一种有机硅渣中铜的回收方法

本发明属于有机硅渣回收、金属切屑利用，尤其涉及一种有机硅渣中铜的回收方法。

背景技术：

1、随着我国有机硅行业产能的持续扩大，产生了大量的有机硅废渣。这些废渣在通过水洗涤和蒸汽淋洗处理后，须经过脱水步骤将含水率降至10％以下。如此处理的硅渣不仅适用于白炭黑、硅溶胶和碳化硅等材料的制备，也可作为发热剂用于新型保温冒口套的研制。同时，这一处理流程产生的高浓度有机硅渣水洗液中含有丰富的铜，为金属回收开辟了新途径。

2、我国是制造大国，每年金属加工过程产生大量的金属切屑，其中钢铁零件磨削加工过程中产生的切屑粒度细，粒度分布为200～400目，为防止金属氧化，一般磨削液中添加有防锈成分，使得细铁粉不易氧化失效，切屑呈海绵状，本发明将其称为海绵铁。

3、然而目前并没有针对用海绵铁对有机硅渣水洗液中的铜进行回收的方案，鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种有机硅渣中铜的回收方法，以解决现有技术中存在的技术问题。

2、本发明提供了一种有机硅渣中铜的回收方法，包括以下步骤：

3、将有机硅渣加入至水中，洗涤，得到有机硅渣水洗液；

4、将有机硅渣水洗液ph调节至1～1.9，加入铁粉，搅拌反应，以置换出有机硅渣水洗液中铜。

5、优选的，所述铁粉为海绵铁。

6、优选的，所述海绵铁的目数为200～400目。

7、优选的，搅拌反应过程中控制搅拌速率为500～800r/min。

8、优选的，搅拌反应过程中控制温度为25～55℃。

9、优选的，搅拌反应过程中控制反应时间为3～6min。

10、优选的，将有机硅渣水洗液ph调节至1～1.9，加入铁粉的步骤中，铁粉与有机硅渣水洗液中铜的摩尔比为1.9～2.05。

11、优选的，所述有机硅渣水洗液中cu2+浓度为1.76～7.59g/l。

12、优选的，将有机硅渣水洗液ph调节至1～1.6，加入铁粉，以搅拌速率为500～700r/min、温度为25～55℃下反应3～6min，以置换出有机硅渣水洗液中铜；

13、铁粉与有机硅渣水洗液中铜的摩尔比为1.9～2.05。

14、优选的，将有机硅渣水洗液ph调节至1，加入铁粉，以搅拌速率为500r/min、温度为55℃下反应3min，以置换出有机硅渣水洗液中铜；

15、铁粉与有机硅渣水洗液中铜的摩尔比为2。

16、本发明的相对于现有技术具有以下有益效果：

17、本发明的有机硅渣中铜的回收方法，通过向有机硅渣水洗液中加入铁粉，铁置换铜原理回收有机硅渣水洗液中铜；并以海绵铜中铜含量、铜实收率和海绵铜中铁含量作为响应指标，通过极差分析和权矩阵分析方法来评估这些变量的综合影响；极差分析结果揭示，各因素对不同响应指标的影响显著性各异。对于铜的实际回收率而言，影响实验结果的因素按重要性依次排列是：铁铜摩尔比(b)>反应持续时间(e)>搅拌速率(c)>温度(d)>ph值(a)；基于实验数据的均值望大原则，确定最优实验条件组合为：ph值1.60(a3)、铁铜摩尔比2.05(b4)、搅拌速度700r/min(c3)、温度55℃(d4)、反应时间4分钟(e2)；而在考虑海绵铜含铜量这一指标时，极差分析结果显示的影响因素的重要性顺序有所不同，表现为：搅拌速率(c)>温度(d)>ph值(a)>反应时间(e)>铁铜摩尔比(b)；遵循均值望大原则，最佳实验条件组合被确定为：ph值1.00(a1)、铁铜摩尔比1.95(b2)、搅拌速度600r/min(c2)、温度25℃(d1)、反应时间6min(e4)；同样是极差分析方法，针对海绵铜中铁含量这一评价指标，根据实验数据平均值趋小的原则，因素的重要性排序也呈现差异，具体为：反应时间(e)>温度(d)>搅拌速率(c)>铁铜摩尔比(b)>ph值(a)；确定的最佳反应条件组合为：ph值1.00(a1)、铁铜摩尔比1.90(b1)、搅拌速度800r/min(c4)、温度55℃(d4)、反应时间3min(e1)；为了实现优化目标-铜含量接近或超过65％，铜的实收率尽可能高且海绵铜中铁含量尽可能低，赋予海绵铜中铜含量、铜实收率和海绵铜中铁含量三个指标初始权重分别为0.4、0.4、0.2。权矩阵分析结果强调，综合考虑三个指标，反应时间(e)对实验结果的影响最显著，随后是铁铜摩尔比(b)，而搅拌速度(c)、温度(d)和ph值(a)的影响相当；据此分析，最优组合为ph值1.00、铁铜摩尔比2.00、搅拌速度500r/min、温度55℃及反应时间3min；补充实验验证了正交实验设计的科学性和实用性，最优条件下铜实收率达到99.97％，海绵铜中铜含量达到68.39％，海绵铜中铁含量低至13.24％。xrd分析进一步确认了海绵铜中铜的存在形态-金属铜单质、氧化铜、碱式氯化铜共存。

技术特征：

1.一种有机硅渣中铜的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的有机硅渣中铜的回收方法，其特征在于，所述铁粉为海绵铁。

3.如权利要求2所述的有机硅渣中铜的回收方法，其特征在于，所述海绵铁的目数为200～400目。

4.如权利要求1所述的有机硅渣中铜的回收方法，其特征在于，搅拌反应过程中控制搅拌速率为500～800r/min。

5.如权利要求1所述的有机硅渣中铜的回收方法，其特征在于，搅拌反应过程中控制温度为25～55℃。

6.如权利要求1所述的有机硅渣中铜的回收方法，其特征在于，搅拌反应过程中控制反应时间为3～6min。

7.如权利要求1所述的有机硅渣中铜的回收方法，其特征在于，将有机硅渣水洗液ph调节至1～1.9，加入铁粉的步骤中，铁粉与有机硅渣水洗液中铜的摩尔比为1.9～2.05。

8.如权利要求1所述的有机硅渣中铜的回收方法，其特征在于，所述有机硅渣水洗液中cu2+浓度为1.76～7.59g/l。

9.如权利要求1～8任一所述的有机硅渣中铜的回收方法，其特征在于，将有机硅渣水洗液ph调节至1～1.6，加入铁粉，以搅拌速率为500～700r/min、温度为25～55℃下反应3～6min，以置换出有机硅渣水洗液中铜；

10.如权利要求9所述的有机硅渣中铜的回收方法，其特征在于，将有机硅渣水洗液ph调节至1，加入铁粉，以搅拌速率为500r/min、温度为55℃下反应3min，以置换出有机硅渣水洗液中铜；

技术总结本发明提供了一种有机硅渣中铜的回收方法。本发明通过向有机硅渣水洗液中加入铁粉，铁置换铜原理回收有机硅渣水洗液中铜；并以海绵铜中铜含量、铜实收率和海绵铜中铁含量作为响应指标，综合考虑三个指标，反应时间对实验结果的影响最显著，随后是铁铜摩尔比，而搅拌速度、温度和pH值的影响相当；据此分析，最优组合为pH值1.00、铁铜摩尔比2.00、搅拌速度500r/min、温度55℃及反应时间3min；最优条件下铜实收率达到99.97％，海绵铜中铜含量达到68.39％，海绵铜中铁含量低至13.24％。XRD分析进一步确认了海绵铜中铜的存在形态‑金属铜单质、氧化铜、碱式氯化铜共存。技术研发人员：汪华方,谢文刚,李怡,汪岩,徐北川,姜爱华,闻向东,张益源,黄泰泽,唐家康,胡永銮受保护的技术使用者：武汉纺织大学技术研发日：技术公布日：2024/9/29