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-2022-02-08

Warianty tytułu

PL

Studia i badania nad odzyskiem miedzi z 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 *5H2 O 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 after 3 days of experiment and yield of 95.23%.

PL

Artykuł przedstawia oryginalne badania związane z odzyskiwaniem miedzi ze ścieków przemysłowych. Celem badań eksperymentalnych jest odzyskiwanie sproszkowanej miedzi metalicznej ze ścieków o niskiej zawartości jonów miedzi metodą cementacji za pomocą złomowej elektrody żelaznej oraz do obliczenie wydajności cementacji miedzi, na którą wpływają następujące parametry: początkowe stężenia jonów miedzi, wartości pH i czas kontaktu. Eksperymenty obejmowały odzysk miedzi z przemysłowych roztworów z wykorzystaniem odpadów żelaza metodą cementowania, bez zużycia innych odczynników lub energii. Plan eksperymentu obejmował trzy różne stężenia CuSO4: dla każdego roztworu o przygotowanym stężeniu: 0,5% CuSO4, 1% CuSO4 oraz 3% CuSO4 , przeprowadzono eksperymenty laboratoryjne dla dwu wartości odczynu 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 eksperymentalnych. W badaniach wykorzystano spektrometry WTW Multi 350i i AAS ZEEnit 700 Spektrometr Analytik Jena. Przeprowadzono obliczenie wydajności pozyskania proszku miedziowego dla każdego dnia doświadczenia i dla każdej receptury. Dane eksperymentalne doprowadziły do wniosku, że optymalnym wariantem dla badania jest: stężenie 0,5%, przy początkowe pH 3,6 po 3 dniach doświadczenia i wydajność 95,23%.

Słowa kluczowe

EN

recovery of copper; wastewater treatment; copper cementation method

PL

odzysk miedzi; oczyszczanie ścieków; metoda cementowania miedzi

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2022
• Tom: no. 2
• Strony: 71--76
• 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. Peña M.M., Lee J., Thiele 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)