CN104928478B - 一种电镀污泥综合回收有价金属的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电镀污泥综合回收有价金属的方法，采取氨浸‑酸浸联合工艺回收电镀污泥中的铜、镍和铬，首先采用氨浸液浸出电镀污泥中的铜和镍，用硫化钠沉淀回收铜，用氢氧化钠沉淀回收镍。再用硫酸浸出电镀污泥中的铬，采用碳酸钠沉淀回收铬，经处理后的废渣达到一般固体废弃物的标准。本发明的有益效果是回收电镀污泥中的效率高、成本低，不会造成二次污染。
Description
技术领域
本发明属于湿法冶金综合回收技术，具体涉及一种电镀污泥综合回收有价金属的方法。
背景技术
电镀污泥是指电镀废水处理后产生的污泥和镀槽淤泥，被列入国家危险废物名录，属于第十七类危险废物。
电镀污泥中含有大量重金属且难以降解，如果在回收过程中处置不当或者未加处理直接填埋，将会给环境带来更大的危害。同时，电镀污泥中的重金属又是金属资源，可以加以回收利用，变废为宝。以某电镀厂的电镀污泥为例，各种金属含量分别为：Ni含量为5～8％、Cu含量为5～8％、Cr含量为5～10％。一般来说镍矿石中镍含量达到2％就具备了开采条件，可见电镀污泥回收利用价值极高。处置电镀污泥回收有价金属，即可以最低限度的降低环境污染，又可以最大限度的节约资源。因此，对电镀污泥进行科学、安全的处置显得尤为重要。
但是目前由于我国电镀厂规模小且比较分散，经过化学沉淀后的污泥大多是混合污泥，而且不同厂家的电镀污泥化学成分差异较大，这给回收有价金属增加了一定的难度。目前，对于电镀污泥的主要处理方法：
(1)火法冶金法，中国专利CN103667714A采用火法冶金法法综合回收电镀污泥中的有价金属，该专利主要是回收电镀污泥中的铜和锌。其原理是用煤炭在高温下将电镀污泥中的铜、铅和锌还原成单质形态，再升温，利用锌和铅的沸点相对较低，将锌和铅气化而除掉，而且将六价铬(CrO3)还原成毒性较低的三价铬(Cr2O3)留在冶炼炉渣中，同时得到粗铜。该法虽然很好的回收了电镀污泥中的铜，但是还存在工艺复杂、设备要求高、能耗较高等缺点。
(2)火法-湿法联合工艺，陈娴、程洁红和周全法等人采用火法-湿法联合工艺回收电镀污泥中的铜，其方法是先将电镀污泥和煤粉混合在高温下焙烧，焙烧后用硫酸溶液浸出焙烧渣，将铜分离出来，而后用LIX973-磺化煤油萃取浸出液中的铜，再用硫酸溶液反萃得到硫酸铜溶液，最后蒸发浓缩、结晶得到硫酸铜产品。
(3)湿法冶金法，中国专利CN 102417987A采用“电镀污泥酸分解－浸出液净化除铬铁－P204除杂－P507富集－浓缩结晶”工艺回收电镀污泥中的镍和铜。该法存在处理过程中多次采用萃取进行分离富集，导致生产过程中产生含有机物废水的缺点。
(4)微生物法，中国专利CN102719657A通过筛选和驯化获得能耐高浓度重金属的氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌，在一定条件下，将氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌分别与电镀污泥一起混合，进行生物淋滤分别得到含铜浸出液和含镍浸出液，对铜浸出液经除杂后进行电积，可回收得到铜，对含镍浸出液经除杂后进行电积，可回收得到镍。该法存在氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌驯化、培养周期较长，微生物菌的适用条件比较苛刻、处理周期也比较长等缺点。
(5)固化/稳定化，贾金平、杨骥和孟超等人采用水泥固化/稳定化电镀污泥去得了较好的效果，用水泥固化的电镀污泥在毒性浸出实验中显示：铬基本上不浸出，铜、锌和镍有浸出但都符合国家相关标准。但该法没有回收其中的有色金属，导致资源浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种综合回收电镀污泥中有价金属的方法，解决了现有技术成本高、收率低，且会造成二次污染的问题。
为了实现本发明的上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种电镀污泥综合回收有价金属的方法，按照以下步骤进行：
步骤1：采用氨浸液浸出电镀污泥中的铜和镍，浸出完成后经过滤，得到第一滤液和第一滤渣，第一滤液为含铜和镍的溶液，第一滤渣再进行处理；
步骤2：步骤1得到含铜和镍的溶液，加入硫化钠，反应生成硫化铜沉淀，经板框压滤机过滤得到第二滤液和第二滤渣，第二滤渣可作为铜精矿外售；
步骤3：将步骤2得到的第二滤液加入氢氧化钠，反应生成氢氧化镍沉淀，经板框压滤机过滤得到第三滤液和第三滤渣，第三滤渣可作为镍矿外售，第三滤液可作为氨浸液循环使用；
步骤4：将步骤1得到第一滤渣加入硫酸溶液进行酸浸处理，将第一滤渣中的铬以及少量的铜、镍、铁、钙等金属浸出出来，经过滤分离得到第四滤液和第四滤渣；第四滤渣为一般固体废弃物填埋处理；
步骤5：将步骤4得到的第四滤液加入过量的碳酸钠，反应生成碳酸铬沉淀，经过滤得到第五滤液和第五滤渣，第五滤液主要组分为未反应完全的碳酸钠、硫酸根离子以及少量的金属离子,如铁、铜、镍等，经过处理排放，第五滤渣为铬渣回收处理。
在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤1中，所述氨浸液为氨水和硫酸铵混合溶液，其中氨水的质量百分比浓度为5～20％，氨水与硫酸铵的摩尔比为1:1～2:1。
在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤1中，浸出温度为20～50℃，浸出时间为60～150min。
在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤2中，加入硫化钠的量为理论量计算的1.05～1.3倍。
在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤2中，加入硫化钠后反应生成硫化铜沉淀的过程是升温至80～100℃后，搅拌20～60min，冷却至室温。
在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤3中，加入氢氧化钠调节溶液的PH值至11～13.5。
在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤3中，加入氢氧化钠后反应生成氢氧化镍沉淀的过程是：升温至80～100℃后，搅拌20～60min，冷却至室温。
在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤4中，所述硫酸的质量百分比浓度为10～30％，酸浸温度为30～80℃，浸出时间为30～120min。
在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤5中，碳酸钠的加入量为理论量计算的1.1～1.5倍。
在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤5中，碳酸钠加入后反应生成碳酸铬沉淀的过程是：升温至80～100℃后，搅拌20～60min，冷却至室温。
本发明的优点在于：回收电镀污泥中的中的铜、镍、铬等有价金属，具有较高的经济效益和环境效益。
附图说明
图1是本发明一种电镀污泥综合回收有价金属的方法工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种电镀污泥综合回收有价金属的方法，按照以下步骤进行：
步骤1：采用氨浸液浸出电镀污泥中的铜和镍，氨浸液为氨水和硫酸铵混合溶液，氨水的质量百分比浓度为5～20％，氨水与硫酸铵的摩尔比为1:1～2:1，浸出温度为20～50℃，浸出完成后经过滤，得到第一滤液和第一滤渣，第一滤液为含铜和镍的溶液，第一滤渣再进行处理；
步骤2：步骤1得到含铜和镍的溶液，加入硫化钠(加入量为理论量的1.05～1.3倍)，反应生成硫化铜沉淀，升温至80～100℃后，搅拌20～60min，冷却至室温后，经板框压滤机过滤得到第二滤液和第二滤渣，第二滤渣可作为铜精矿外售；
步骤3：将步骤2得到的第二滤液加入氢氧化钠(调节溶液的PH值至11～13.5)，反应生成氢氧化镍沉淀，升温至80～100℃后，搅拌20～60min，冷却至室温后，经板框压滤机过滤得到第三滤液和第三滤渣，第三滤渣可作为镍矿外售，第三滤液可作为氨浸液循环使用；
步骤4：将步骤1得到第一滤渣加入硫酸溶液进行酸浸处理，将第一滤渣中的铬以及少量的铜、镍、铁、钙等金属浸出出来，硫酸浓度为10～30％，酸浸温度为30～80℃，浸出时间为30～120min,经过滤分离得到第四滤液和第四滤渣；第四滤渣为一般固体废弃物填埋处理
步骤5：将步骤4得到的第四滤液加入碳酸钠(加入量为理论量的1.1～1.5倍)，反应生成碳酸铬沉淀，升温至80～100℃后，搅拌20～60min，冷却至室温后，经过滤得到第五滤液和第五滤渣，第五滤液主要组分为未反应完全的碳酸钠、硫酸根离子以及少量的金属离子，如铁、铜、镍等，经过处理排放，第五滤渣为铬渣回收处理；
本发明的优点是能够从有害的电镀污泥中回收铜、镍、铬等有价金属，达到废弃物综合回收处理；既解决了电镀污泥的污染问题，同时联产粗铜、粗镍、粗铬等产品；本发明采用氨浸-酸浸联合工艺，铜、镍、铬回收率高。因此具有很大的经济效益和环境效益。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
下面通过列举具体实施例对本发明进行说明：
实施例1
取某电镀企业的电镀污泥100kg(干基，其组成为：Ni为5.1％、Cu为5.7％、Cr为6.3％)，加入到300L氨浸液中(氨的浓度为8％)，调节温度至40℃，搅拌3h，经过板框压滤得到滤液和滤渣。氨浸滤液在室温条件下加入10％的硫化钠80L，升温至80℃搅拌30min，冷却后过滤，滤渣经过洗涤、干燥得到粗硫化铜8.1kg；滤液在室温条件下加入10％的氢氧化钠溶液110L，升温至80℃搅拌30min，冷却后过滤，滤渣经洗涤、干燥得到粗氢氧化镍9.3kg。氨浸滤渣加入到15％的硫酸中，在50℃条件下，调节pH至在3.0-3.5之间，搅拌90min，过滤得到滤液和滤渣。滤渣为一般固体废弃物，滤液加入10％的碳酸钠160L，升温至80℃搅拌30min，冷却后过滤，滤渣经洗涤、干燥得到粗碳酸铬9.9kg。
实施例2：取某电镀企业的电镀污泥1000kg(干基，其组成为：Ni为5.9％、Cu为5.5％、Cr为6.6％)，加入到3m3氨浸液中(氨的浓度为10％)，调节温度至30℃，搅拌3h，经过板框压滤得到滤液和滤渣。氨浸滤液在室温条件下加入15％的硫化钠550L，升温至80℃搅拌30min，冷却后过滤，滤渣经过洗涤、干燥得到粗硫化铜79kg；滤液在室温条件下加入10％氢氧化钠溶液1100L，升温至80℃搅拌30min，冷却后过滤，滤渣经洗涤、干燥得到粗氢氧化镍91kg。氨浸滤渣加入到15％的硫酸中，在50℃条件下，调节PH至在3.0-3.5之间，搅拌90min，过滤得到滤液和滤渣。滤渣为一般固体废弃物，滤液加入15％的碳酸钠1.1m3，升温至80℃搅拌30min，冷却后过滤，滤渣经洗涤、干燥得到粗碳酸铬101kg。
Claims (1)
1.一种电镀污泥综合回收有价金属的方法，其特征是按照以下步骤进行：
步骤1：采用氨浸液浸出电镀污泥中的铜和镍，浸出完成后经过滤，得到第一滤液和第一滤渣，第一滤液为含铜和镍的溶液，第一滤渣再进行处理；
步骤2：步骤1得到含铜和镍的溶液，加入硫化钠，反应生成硫化铜沉淀，经板框压滤机过滤得到第二滤液和第二滤渣，第二滤渣作为铜精矿外售；
步骤3：将步骤2得到的第二滤液加入氢氧化钠，反应生成氢氧化镍沉淀，经板框压滤机过滤得到第三滤液和第三滤渣，第三滤渣作为镍矿外售，第三滤液作为氨浸液循环使用；
步骤4：将步骤1得到第一滤渣加入硫酸溶液进行酸浸处理，将第一滤渣中的铬以及少量的铜、镍、铁、钙浸出出来，经过滤分离得到第四滤液和第四滤渣；第四滤渣为一般废弃物填埋处理；
步骤5：将步骤4得到的第四滤液加入碳酸钠，反应生成碳酸铬沉淀，经过滤得到第五滤液和第五滤渣，第五滤液主要组分为未反应完全的碳酸钠、硫酸根离子以及少量的铁离子、铜离子、镍离子，经过处理排放，第五滤渣为铬渣回收处理；
所述氨浸液为氨水和硫酸铵混合溶液，其中氨水的质量百分比浓度为5～20％，氨水与硫酸铵的摩尔比为1:1～2:1；
所述步骤1中，浸出温度为20～50℃，浸出时间为60～150min；
所述步骤2中，加入硫化钠的量为理论计算量的1.05～1.3倍；
在所述步骤2中，加入硫化钠后反应生成硫化铜沉淀的过程是升温至80～100℃后，搅拌20～60min，冷却至室温；
所述步骤3中，加入氢氧化钠调节溶液的pH值至11～13.5；
所述步骤3中，加入氢氧化钠后反应生成氢氧化镍沉淀的过程是：升温至80～100℃后，搅拌20～60min，冷却至室温；
所述步骤4中，所述硫酸的质量百分比浓度为10～30％，酸浸温度为30～80℃，浸出时间为30～120min；
在所述步骤5中，碳酸钠的加入量为理论量的1.1～1.5倍；
在所述步骤5中，碳酸钠加入后反应生成碳酸铬沉淀的过程是：升温至80～100℃后，搅拌20～60min，冷却至室温。
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