EE Métal
Récupérer ou recycler les métaux provenant des eaux usées
Meilleures techniques disponibles (MTD)
On BAT à récupérer ou recycler les métaux provenant des eaux usées.
Brève description technique
Il s’agit des systèmes de récupération au sein d’installations, pas dans des processus externes.
Les métaux peuvent être recouvrés par électrolyse. Le système est largement utilisé pour la récupération de métaux précieux, mais peut également être utilisé pour récupérer les autres métaux comme le nickel et le chrome de drag-out. Cellules d’électrolyse appropriés sont commercialisés dans différentes tailles et peuvent descendre jusqu'à contenu métallique inférieure à 100 mg/l.
Peuvent être exploités en conjonction avec d’autres techniques pour atteindre des niveaux d’émission faible pour l’eau, ou recyclage des eaux de rinçage, etc..
Avantages environnementaux obtenus
Récupération des métaux pour la réutilisation.
Réduction des métaux dans drag-out et leur diminution conséquente des concentrations dans les effluents.
La séparation électrolytique des métaux solutions contenant du cyanure, la destruction anodiquement oxydative de la cyanure se déroule en parallèle à la gagnante de métal.
Effets de cross-média
Consommation d’énergie à faible efficacité actuelle.
Données opérationnelles
Récupération électrolytique des métaux précieux exige le réacteur électrolytique pour pouvoir réduire la concentration de métal à une très faible concentration (1 ppm ou moins). L’efficacité de courant à ce niveau est très faible. Dans tous les cas, une cathode de plaque plate simple serait suffisante en théorie, mais lorsque les efficacités de courant élevées sont nécessaires (pour les précieux et les métaux de transition) conception sophistiquée de cathode est nécessaire (rotation tube cellule, cathode de fibre de graphite) ou un lit fluidisé à surmonter l’appauvrissement surface de cathode. Dans tous les cas (y compris l’oxydation anodique), l’anode doit être du type « insoluble ».
Cathodes sont généralement des feuilles, de clinquant ou de particules, généralement constituées du même métal à récupérer, mais aussi d’acier inoxydable ou autres métaux, qui permet une séparation mécanique du dépôt de l’ébauche de la cathode, ni son retrait par dissolution anodique. Fer, inox, carbone poreux, particules de graphite, verre ou en plastique métallisé perles et tissus métallisés sont autant d’exemples de matériaux communs utilisés. Sélection de matériaux de cathode est largement déterminée par la nature du traitement, qui suit le dépôt métallique. En tout cas, maximiser la surface de la cathode et le processus de diffusion est le meilleur moyen d’améliorer l’efficacité du réacteur électrolytique.
Matériel anodique comprend : graphite, plomb, alliages au plomb antimoine, argent ou étain, inox, fonte, ferro-silicium et les métaux de la vanne (tantale, tungstène, titane, niobium) revêtus avec des métaux nobles (platine iridié) ou avec des oxydes de métal noble (iridium, oxydes de ruthénium).
Choix matériel anodique est généralement un compromis basé sur :
- comportement de surtension pour la réaction particulière sur un matériau donné
- corrosion de l’anode, propriétés mécaniques et la forme dans laquelle le matériel est disponible
- prix
Conditions d’exploitation varient en fonction du métal à recouvrer ; Or les conditions recommandées sont : minimum de pH de tension de la cellule 10, 8 V, la densité de courant 20 A/dm2 température > 60 ° C et un espace anode-cathode de 8 à 16 cm.
D’autres avantages de la récupération électrolytique sur la méthode d’échange d’ions sont :
- il ne produit pas de toute augmentation de la concentration de sel dissoute
- la présence d’autres métaux dans des concentrations semblables n’affecte pas le taux d’extraction de l’espèce désirée
- peut aussi oxyder des espèces indésirables, tels que le cyanure
Métaux nobles, en raison de leur caractère électropositifs, sont plus facilement dépôts électrolytiques que les non-noble.
Pour récupération électrolytique du métal, les flux suivants sont particulièrement adaptés :
- rinçage (drag-out) concentrés d’électrodéposition de métal
- rinçage (drag-out) se concentre et utilisé des solutions de traitement chimique métal placage à l’exclusion de phosphate contenant solutions
- sulfurique acide régénère d’échangeurs de cations résultant du traitement des eaux de rinçage : elles contiennent des métaux non ferreux.
La pureté des métaux générés peut permettre une utilisation interne directe comme matériau d’anode, sinon réutilisation est par le commerce de métal de rebut.
Applicabilité
Or et argent ont été récupérés par électrolyse depuis plus de 50 ans.
Récupération électrolytique a une application plus large que les métaux précieux : il peut aussi être utilisé pour les métaux de transition.
Lit fluidisé cellules augmentent l’efficacité des processus.
Economie
Rentable pour les métaux précieux.
Peut être rentable pour les métaux de transition, par exemple, où il réduit les coûts de traitement des eaux usées (coûts d’investissement et en cours d’exécution).
Électrolyse interne a coûts en personnel (temps et compétences) et des investissements ainsi qu’une dépense énergétique importante à cause du rendement faible électrique (kg/ampères heure). Cela peut être compensé pour les solutions de cyanure où le cyanure est détruit en parallèle.
Pour un lit fluidisé cellules : bien que la technique peut être utilisée sur la plupart des métaux, des considérations économiques limitent l’application aux métaux précieux ou facilement réutilisables. Unités peuvent récupérer à partir de 1 kg/semaine à 150 kg/semaine de métal pur par électrolyse de la solution. Les solutions peuvent être très diluées, contenant typiquement de 100 à 500 parties par million (0,1 à 0,5 g/l).
Plantes de l’exemple
Traitement de surface des plantes de métaux par exemple
- Récupération de l’argent des déchets solutions photographiques
- Récupération de cuivre – fabricant de circuits imprimés
Meilleures pratiques
- galvanoplastie nickel
Électrodialyse technique permet de maintenir une concentration suffisamment faible de nickel dans l’eau de lavage alors que la concentration du métal dans la solution de concentré.
Le concentré qui en résulte peut servir à compléter le contenu des bains.
Le degré de récupération de cette méthode est supérieure à 90 %.
Consommation d’énergie est 3.1 kWh/kg Ni
Exemple de plante : Asahi Glass – Japon
- dépôt électrolytique de cuivre
Par suite de l’électrodialyse dessalée eau produite (ce qui peut être réutilisée pour le lavage) et concentré de cuivre cyanure bains dirigé vers.
La concentration de cuivre dans l’eau de rinçage est inférieure à 1 g Cu/dm..
Le concentré a une concentration de 65 g Cu/dm..
Consommation d’énergie est de 1 à 2 kWh/kg Cu 94 % dans la récupération du cuivre dans l’eau de rinçage.
Exemple de plante : fractionnaire installation technique France.
Placage de bénéfice net annuel est de 1 500 euros pour la reprise de 292 kg Cu.
- électrodéposition de chrome
Par suite de l’électrodialyse eau est formé (qui peuvent être réutilisées pour l’irrigation) et l’acide chromique privé de 60 à 90 % des métaux lourds.
Consommation d’énergie est de 12 à 15 kWh/kg CrO..
Après l’application de l’osmose inverse eau est obtenue avec une pureté élevée (95 % de rétention de chrome) et concentrer toutes les composantes de la bande d’égout.
Exemple de plante : installation de technique fractionnaire en Allemagne.