TWI290181B - Electrolytic tank for treatment of wastewater with high-concentration cyanide - Google Patents

Description

1290181 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明有關一種含高濃度氰化物廢液的處理裝置，詳 言之’是有關一種用於處理含高濃度氰化物廢液之電解 槽。能夠同時達成處理含高濃度氰化物廢液及回收貴重金 屬粉末之雙重目的。 【先前技術】 電鍍業與金屬製品加工業產生含氰化物（氰系）廢水， 其特徵是廢水量大、氰化物含量低，濃度範圍1 〇〜

15 0mg/i。使用習用方法二階段式鹼性加氣化法可有效處 理該種類之廢水，但是在處理階段中，易產生具有揮發性 且骨性為CN之1/3強之CNC1 ’屬於危險物質，稍有不慎易 危害操作人員。 目前電子產業興盛’電子廢料回收業因應而生，例如 錄金之印刷電路板、金手指、軟性基板、導線架、及变組 件等廢料回收，需配製高濃度氰化鈉溶液並添加剝金& \ 將錢金層剝離溶解後剩下底材，再從含金之剝離液進行 析與精煉回收純金。作業流程所產生之含氰化物廢液，复 特徵是廢水量少、氰化物含量高，濃度範圍3, 〇〇〇〜 、

6,00〇mg/l，且含有微量貴重金屬。若以習用’二階段式 性加氣化法處理，廢液必須先稀釋約5 〇 〇倍才能處理，二 加用水量及成本，$時所含微量貴重金屬將混成污泥曰 法问收。 7瘵 有利用平板式電析槽方法進行貴金屬回收，其陰極工 〇

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造成電流效率無法提 。因此，亦不適用於此 作面積較小，操作電流密度較高， 南，此現象在低濃度範圍更趨明顯 類廢水。 ” 〇有使用振盪式流體化電析槽（中華民國專利第1 45477 號’其專利權人與發明人亦為本案之申請人及發明人）於 回收氰系電鍍廢液中貴金屬及破壞其氰離子的電析裝置及 其^法，涉及一種陰極進行貴金屬回收，陽極進行氰離子 破壞分解的一振盪式流體化電析槽及其方法。但進行規模 放大廠型化時遇到了瓶頸，例如大型的振盪器須特別設計 =作，費時及成本高，且長時間負載高重量而振動，機件 容易損壞；陰極析出之責重金屬粉末無法排出，必須折卸 整槽石墨條清洗，操作繁複；多孔性塑膠管的孔隙會自發 還原結藏金屬垢，降低電解效率，甚至使陽極與陰極發^ 接觸而短路，因此尚需要改善。 【發明内容】 鑑於上述，本發明之目的是提供一種用於處理含高濃 度氰化物廢液之電解槽，可避免上述習知技術所遇到之$ 種問題’有效率的處理含氰化物廢水及回收貴重金屬。 本發明之用於處理含高濃度氰化物廢液之電解槽，包 括電解槽容器；至少一個陽極，位於該電解槽容器中，由 至少一支匯電石墨棒與複數個石墨粒所組成；至少—個降 極，位於該電解槽容器中，由至少一支金屬棒組成；至^ 一個多孔絕緣物，是用以防止該陽極與該陰極接觸；及_

1290181 五、發明說明（3) 排放管，其 用以排放該 使用本 以電解方式 可進行氰離 原析出，底 達成處理含 放流水標準 具有低污染 大，具有極 具有至少一 電解槽中電 發明之用於 處理含高濃 子之氧化分 部排放管可 高濃度氰化 及回收貴重 、低成本、 高產業價值 個支管 解析出 處理含 度氰化 解，陰 間隔性 物廢液 金屬粉 高回收 連通於電解槽容器底部，是 之貴重金屬粉末。 南濃度氛化物廢液之電解槽 物廢液時，於電解槽之陽極 極可進行貴重金屬離子之還 排出貴重金屬粉末，而同時 至環境保護署（EPA)製訂之 末之雙重目的。故本發明極 率、操作容易，工業用途廣 【實施 為 顯易懂 本 一電解 而十腐I虫 一支以 時的陽 堆積中 佳為20 佳具有 棒（1 3 ) 電位適 方式】 明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 ，參考第1及2圖作詳細說明如下： 之用於處理含局濃度氰化物廢液之 槽容器（1 0 )，形妝另戸斗叮分 ^ &狀及尺寸可依所需而定，較佳選用 的材料，例如PVC塑膠等等。電解槽容器中有至少 ^的匯電石墨棒（11)及複數個石墨粒（12)組成電解 Ό各匯電石墨棒分開插置在複數個石墨粒形成的 ^石墨粒接觸而可電相連。棒匯電石墨棒的直徑較 mm及石墨粒的含碳量較佳為g 8至丨〇 〇重量％及較 边徑0· 2至10· 〇mm。電解槽容器中有至少一個金屬 做為陰極，金屬棒氧 ^ ^ 知了為例如選用耐腐蝕及氧化還原 且電解物之電解的材質，例如不鏽鋼管、鍍銥鈦管

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ί等。選用不鑛鋼管時，外徑可為例如2G至6Gmm。各金屬

0 ?而而疋，但須互相隔離，本發明中使用多孔 絕緣物（14)防止陽極與陰極的接觸，例如使用管狀多孔絕 緣物將金屬棒環繞在管中達成與石墨棒及石墨粒隔離之目 的。但是電解液（廢液）仍可經由絕緣物上的孔洞自由流動 在陰極與陽極之間，達到電解之目的。此多孔絕緣物可選 用夕孔性塑膠管，例如具有外徑3 〇至丨2 〇mm及孔徑2 〇至2 5 〇 之多孔性塑膠管，材質可為pE、pp、或pvDF塑膠等 等三電解時，金屬（尤其是貴重金屬）會在陰極（例如不鏽 ，官上）析出，但因陰極形狀、沉積的厚度及水流的沖擊 專因素’使彳于/儿積的金屬脫離不鏽鋼管以粉末狀往下沉 降’因此如圖所示，本發明尚包括一排放管（丨7 )以排放該 電解槽中電解析出之貴重金屬粉末。排放管可具有至少一 個支管（16)連通於該電解槽容器底部，較佳直接連通金屬 棒（13)(陰極）所在之管狀多孔絕緣物（14)，因此不會收集 到石墨殘渣，而便利於收集析出之貴重金屬粉末。排放管 可為外徑為5 0至1 5 0 mm，傾斜度5至6 0度，材質可為例如壓 克力、PP、或PVC等等。

本發明之用於處理含高濃度氰化物廢液之電解槽更可 包括一進流口（ 2 0 )，較佳位於電解槽容器（1 〇 )的底部，做 為電解液（即，廢液）之入口，入口處可設置過濾裝置，例 如球形過濾網（2 1 )，防止石墨渣及其他殘渣流出孔外。在 電解槽容器（1 0 )的頂部可設置至少一個溢流裝置，在溢流

1290181 五、發明說明（5) 處可設置過濾、裝置，例如球形過濾、網（2 4 )，而溢流槽（2 5 ) 貯存溢流的電解液（廢液），再由溢流孔（26)排放，較佳是 設置迴流裝置，使溢流液經由溢流管（27 )、再經由電解槽 底部的進流口（ 2 0 )迴流至電解槽容器（1 0 )中。 排放管的支管（1 6 )與管狀多孔絕緣物（1 4 )之銜接連 通，可使用例如塑膠由任（union)(15a)達成。 排放管（1 7 )的上端管口進一步可利用例如一端封閉的 由任（15b)蓋住，下端可裝置一排液閥（22)，可將廢液排 放，以及裝置一閥（2 3 )(例如蝶閥）以供貴重金屬粉末的排 放收集。

利用本發明之用於處理含高濃度氰化物廢液之電解槽 進行廢液電解時之流程如下述：

含高濃度氰化物廢液自循環貯槽以泵浦抽送，經廢液 經由進流口（ 2 0 )及球型過濾網（2 1 )進入電解槽（丨〇 )，於電 解槽（1 0 )的陽極（匯電石墨棒（1 1 )及石墨粒（丨2 ))將廢液所 含氰離子（CN-)進行氧化分解成N2與C〇2，於電解槽（1{J)的陰 極（不鏽鋼管（13))將廢液所含微量貴重金屬離子例如，农 金、鈀、銀、銅等，還原析出成貴重金屬粉末，掉落到貴 重金屬粉末排放管（丨7 )。每隔一段時間，先開啟底部排液 閥（22)( 口徑例如為3/4 ")，將電解槽（1〇)内廢液排空， 再開啟蝶閥（23)(例如口徑4 〃），將貴重金屬粉末排出收 ^廢液彳火電解槽（1 〇)的底部進入，由下往上擴散，經電 解槽（10)頂部的球型過濾網（24)流到溢流槽（2 經 流孔（2㈧及溢流管（27)流回循環貯槽，如此形成循^電凰

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可-tn處理之含高濃度氰化物廢液’其氰化物濃度 叮间達約8,〇〇〇mg/L ，較佳之氰化物濃度範圍為 3’ OOOmg/L至6, 000mg/L 。氰化物去除效率可達99 %。 以下列實施例更進_步說明本發明。 實施例 請參閱第1及2圖所示，本發明之用於處理含高濃度氰 化物廢液之電解槽，該電解槽容器（1〇)的是厚度8mm的pvc 塑膠圓桶，直徑78cm、高90 cm。容器内部包含三支匯電石 墨棒（11)置入複數個石墨粒（1 2 )合併作為電解槽的工作陽 極，導電石墨棒（11)的直徑05〇_、長度84cm，複數個石 墨粒的含碳成份99·7%、粒度〜3 〇_、數量2〇〇 kg。谷為又包含六支不鏽鋼管（13)作為電解槽的工作陰 極，不鏽鋼管（13)的材質為SUS3〇4、外徑042· 7mm、厚度 2.0 mm、長度86cm。每支不鏽鋼管（13)的外圍各套有多孔 性塑膠管（14)，藉以將陽極（石墨粒12)與陰極（不鏽鋼管 1 3 )隔開’多孔性塑膠管（1 4 )的材質為pe塑膠、外徑0 7 0 · 4mm、厚度6. 5mm、長度84cm、孔徑Θ0微米。於電解槽容器 (10)的底部，每支多孔性塑膠管（14)的正下方出口，各焊 接有2 · 5 塑膠由任（1 5 )及一小段塑膠短管（1 6 )，再將各 小段塑膠短管（1 6 )'焊接匯集成一支傾斜1 &度的貴重金屬粉 末排放管（1 7 )，完成本發明之用於處理含高濃度氰化物廢 液之電解槽。 使用本發明處理含高濃度氰化物之廢液，電解時間、

1290181 ___ 五、發明說明（7) 電壓、電流、溫度、廢液迴流速率等操作條件及氰化物濃 度如表1所示。結果顯示，氰化物濃度高達3, 82Omg/1的廢 液1,200公升，經電解2天後，氰化物濃度降至0.25mg/l， 可達到EPA的放流水標準（氰化物1. 0 mg/1 )。 表1 天數 第1天 第2天 第3天 第4天 取樣時間 09 ： 00 16 : 00 09 : 00 16 ： 00 09 ： 00 16 ： 00 09 ： 00 16 ： 00 樣品編號 AD9 A16 BQ9 Β16 009 C16 D09 D16 電壓(V) 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 電流(A) 390 440 460 450 440 440 440 420 溫度(°C) 22 28 35 34 29 31 29 30 迴流速率 (Unin) 30 30 30 30 30 30 30 30 氣錄雜 (CN^mg^) 3,820 1β80 112 1.64 0.25 0.24 0.24 0.23 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明。任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神

07iS-：04301TFiNI),PI09200r；particia.ptd 第12頁 1290181

0718-10430TWF(Nl);P10920017;part:c：2.ptd 第13頁 1290181 __ 圖式簡單說明 第1圖為本發明之用於處理含高濃度氰化物廢液之電 解槽一實施例之示意圖。 第2圖為第1圖之本發明之用於處理含高濃度氰化物廢 液之電解槽一實施例之頂視圖。 圖式符號說明： 1 0〜電解槽容器 1 1〜匯電石墨棒 1 2〜石墨粒 1 3〜金屬棒（例如，不鏽鋼管） 1 4〜多孔絕緣物（例如，多孔性塑膠管） 15a〜由任(union ) 1 5 b〜一端封閉之由任（u n i ο η ) 16〜支管 1 7〜排放管 2 0〜進流口 2卜球型過濾網 2 2〜排液閥 23〜閥（例如，蝶閥） 2 4〜球型過濾網 2 5〜溢流槽 2 6〜溢流孔 2 7〜溢流管

0718-KK30TWF(N：).F：〇9200!7;particia.ptd 第14頁

Claims (1)

1290181· 六、申請專利範圍 1. 一種用 括下列：

於處理含高濃度氰化物廢液之電解槽，其包 槽容器； 個陽極，位於該電解槽容器中，由至 電石墨棒與複數個石墨粒所組成， 個陰極，位於該電解槽容器中，由至 一電解 至少 支匯 至少 屬棒組成； 支金 個多孔絕緣物，用以防止該陽極與該陰極接 一排放管’具有至少—個支管連通於該電解槽容器底 放該電解槽中電解析出之責重金屬粉末。 -請專利範圍第1項所述之用於處理含高濃度氰 電解槽，其中該匯電石墨棒之直徑為20至 第1項所述之用於處理含高濃度氰 中該石墨粒含碳量為98至100重量％ 0mm 〇 第1項所述之用於處理含高濃度氰 中該金屬棒為不鏽鋼管。 第4項所述之用於處理含高濃度氰 中該不鏽鋼管外徑為2〇至6〇隱。 第1項戶斤述之用於處理含高濃度氣 中該多孔絕緣物為多孔性塑膠管。 第6項戶斤述之用於處理含尚濃度氣 至少 觸；及 部，用以排 2. 如申 化物廢液之 80mm 〇 3. 如申 化物廢液之 及具有粒徑 4. 如申 化物廢液之 5 ·如申 化物廢液之 6.如申 化物廢液之 7 ·如申 請專利範圍 電解槽，其 為0· 2至1 〇. 請專利範圍 電解槽，其 請專利範圍 電解槽，其 請專利範圍 電解槽，其 請專利範目

0718-10430TlVF(Nl);P10920017;partic: 第15貢 I29018L· _ 六、申請專利範圍 "~— 化物廢液之電解槽，其中該多孔絕緣物為具有外徑3 〇至 120mm及孔徑20至250 "R!之多孔性塑膠管。 8 ·如申請專利範圍第6項所述之用於處理含高濃度氰 化物廢液之電解槽，其中該多孔絕緣物為ρΕ、ρρ、或pVDF 材質之多孔性塑膠管。 9.如申請專利範圍第1項所述之用於處理含高濃度氰 化物廢液之電解槽，其中該排放管外徑為5 〇至1 5 0mm，傾 斜度5至6 0度。

1 〇·如申請專利範圍第1項所述之用於處理含高濃度氰 化物廢液之電解槽，其中該排放管為壓克力、PP、或PVC 材質。 1 1 ·如申請專利範圍第1項所述之用於處理含高濃度氰 化物廢液之電解槽，其中該電解槽容器具有一底部進流孔 及至少一個頂部溢流裝置。 1 2·如申請專利範圍第11項所述之用於處理含高濃度 氰化物廢液之電解槽，其中該底部進水孔及該溢流裝置皆 安裝球型過濾網。 1 3 ·如申請專利範圍第11項所述之用於處理含高濃度 氰化物廢液之電解槽，其中更包栝一迴流裝置，使在該頂 部溢流裝置溢流出的廢液由該底部進水孔迴流至該電解槽 容器中。

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