Επεξεργασία Αποβλήτων Ηλεκτρολυτικής Επιμετάλλωσης με σκοπό την Ανάκτηση των Μετάλλων-Οικονομικές και Βιώσιμες Τεχνικές Ανάκτησης Μετάλλων

Treatment of Electroplating Wastewater for the purpose of Metal Recovery-Economic and Sustainable Metal Recovery Techniques (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Αδάμης, Γεώργιος
  3. Διαχείριση Αποβλήτων (ΔΙΑ)
  4. 14 Μαίου 2022 [2022-05-14]
  5. Ελληνικά
  6. 141
  7. Ξεκουκουλωτάκης , Νικόλαος
  8. Ξεκουκουλωτάκης , Νικόλαος | Κύζας, Γεώργιος
  9. Ηλεκτρολυτική Επιμετάλλωση | Electroplating | Προσρόφηση | Adsorption | Ανταλλαγή Ιόντων | Ion Exchange | Ανάκτηση Μετάλλων | Metal Recovery
  10. 12
  11. 130
  12. Περιέχει : πίνακες, διαγράμματα, εικόνες
  13. Ατμοσφαιρικοί Ρύποι και Τεχνολογία Ελέγχου Εκπομπής τους, Τόμος Ι / Ξενοφών Βερύκιος
    • Η ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση είναι μία διεργασία, η οποία καταναλώνει τεράστιες ποσότητες νερού, μετάλλων και άλλων χημικών παραγόντων για τη παραγωγή προϊόντων με βελτιωμένες ιδιότητες. Το κύριο απόβλητο της βιομηχανίας είναι υδατικά διαλύματα, στα οποία απομακρύνεται το παρασυρόμενο διάλυμα των σταδίων καθαρισμού και επιμετάλλωσης του υποστρώματος. Με το πέρας του χρόνου λειτουργίας της μονάδας, τα υδατικά διαλύματα τείνουν να αποκτήσουν την σύσταση των λουτρών της διεργασίας, φέροντας πολυάριθμες τοξικές ανόργανες και οργανικές ουσίες, εκ των οποίων οι περισσότερες είναι μεταλλικά κυανιούχα σύμπλοκα, θειικά άλατα μετάλλων, βαρέα μέταλλα και πολλά άλλα χημικά μόρια. Λόγω της επικινδυνότητας των παραγόμενων αποβλήτων πρέπει να επεξεργάζονται πριν την απόρριψης τους στο περιβάλλον. Οι συμβατικές τεχνικές επεξεργασίας αποβλήτων ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης περιλαμβάνουν την οξείδωση των κυανιδίων, την αναγωγή του εξασθενούς χρωμίου και την εξουδετέρωση της οξύτητας των δύο προαναφερθέντων και των υπολοίπων αποβλήτων. Το επεξεργασμένο ρεύμα αποβλήτων οδηγείται σε δεξαμενή καθίζησης, όπου συλλέγεται η παραγόμενη ιλύς, πριν τη διάθεση της σε κατάλληλα διαμορφωμένους χώρους διάθεσης επικίνδυνων στερεών αποβλήτων. Μπορεί η τεχνική να απομακρύνει ικανοποιητικά τα επικίνδυνα συστατικά των αποβλήτων, παρ’ όλα αυτά συμβάλει θετικά στην εξάντληση των αβιοτικών πόρων. Αυτό συμβαίνει λόγω της υψηλής κατανάλωσης αντιδραστηρίων για την επεξεργασία των αποβλήτων, αλλά και των αυξημένων παραγόμενων όγκων ιλύος, η οποία αποτελεί μία ανεκμετάλλευτη πηγή μετάλλων. Για τη μείωση του αποτυπώματος της βιομηχανίας στο περιβάλλον, έχουν αναπτυχθεί πολλές τεχνικές ανάκτησης ύδατος, οξέων και κυανιούχων ενώσεων του νατρίου και του καλίου, των οποίων η ζήτηση είναι αυξημένη. Ωστόσο, οι τεχνικές που εφαρμόζονται για την ανάκτηση μετάλλων από τα απόβλητα της ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης είναι ελάχιστες έως μηδενικές και σε πολλές περιπτώσεις οικονομικά μη εφικτές. Με γνώμονα το μοντέλο της κυκλικής οικονομίας, ο συγγραφέας της παρούσας Μεταπτυχιακής Διπλωματικής Εργασίας έχει ως κύριο στόχο να αναζητήσει και να μελετήσει οικονομικά εφικτές τεχνικές ανάκτησης μετάλλων από απόβλητα ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης. Σημειώνεται πως, τεχνικές ανάκτησης μετάλλων από απόβλητα έχουν μελετηθεί και αναπτυχθεί πολλές, ωστόσο πάσχουν από υπερβολικό κόστος λειτουργίας και κεφαλαίου, πολλά στάδια διεργασιών κ.α. Εντούτοις, η τεχνική της προσρόφησης, της βιοπροσρόφησης και της ανταλλαγής ιόντων μετάλλων, όπως του Au, των PGM, του Ag, του Ni, του Cr, του Cu, του Zn, του Pb, του Sn, του Fe και του Co, αποδείχθηκαν ως οι πιο αποτελεσματικοί και οικονομικά εφικτοί τρόποι ανάκτησης μετάλλων από απόβλητα. Σε πολλές περιπτώσεις, η απομάκρυνση τους από πραγματικά απόβλητα ή απόβλητα προσομοίωσης ήταν εκλεκτική και ικανοποιητική, άνω του 95%, με το συνολικό ετήσιο κόστος της μονάδας να είναι ίσο ή μικρότερο από το ωφέλιμο κέρδος. Μάλιστα, σε περιπτώσεις που επιλεγεί η χρήση προσροφητικών μέσων βιολογικής προέλευσης, τότε το κόστος λειτουργίας της μονάδας μειώνεται από 4,05€/m3 σε έως και 0,016€/m3. Επίσης, όμοια συμπεριφορά διαπιστώθηκε και κατά τη διαδικασία της εκρόφησης των μετάλλων από τα προσροφητικά μέσα και της αναγέννησης των ρητινών, των οποίων η δυνατότητα απομόνωσης των μετάλλων, στις περισσότερες περιπτώσεις, ήταν μεγαλύτερη του 90%. Δεδομένου των προαναφερθέν σχολίων συνεπάγεται πως, η προσρόφηση-βιοπροσρόφηση και η ανταλλαγή ιόντων είναι, πιθανές, οικονομικά εφικτές τεχνικές επεξεργασίας αποβλήτων για την επεξεργασία των αποβλήτων ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης, με στόχο την ανάκτηση μετάλλων.
    • Electroplating is a process that consumes huge amounts of water, metal and other chemical compounds in order to produce goods with improved properties. The major waste of such an industry is aqueous solutions to which the drag-out solution of the cleaning and plating of the substrate is removed. At the end of the unit time, the aqueous solutions tend to obtain the composition of the process baths, bearing numerous toxic inorganic and organic substances, most of which are cyanide metal complexes, metal sulfates, heavy metals and many other chemical molecules. Due to the risk of waste produced, they must be processed before rejection to the environment. Conventional electrolytic plating waste treatment techniques include the oxidation of cyanides, the reduction of the hexavalent chromium and the neutralization of acidity of both aforementioned and residual wastes. The treated waste is pumped into a settling tank where the produced slurry is collected, prior to disposal of properly configured spaces of disposal of hazardous solid waste. This technique can sufficiently remove hazardous waste components, but it contributes positively to the depletion of abiotic resources. This happens due to the high consumption of reagents to treat wastewater and the increased volumes of sludge production which is an untapped source of metals. To reduce the industry's footprint in the environment, many water-based recovery techniques acids and cyanide compounds of sodium and potassium have been developed, whose demand is increased. However, techniques applied to metal recovery from electroplating waste are minimal to zero and in many cases are economically unfeasible. Based on the model of the circular economy, the author of this Master Thesis has as main goal to research and study economically feasible metal recovery techniques from electroplating wastewater. It is noted that many metal recovery techniques have been studied and developed, but these techniques suffer from high operating and capital costs, many stages of process etc. However, adsorption, biosorption and ion exchange techniques have been demonstrated as the most efficient and economically feasible ways to recover metals, such as Au, PGM, Ag, Ni, Cr, Cu, Zn, Pb, Sn, Fe and Co form electroplating wastewater. In many cases, their removal from real waste or simulated electroplating wastewater was selective and satisfactory, over 95%, with the total annual cost of the treatment unit being equal to or less than beneficial profit. Indeed, in case where the use of bio-source adsorbents is selected, then the operating cost of treatment unit is reduced from 4,05€/m3 to 0,016€/m3. Similar behavior was also observed during the process of desorption of metals by sorbents and regeneration of resins, whose in most cases the metal removal efficiency was greater than 90%. Given the aforementioned comments implies that adsorption-biosorption and ion exchange are, potential, economically feasible waste treatment techniques for the treatment of electrolytic plating waste, aiming at retrieving metals.
  15. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.