的连接关系图；
27.图3是本技术实施例提供的循环电解装置的结构示意图；
28.其中，1、电解槽，2、循环缸，3、第一电解液通道，4、第二电解液通道；101、阴极，102、阳极，201、热交换件。
具体实施方式
29.为了使本技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
30.本技术中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
31.本技术中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a，b或c中的至少一项(个)”，或，“a，b和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a，b，c，a-b(即a和b)，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c分别可以是单个，也可以是多个。
32.应理解，在本技术的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
33.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
34.本技术实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本技术实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本技术实施例说明书公开的范围之内。具体地，本技术实
施例说明书中的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
35.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本技术实施例范围的情况下，第一xx也可以被称为第二xx，类似地，第二xx也可以被称为第一xx。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
36.铜箔生产过程中经膜浓缩后的高含铜废水(如含铜量为0.5～5g/l)不适合直接回用于产线，且不宜直接电解回收金属铜。对此，本技术实施例一种铜回收系统。本技术实施例铜回收系统，如图1所示，包括如下装置：
37.中和装置，用于沉淀含铜废水中的铜以得到固液混合物；
38.第一固液分离装置，与中和装置连接，用于从固液混合物中分离得到含铜沉淀；
39.溶解装置，与第一固液分离装置连接，用于溶解含铜沉淀以得到铜溶液；
40.循环电解装置，与溶解装置连接，用于电解铜溶液生成单质铜。
41.生产铜箔产生的经膜浓缩后的高含铜废水(含铜0.5～5g/l)，进入本技术实施例的中和装置中反应完全，生成沉淀后，经第一固液分离装置分离得到含铜沉淀，再经过溶解装置溶解，得到铜溶液，铜溶液经过电解回收单质铜后，
42.采用本技术实施例提供的铜回收系统对含铜废水进行处理，对含铜废水的浓缩倍数要求不高，所以前期的浓缩设备可以投资少，且运行压力低，保养周期长，所以低能耗，设备投资及维护成本低；
43.本技术实施例提供的铜回收系统对含铜溶液进行中和处理得到含铜沉淀后，再进行溶解得高含铜的溶液，可以直接用于电解回收金属铜，比浓缩后直接电解能耗小，电解得到的产品单质铜品质好，纯度在99.9％以上，具有较好的经济价值。
44.在本技术的实施例中，中和装置包括中和槽，需要说明的是，中和槽内的溶液ph可以根据具体含铜废水的具体情况进行控制，如可以维持在7-10，含铜废水中的铜离子发生沉淀反应生成铜沉淀。为提高中和装置的中和效率，实施例中，在中和槽内设有搅拌件，搅拌件用于搅拌中和槽内的含铜废水，使得含铜废水与中和槽内的碱溶液反应更加充分，铜沉淀得更加充分，搅拌件的搅拌叶的形状包括但不限于长椭圆、平直形和斜叶形中的一种或多种，优选为长椭圆形状的搅拌叶，体积小、不占空间，适合粘度较低的固液混合物。
45.在本技术的一些实施例中，铜回收系统还包括收集装置，如图2所示，收集装置与中和装置连接，用于收集经过膜浓缩后的含铜废水，收集装置包括收集容器，收集容器的形状包括但不限于圆桶状、方桶状、圆槽状、方槽状中的一种。进一步地，在本技术的一些具体实施例中，收集装置、中和装置和第一固液分离装置之间通过管道，在各管道上还可以根据控制的需要增设输送泵。
46.在本技术的实施例中，第一固液分离装置包括压滤机，用于将经过中和装置中和形成的含铜的固液混合物中的含铜沉淀分离出来，可选用的压滤机包括但不限于立式压滤机、带式压滤机、板框压滤机、厢式压滤机中的一种，优选为隔膜压滤机，隔膜压滤机是滤板和滤布之间加装了一层弹性膜的压滤机，使用过程中，当入料结束，可将高压流体或者气体介质注入隔膜板中，整张隔膜鼓起压迫滤饼，进而实现滤饼的进一步脱水，隔膜式压滤机在单位面积处理能力、降低滤饼水分、对处理物料的性质的适应性等方面都表现出较好的效果。
47.在本技术的实施例中，溶解装置包括溶解槽，在进一步的实施例中，在溶解槽内设有搅拌件或内循环泵，用于将溶解槽中的固体和液体混合均匀，使得含铜沉淀充分溶解。
48.在本技术的一些实施例中，当第一固液分离装置为隔膜压滤机时，溶解装置可移动地设于隔膜压滤机的下方，隔膜压滤机除去水分后形成的含铜沉淀从隔膜压滤机的出料口直接下落至溶解装置的溶解槽，进行后续的溶解反应。
49.在本技术的另外一些实施例中，隔膜压滤机的出料口与溶解装置的溶解槽之间通过传动装置连接，如皮带、传送带等，采用传动装置进行连接，实现含铜沉淀精准输送，避免了含铜沉淀在下落过程中溅出等损耗。
50.在本技术的实施例中，循环电解装置包括电解槽1和循环缸2，如图3所示，电解槽1和循环缸2之间设有第一电解液通道3和第二电解液通道4，第一电解液通道3和第二电解液通道4实现电解液在电解槽1和循环缸2之间的循环流动；且电解槽1或循环缸2与溶解装置连接，需要说明的是，铜溶液在电解槽1中被电解，阴极101区与阳极102区的离子浓度会产生差异，循环缸2的设置，使得铜溶液在电解过程中在电解槽1和循环缸2之间循环流动，达到匀质的效果，使得电解液中的铜离子均匀分布，电解槽1内的阴极101区与阳极102区的铜离子浓度相等，能够最大效率地析出单质铜，得到较大产率的单质铜，收获更好的经济效益。
51.在本技术的一些实施例中，电解槽1中还设置有第三搅拌件，用于搅拌电解液使得电解液中的离子分布更加均匀，提高电解效率，具体的，第三搅拌件在使用过程中的运动方向可以是旋转运动，也可以是上下或者左右做平行往复运动。
52.在本技术的一些实施例中，循环电解装置的电解槽1内设有不少于10套的阳极102和不少于10套的阴极101，具体地，阳极102和阴极101的数量可以是10、11、15、20套等，设置多个阴极101与阳极102，有效提高电解效率，需要说明的是，阳极102和阴极101的形状不限，例如，阳极102和阴极101的形状分别可以是板状、块状、棒状的一种，优选为板状或棒状，板状或棒状的阴极101和阳极102单位质量的电极片与电解液的接触面积更大，阴极101和阳极102的制备成本低，还需说明的是，阳极102与阴极101的设于电解槽1内壁，具体位置不限，包括但不限于侧壁或者底部。
53.在本技术的另一些实施例中，循环缸2中还设置有第三搅拌件，用于搅拌在电解槽1与循环缸2之间循环流动的电解液使得电解液中的离子分布更加均匀，提高电解效率，具体的，第三搅拌件在使用过程中的运动方向可以是旋转运动，也可以是上下或者左右做平行往复运动。
54.在本技术的实施例中，循环缸2内还设有热交换件201，用于与循环缸2内的电解液进行热交换，降低电解液的温度，防止电解液在电解过程中因为温度升高而影响电解，在本技术的实施例中，热交换件201为管状，即热交换管，水平、竖直或倾斜设于循环缸2内，使用时，热交换管与冰水连接。
55.在本技术的实施例中，循环电解装置的电解槽1或循环缸2与溶解装置通过第一管道和第二管道连接，第一管道和第二管道实现电解液电解前后在溶解装置和循环电解装置之间的循环流动。
56.在本技术的一个具体实施例中，电解槽1与溶解装置通过第一管道和第二管道连接，第一管道用于将经过溶解装置溶解得到的铜溶液输送至循环电解装置的电解槽1，第二
管道用于将电解析出纯铜后余下的含较多氢离子和较低铜离子的溶液返回输送至溶解装置中，一方面可以回收溶液中剩余的铜，另一方面返回的溶液中氢离子浓度高，可用于再次溶解从固液混合物中分离得到的含铜沉淀；
57.在本技术的另一个具体实施例中，循环缸2与溶解装置通过第一管道和第二管道连接，第一管道用于将经过溶解装置溶解得到的铜溶液输送至循环电解装置的循环缸2，第二管道用于将电解析出纯铜后余下的含较多氢离子和较低铜离子的溶液返回输送至溶解装置中，一方面可以回收溶液中剩余的铜，另一方面返回的溶液中氢离子浓度高，可用于再次溶解从固液混合物中分离得到的含铜沉淀。
58.在本技术的一些实施例中，溶解装置与循环电解装置之间还连接有第二固液分离装置，用于将经过溶解装置溶解得到的铜溶液中的不溶性杂质过滤除去，进一步地，第二固液分离装置采用板式过滤器或者袋式过滤器，在本技术的具体实施例中，第二固液分离装纸采用布袋过滤器，布袋材质为无纺布或者玻璃纤维材质，过滤效率高，清洗更换的周期长。
59.在本技术的另外一些实施例中，铜回收系统包括储液装置，储液装置连接于溶解装置和循环电解装置之间，用于储存经过溶解装置溶解得到的铜溶液，并根据需要向循环电解装置的电解槽1或者循环缸2输送铜溶液作为电解液，需要说明的是，储液装置包括至少一个储液容器，储液容器为多个时，可以是并联或者串联，储液容器与溶解装置之间通过管道连接，储液容器的形状包括但不限于圆筒状、方通状或者方槽状中的一种或多种。
60.在本技术的另外一些实施例中，铜回收系统同时包括储液装置和第二固液分离装置，如图2所示，且储液装置设于第二固液分离装置与循环电解装置之间，也即是溶解装置、第二固液分离装置、储液装置，循环电解装置依次连接。储液装置的设置，用于储存经过第二固液分离装置去除不溶性杂质后的铜溶液，并根据需要向循环电解装置的电解槽1或者循环缸2输送铜溶液作为电解液，需要说明的是，储液装置包括至少一个储液容器，储液容器为多个时，可以是并联或者串联，储液容器与溶解装置之间通过管道连接，储液容器的形状包括但不限于圆筒状、方通状或者方槽状中的一种或多种。
61.在本技术的具体实施例中，溶解装置的溶解槽、第二固液分离装置、储液装置和循环电解装置之间通过管道和泵连接，用于定向输送液体物料。
62.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。