Alumínium - hidroxi - klorid pelyhesítőszerek rézből történő újrafeldolgozás során

Alumínium-oxiklorid flokkulálószer a nyomtatott áramköri lapok gyártása során keletkező hulladék réz újrafeldolgozásából

Szentpétervári Bányászati Egyetem, vegyipari technológiák és az energiahordozók feldolgozásának elnöke, V.O. 21-Ya Liniya 2, 199106 Szentpétervár, Oroszország

TU Bergakademie Freiberg, Műszaki Kémiai Intézet, Leipziger Strasse 29, 09599 Freiberg, Németország

Levelezés: Martin Bertau ([email protected]), Műszaki Kémiai Intézet, TU Bergakademie Freiberg, Leipziger Strasse 29, 09599 Freiberg, Németország. Keresse meg a szerző további cikkeit

Szentpétervári Bányászati Egyetem, vegyipari technológiák és az energiaforrások feldolgozásának elnöke, V.O. 21-Ya Liniya 2, 199106 Szentpétervár, Oroszország

Szentpétervári Bányászati Egyetem, vegyipari technológiák és az energiahordozók feldolgozásának elnöke, V.O. 21-Ya Liniya 2, 199106 Szentpétervár, Oroszország

TU Bergakademie Freiberg, Műszaki Kémiai Intézet, Leipziger Strasse 29, 09599 Freiberg, Németország

Levelezés: Martin Bertau ([email protected]), Műszaki Kémiai Intézet, TU Bergakademie Freiberg, Leipziger Strasse 29, 09599 Freiberg, Németország. Keresse meg a szerző további cikkeit

Szentpétervári Bányászati Egyetem, vegyipari technológiák és az energiahordozók feldolgozásának elnöke, V.O. 21-Ya Liniya 2, 199106 Szentpétervár, Oroszország

Absztrakt

A nyomtatott áramköri lapok nyomdai előállítása során jelentős mennyiségű réztartalmú marató oldat keletkezik. Az ammóniás maratófürdőkből származó réz visszanyerése alumínium törmelékkel történő cementálás útján történik, a kibocsátási arány ≥ 99% Cu. Az eddig megszokott hulladéklerakó helyett a kapott alumíniumtartalmú oldatot koagulánssá dolgozzák fel a bányászati zagy és szennyvíz kezelésére. Az előállított pelyhesítőt részletesen jellemezték, és a finoman diszpergált rendszerek koagulánsaként kifejtett hatékonyságát megvizsgálták és megerősítették a Jar-tesztben.

Absztrakt

A nyomtatott áramköri lapok gyártása nyomdai eljárással jelentős mennyiségű réztartalmú maratási oldatot eredményez. A réz az ammóniás maratófürdőkből alumínium hulladékkal történő cementálás útján nyerhető ki, legalább 99% Cu hozam mellett. A szokásos hulladéklerakás helyett az alumíniumtartalmú oldatot koagulánssá dolgozzák fel, amelyet fel lehet használni a bányászati zagy és szennyvíz kezelésében. Az így előállított alumínium-oxi-kloridot részletesen jellemezték, és finoman diszpergált rendszer (kaolin-szuszpenzió) pelyhesítőszerként való hatékonyságát korsópróbával vizsgálták és igazolták.

1. Bemutatkozás

Az újrafeldolgozható anyagkémia koncepciója előírja a nyersanyagok (újrabeillesztését) az anyagciklusba származásuktól függetlenül, anélkül, hogy szükségszerűen újrafeldolgoznák azokat. A jelenlegi "Second Life" megjelölés nem megy elég messzire, mivel általában a második felhasználási fázis befejezése után biztosítja a termék vagy az újrafeldolgozható tulajdonságok elvesztését. Termelékenyebb azonban az újrafeldolgozásról beszélni. Ez a kifejezés azt a tényt írja le, hogy egy értékes anyag különböző nyersanyagciklusokba léphet, még mielőtt használhatatlanná válna, vagy ideális esetben ténylegesen újrafeldolgozható lenne.

Az itt bemutatott alumínium visszanyerése példa erre. Cementálószerként történő felhasználása után az elsődleges alumínium pelyhesítő anyaggá alakul, és teljesen idegen folyamatokban használják fel. Ezért alkalmazható alumíniumot tartalmazó iszap kezelésére is, amely viszont az alumíniumgyártás alapanyaga. Ez lezárja a ciklust - kitérőkön keresztül. Ha pelyhesítőszerként használják a szennyvízkezelésben, akkor ez a lehetőség nem létezik, ebben az esetben a későbbi felhasználás a megszokott Second Life-ra csökken.

2 Anyag és módszerek

2.1 Anyag

Alumíniumgranulátumot, nátrium-hidroxidot és sósavat kaptak a Riedel-de Haën AG, a Th.Geyer GmbH & Co. KG és az abcr GmbH, Németország, analitikai tisztaságban. Szintetikus réz-ammónia marató oldatot ([Cu (NH3) 4] Cl2 oldat; 60–80 tömegszázalék Cu), amelyet nyomtatott áramköri lapok gyártásakor kapunk, az orosz JSC Severny Reyd specifikációinak megfelelően állítottuk elő, és Cu-ra hígítottuk. 21 tömegszázalék tartalom, mint az újrafeldolgozás kiindulási oldata. Az Aqua-Aurat 30 (polialumínium-klorid) kereskedelmi forgalomban kapható koagulánsokat az orosz JSC Aurat cégtől szerezték be. Finoman őrölt kaolint a Sigma-Aldrich Chemie GmbH-tól (Németország) vásároltak. Az emésztett iszapot a központi szennyvíztisztító üzem biztosította a németországi Heinersdorfban.

2.2 Módszerek

2.2.1 A flokkulálószer előállítása

Az alkalmazott koagulánst az áramköri lapok iparának réztartalmú marató oldatából készítették semlegesítés, cementálás, szűrés, hidrolízis és szárítás útján. Erre a célra először 200 ml marató oldatot (21 g L -1 Cu) semlegesítünk 15 ml 12 M HCl-dal, majd a benne lévő rézet 2,36 g alumínium granulátummal cementáljuk. 45 perces reakcióidő után a réziszapot szűréssel elválasztjuk az alumíniumtartalmú felülúszótól. Az alumínium-klorid-vegyületek hidrolízisét ezután a vízfelesleg termikus eltávolításával kezdtük meg. Végül a kapott nyers terméket PM 100 bolygógolyós malomban (Retsch GmbH) aprítottuk a kereskedelemben kapható forma megszerzése érdekében.

2.2.2 A felhasznált anyagok jellemzése

2.2.3 Jar teszt (flokkulációs tesztek)

2.2.4 A flokkulációs kinetika vizsgálata

A flokkulációs vizsgálatok során mikroszkópos képeket és részecskeméretet FBRM G400 és PVM V819 szondákkal rögzítettünk a Mettler Toledo Inc.-től (USA). 200 ml kaolin-szuszpenziót (2 g L-1) átvisszünk egy főzőpohárba, és mágneses keverővel 1000 fordulat/perc sebességgel keverjük. A szondák hegyei a felfüggesztés felénél helyezkedtek el. 10 perc múlva a kaolin részecskéket finoman diszpergáljuk. Ezután megkezdtük a mért értékek rögzítését (2 másodpercenként), és a pH-t 2,5 M nátrium-hidroxid-oldattal 8-ra állítottuk. A flokkulációs tesztet a flokkuláns hozzáadásával kezdtük. A mért értékek rögzítése 30 perces tesztidő után fejeződött be.

3 találat

Az áramköri lapok gyártásából származó réz-ammónia hulladékot és alumínium forgácsot használták kiindulási anyagként a flokkulálószer előállításához. Az alkalmazott maróoldat 60–80 tömeg% Cu magas [Cu (NH3) 4] Cl2 tartalma miatt a réz visszanyerése gazdaságilag értelmes. Mivel a kloridtartalom miatt a közvetlen elektrokémiai extrakció nem lehetséges, kidolgoztak egy olyan eljárást, amellyel a maratási oldat és a cementmaradványok piacképes termékekké alakíthatók.