Procedee electrochimice de recuperare a cuprului din ape reziduale ...

4. Procedee de îndepărtare/recuperare a cuprului bazate pe depunerea catodică
4.2. Aspecte specifice privind recuperarea/îndepărtarea cuprului
din de¸seuri prin depunere catodică
În literatura de specialitate din ultimii ani există o preocupare deosebită pentru recuperarea
/ îndepărtarea cuprului din diferite tipuri de de¸seuri (apele reziduale cu cont¸inut scăzut sau
crescut de Cu, de¸seuri de plăci de circuite imprimate (PCI) provenite din dezmembrarea echipamentelor
electrice ¸si electronice, baterii uzate, cenu¸si rezultate în urma incinerării unor reziduuri,
etc.).
Abordarea recuperării cuprului din apele reziduale prin electrodepunere catodică este diferită
în funct¸ie de concentrat¸ia ionilor de cupru din efluent. În literatură sunt analizate distinct
următoarele cazuri:
• când concentrat¸ia ionilor de Cu2+ este în domeniul g/L, se folosesc în general catozi bidimensionali,
caz în care concentrat¸ia poate fi redusă cu un ordin de mărime. Ulterior,
efluentul rezultat poate fi supus fie recirculării în proces fie unei noi etape de purificare
chimică sau electrochimică;
• când concentrat¸ia ionilor de Cu2+ este de sute de ppm sau mai mică, se apelează la electrozi
volumici. După recuperarea metalului pe ace¸sti electrozi, efluentul ce rezultă poate fi
recirculat sau deversat în emisari[2].
Caracteristica comună a acestor procedee este concurent¸a exercitată asupra react¸iei catodice
dorite de către react¸ia de descărcare a hidrogenului (rdH). Aceasta din urmă se va desfă¸sura cu o
viteză cu atât mai mare cu cât concentrat¸ia speciei ce trebuie redusă este mică – situat¸ie specifică
depoluării.
De obicei datorită concentrat¸iilor mici de specie care trebuie redusă, se impune operarea RE la
densităt¸i de curent scăzute, determinând viteze suficient de mari în tratarea efluentului. În acest
caz se recomandă utilizarea electrozilor cu suprafat¸ă specifică mare (de exemplu electrozii volumici),
intensificarea transportului de masă (printr-un transport convectiv) sau preconcentrarea
speciei ce urmează a fi redusă, de exemplu prin schimb ionic[21, 29].
Cuprul este prezent în apele reziduale sub formă de ioni simpli sau complec¸si (organici sau
anorganici). Îndepărtarea lor prin depunere catodică poate fi reprezentată prin react¸ia generală[22,
30, 31]:
Cu 2+ +2e − −→ Cu (4.1)
respectiv în cazul unor ioni comple¸si[21, 30–32]:
Cu(CN) 2−
3 +e− −→ Cu+3CN −
CuCl 2−
3 +e− −→ Cu+3Cl −
(4.2)
(4.3)
Aceste react¸ii pot fi concurate de unele react¸ii secundare nedorite cum ar rdH [3, 12, 13, 32]:
pH7
2H 2 O+2e − −→ H 2 +2HO −
sau react¸ia de reducere a oxigenului (rrO):
(4.5)
pH