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Abstrakt

Recycling2018: Verwendung von Eisenspänen zur Kupferrückgewinnung aus verbrauchter Kupferätzlösung durch Zementierungsverfahren.

J Pollut Eff Cont

Ziel dieser Forschung war, die Zementierungstechnik zur Rückgewinnung von Kupfer aus einer verbrauchten Kupferätzlösung unter Verwendung von Eisenspänen zu untersuchen. Verbrauchtes Ätzmittel mit hohem Säuregehalt (pH-Wert 0,56) mit einer Gesamtkonzentration an Kupfer von 17.260 mg/l (> 99 % ist lösliches Kupfer). Die Bedingungen zur Verbesserung der Effizienz der Kupferrückgewinnung, einschließlich Reaktionszeit, Temperatur, anfänglicher pH-Wert und Menge der Eisenspäne, wurden optimiert. Der anfängliche pH-Wert wurde bei 0,5, 1,5, 2,0, 2,5 und 3,0 mit einer Menge an Eisenspänen vom 0,5-, 1-, 2- und 3-fachen der Stöchiometrie bei einer Reaktionszeit von 0 bis 60 Minuten und einer Reaktionstemperatur von 27 (Raumtemperatur), 50 und 80 °C getestet. Nach der Zementierung wurden die Absetzparameter der Metallflocken als Richtlinie für den Fest-Flüssig-Trennprozess bewertet. Die erhaltenen Metallschlammproben wurden getrocknet und gemahlen, danach wurde die Morphologie der Metallpulver mittels SEM untersucht. SEMEDS wurde auch eingesetzt, um halbquantitative Elementergebnisse von Probenbereichen zu untersuchen. Kristalline Komponenten wurden durch XRD analysiert und der Kupfergehalt in getrocknetem Schlamm wurde ausgewertet. Die Eisenspäne verteilten sich in einem Bereich von 45–1.000 µm, mit einer Mehrheitsgröße von 125–500 µm (??? 79 % w/w). Die Ergebnisse zeigten, dass die Zementierung eine Reaktionszeit von mindestens 6 Minuten erfordert. Unter den untersuchten optimalen Bedingungen zeigte die Menge der Eisenspäne einen ausgeprägten positiven Effekt. Temperatur und anfänglicher pH-Wert (0,5–3) zeigten jedoch eindeutig einen unbedeutenden Effekt auf die Cu-Rückgewinnungsausbeute. Eine hohe Cu-Rückgewinnung für alle angenommenen anfänglichen pH-Werte wurde mit der 2-fachen Stöchiometrie der eingesetzten Menge an Eisenspänen erzielt. Der effektive anfängliche pH-Wert wird mit 0,5 (ohne Anpassung) angenommen, was einer Cu-Rückgewinnung von 99 % entspricht. Nullwertiges Eisen wirkt als Reduktionsmittel/Elektronenspender für Cu-Ionen durch metallischen Ersatz oder Zementierungsmechanismen. Die blauen Cu-Lösungen wurden nach dem Zementierungsprozess sofort farblos. Es bildete sich dichter, leicht absetzbarer Metallschlamm. Cu war das Hauptelement des erhaltenen rötlich-braunen Schlamms, die Reste waren Pb, Fe, Sn, Si, Ni, Cr und O. Der Cu-Anteil im getrockneten Schlamm betrug 80,4 % (Gewicht/Gewicht), wobei hauptsächlich metallisches Kupfer (Cu) und Kupfer(I)-oxid (Cu2O) nachgewiesen wurden.