Studies and research on the recovery of copper from industrial waste solutions by the cementation method

• Autorzy: Ciolea Daniela-Ionela , Ilciuc Oana Daniela , Berca Marius

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2022-01-08

Warianty tytułu

PL

Badania nad odzyskiwaniem miedzi z roztworów odpadów przemysłowych metodą cementacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper brings original contributions in the particularly complex field of copper recovery from industrial wastewater. The purpose of this experimental research is to recover copper metal powder from wastewater with low copper ion content, by the method of cementation using a scrap iron electrode and to calculate the yield of copper cementation, influenced by the following parameters: initial concentrations of copper ions, pH values and contact time. Recipes were experimentally studied by the cementation method for the recovery of copper from industrially used solutions using iron waste, without consumption of other reagents or energy. Work recipes were designed and one chose three different concentrations: for each solution of prepared concentration: 0.5% CuSO4, 1% CuSO4. and 3% CuSO4, and one performed laboratory experiments at two types of pH (natural pH obtained by dissolving CuSO4. * 5H2O in water, pH = 2 (adjustment with 0.1 M sulfuric acid solution). The optimal conditions for each recipe have been identified, based on the experimental data obtained from the monitoring of each experiment, to the WTW Multi 350i multiparameter and AAS ZEEnit 700 Analytik Jena spectrometer. The calculation of the yield of obtaining copper powder for each day of the experiment and for each recipe together, the other experimental data led us to the conclusion that the optimal variant for our study is: concentration of 0.5%, at an initial pH of 3.6 a.er 3 days of experiment and yield of 95.23%.

PL

Artykuł dotyczy szczególnie złożonej dziedziny odzyskiwania miedzi ze ścieków przemysłowych. Celem badań eksperymentalnych jest odzyskanie proszku miedzi metalicznej ze ścieków o niskiej zawartości jonów miedzi metodą cementacji z użyciem elektrody złomowej oraz obliczenie wydajności cementacji miedzi, na którą mają wpływ następujące parametry: początkowe stężenia jonów miedzi , wartości pH i czas kontaktu. Receptury zostały eksperymentalnie zbadane metodą cementacyjną do odzyskiwania miedzi z przemysłowo stosowanych roztworów przy użyciu odpadów żelaznych, bez zużycia innych odczynników i energii. Opracowano receptury pracy i wybrano trzy różne stężenia: dla każdego roztworu o przygotowanym stężeniu: 0,5% CuSO4, 1% CuSO4 i 3% CuSO4 oraz wykonano eksperymenty laboratoryjne dla dwu wartości pH (naturalne pH uzyskane przez rozpuszczenie CuSO4*5H2O w wodzie, pH = 2 (regulacja 0,1 M roztworem kwasu siarkowego). Optymalne warunki dla każdej receptury zostały określone na podstawie danych doświadczalnych uzyskanych z monitorowania każdego eksperymentu. Badania przeprowadzono na spektrometrze WTW Multi 350i i AAS ZEEnit 700 Analytik Jena. Obliczenie wydajności otrzymywania miedzi dla każdego eksperymentu i dla każdej receptury łącznie, doprowadziły do wniosku, że optymalnym wariantem eksperymentu jest: stężenie 0,5%, przy początkowym pH 3,6 po 3 dniach doświadczenia, uzyskano wydajność 95,23%.

Słowa kluczowe

EN

recovery of copper; wastewater treatment; copper cementation method

PL

odzyskiwanie miedzi; oczyszczanie ścieków; metoda cementacji

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2022
• Tom: no. 1
• Strony: 65--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., tab., zdj.

Twórcy

autor

Ciolea Daniela-Ionela

• University of Petroșani, 332006 Petroșani, Hunedoara, Romania

autor

Ilciuc Oana Daniela

• University of Petroșani, 332006 Petroșani, Hunedoara, Romania

autor

Berca Marius

• Technical University of Cluj Napoca, 400114 Cluj Napoca, Cluj, Romania

Bibliografia

• 1. Călțaru M., Bădicioiu M., 2007, Cercetări privind extracția cuprului cu membrane lichide pe support solid de timp fibră tubulară, Revista de Chimie, 58, pp. 1112-1116
• 2. Fenglian Fu, Qi Wang, 2011, Removal of heavy metal ions from wastewaters. A review, Journal of Environmental Management, 92, pp. 407-418
• 3. Gunatilake S.K., 2015, Methods of removing heavy metals from industrial wastewaters, Journal of Multidisciplinary Engineering Science Studies, 1, pp. 2912-1309
• 4. https://umfcd.ro/cercetare-si-dezvoltare/proiecte/proiecte-nationale/dezvoltarea-de-solutii-inovative-pentru-protectia- personalului-expus-profesional-si-a-populatiei-impotriva-contaminarii-cu-virusul-SARS-COV-2Moscatello N., Swayambhu G., Jones G.H., Jiale Xu,
• 5. Mubarak A., 2006, Removal of copper from dilute solutions by cementation on zinc in baffled batch-agitated vessels, Chem Biochem Eng, 20, pp. 79-83
• 6. Nassef E., El-Taweel Y.A., 2015., Removal of Copper From Wastewater By Cementation From Simulated Leach Liquors, J Chem Eng Process Technol, 6, pp. 1-6
• 7. Ning Dai, Pfeifer B.A., 2018, Continuous removal of copper, magnesium, and nickel from industrial wastewater utilizing the natural product yersiniabactin immobilized within a packed-bed column, Chemical Engineering Journal, pp. 173-179
• 8. Pena M.M., Lee J., &iele D.J., 1999, A delicate balance: homeo static control of copper uptake and distribution, J. Nutr., 129, pp.1251-1260
• 9. Peng C., Liu Y., Bi J., Xu H., Ahmed A.S., 2011, Recovery of copper and water from copper-electroplating wastewater by the combination process of electrolysis and electrodialysis, Journal of Hazardous Materials, 189, pp. 814-820
• 10. Solomon F., 2009, Impacts of Copper on Aquatic Ecosystems and Human Health, Environment & Communities, pp. 25-28
• 11. EL-Ashtoukhy E.S.Z., Abdel A.M.H., 2013, Removal of copper from aqueous solutions by cementation in a bubble column reactor fitted with horizontal screens, International Journal of Mineral Processing, pp. 65-69.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu „Społeczna odpowiedzialność nauki” - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023)