CN100547092C - 电镀污泥中有价金属的回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电镀污泥中有价金属的回收方法，先对电镀污泥进行酸解，过滤澄清，再将清液A进行晒场浓缩，然后，将浓缩液经复盐反应，结晶分离出铜离子、镍离子的混晶，滤液B继续浓缩，浓缩液再经复盐反应，结晶分离出铬离子晶体。本发明工艺简单，设备投资少、能耗极低，既回收宝贵的金属资源，又有利于治理污染，实现资源循环利用，实现环境效益、社会和经济效益的统一。

Description

电镀污泥中有价金属的回收方法
技术领域
本发明涉及电镀污泥中有价金属的回收方法，属于环保工程技术。
背景技术
目前，人们对电镀污泥中有价金属的回收利用研究和应用的方法有：
一、溶剂萃取法：20世纪70年代瑞典提出了H-MAR与Am-MAR“浸出-溶剂萃取”工艺，使电镀污泥中铜、锌、镍的回收率达到了70％，并已形成工业化规模；美国在此工艺的基础上进行改进，使铜镍的回收率达到90％以上；我国祝万鹏等人在此基础上又进行了改进，采用氨络合分组浸出-蒸氨-水解渣酸浸-溶剂萃取-结晶分离工艺回收电镀污泥中的有价金属。该法金属回收率高，但操作过程和设备很复杂，运行成本也高。
二、氢还原法：张冠东等人研究的氨浸-焙烧-酸溶-氢还原-沉淀工艺回收电镀污泥中的有价金属。该法金属回收率高，工序多、对设备要求高，运行成本较高。
三、铁屑置换法：陈凡植等人研究的酸浸-铁屑置换-多步沉淀-浸出渣固化回收铜、镍。该法回收了铜、镍，但铬等金属没能得到回收，且该法操作过程复杂，运行成本高。
四、多步沉淀法：徐丽阳等人研究开发的酸浸-硫化物多步沉淀分离-酸性氧化除杂等工艺分离提纯污泥中的铜、镍、铬、铁等金属。该法过程复杂，操作麻烦。
五、膜分离法：液膜分散于电镀污泥浸出液时，流动载体在膜外相界面有选择地络合重金属离子，然后在液膜内扩散，在膜内界面上解络。重金属离子进入膜内得到富集，流动载体返回膜外相界面，如此过程不断进行，重金属得到回收利用。该法装置简单，操作容易，分离效率高，但薄膜容易堵塞、寿命短，处理成本昂贵，且操作管理烦锁，投资大。
六、煅烧酸溶法：itka Jandova等人研究的对含铜污泥进行酸溶-煅烧-再酸溶，最后以硫酸铜的形式回收。该法流程简单，不添加别的试剂，但回收的铜盐含杂质较多，铜以外的金属没能得到回收。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电镀污泥中有价金属的回收方法，以治理污染，回收宝贵的金属资源，实现资源循环利用，实现环境效益、社会和经济效益的统一。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
先对电镀污泥进行酸解(加入H2SO4、H2O等)，过滤澄清，再将清液A进行晒场浓缩，然后，将浓缩液经复盐反应，结晶分离出铜离子、镍离子的混晶，滤液B继续浓缩，浓缩液再经复盐反应，结晶分离出铬离子晶体。
其中，上述滤液B也采用晒场浓缩。
上述电镀污泥酸解后的过滤是先压滤再沉降澄清，压滤的滤液A经沉降澄清后清液A进行晒场浓缩，沉降澄清后的混浊液回流至电镀污泥的酸解液中重复浸泡电镀污泥，压滤的滤渣则水洗再压滤，废渣可用于烧砖，而水洗液也回流至电镀污泥的酸解液中重复浸泡电镀污泥，以提高金属回收率。
上述复盐反应是加入(NH4)2SO4，分别生成硫酸铜铵、硫酸镍铵和硫酸铬铵。
上述铜离子、镍离子的混晶用热水溶解后，经NaH2PO2氧化还原反应，过滤、洗涤得金属铜，滤液C浓缩结晶、洗涤得硫酸镍铵晶体。
上述滤液C结晶硫酸镍铵晶体后的滤液D用于锌盐沉淀。
上述硫酸镍铵晶体用热水溶解后，经碳酸盐沉淀反应，过滤、洗涤得碳酸镍，碳酸镍加入浓硫酸溶解后，浓缩结晶得六水硫酸镍。
上述过滤、洗涤得碳酸镍后的清液C循环溶解硫酸镍铵晶体，清液C循环二次后回流至电镀污泥的酸解液中重复回收。
上述滤液B继续浓缩、(NH4)2SO4复盐反应、结晶分离得硫酸铬铵粗晶，经重结晶得硫酸铬铵。
上述结晶分离出硫酸铬铵粗晶后的清液B返回继续浓缩结晶，循环二次后与滤液D混合，用NaOH调节pH值后，加入Na3PO4沉淀反应，晒干得锌渣。
采用上述方案后，本发明不同于其它的方法优点在于：
一、采用防酸、防渗漏海边晒场自然蒸发工艺，利用海边风大、蒸发快等气候特点，将铜等金属浸出液进行自然浓缩，设备投资少、不耗能；
二、利用硫酸复盐结晶度低提取金属浸出液中的金属的工艺，工艺简单，且便产品进一步提纯；
三、利用硫酸铜铵、硫酸镍铵与硫酸铬铵的结晶度相差较大，先分离出铜镍离子，再分离出铬离子，从而达到一次即分离出铬离子的目的；
四、采用闭路循环生产工艺，生产过程不排放污染物，即生产过程洗液、滤液、清液等全部循环使用，不外排；
这样，本发明可以治理具有污染的电镀污泥，回收宝贵的金属资源，变废为宝，实现资源循环利用，实现环境效益、社会和经济效益的统一。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
如图1所示，是本发明的较佳实施例。
第一步，酸解。先向电镀污泥中加入H2SO4、H2O等进行酸解。
第二步，过滤澄清。具体采用先压滤再沉降澄清。压滤的滤液A经沉降澄清后的清液A进入第三步的晒场浓缩，沉降澄清后的混浊液回流至电镀污泥的酸解液中重复浸泡回收，压滤的滤渣则水洗再二次压滤，得到的废渣可用于烧砖，而水洗液也回流至电镀污泥的酸解液中重复浸泡回收，以提高金属回收率。
第三步，晒场浓缩。经压滤、沉降澄清的清液A输送至防酸、防渗漏的海边晒场，利用海风进行自然浓缩。浓缩至可使后续生成的硫酸铜铵、硫酸镍铵达到饱和浓度即可。
第四步，复盐反应。向晒场浓缩液中加入定量的(NH4)2SO4进行复盐反应，使浓缩液中铜离子、镍离子完全生成硫酸铜铵、硫酸镍铵。
第五步，结晶分离。将复盐反应液经结晶、洗涤，分离出硫酸铜铵和硫酸镍铵的混晶，分离后的滤液B进入第六步的再浓缩。硫酸铜铵和硫酸镍铵混晶的分离方法不受本文限制，可采用常规分离方法，也可以如本文所示进行分离。
第六步，再浓缩。第五步分离出的滤液B可采用设备浓缩，也可采用与第三步一样的晒场浓缩(设备投资更少、能耗更低)。浓缩至可使后续生成的硫酸铬铵达到饱和浓度即可。
第七步，复盐反应。向浓缩液中加入定量的(NH4)2SO4进行复盐反应，使浓缩液中铬离子完全生成硫酸铬铵。
第八步，结晶分离。将第七步复盐反应液经结晶、洗涤，分离出硫酸铬铵粗晶。硫酸铬铵粗晶经重结晶得硫酸铬铵。重结晶的滤液可以回流与复盐反应液一起再反复浓缩结晶分离。结晶分离的清液B则回流至第六步再浓缩。
本文所示实施例铜离子、镍离子的进一步分离回收见图1：
将硫酸铜铵和硫酸镍铵的混晶按完全溶解的比例用80℃的热水溶解后，按反应比例加入NaH2PO2氧化还原，保温1小时，过滤、洗涤，直接得金属铜粉，而滤液C浓缩结晶、洗涤得硫酸镍铵晶体。将硫酸镍铵晶体按完全溶解的比例用80℃的热水溶解后，经Na2CO3沉淀，过滤、洗涤得碳酸镍，碳酸镍加入浓硫酸溶解后，浓缩结晶得六水硫酸镍。而过滤、洗涤得碳酸镍后的清液C返回溶解硫酸镍铵，清液C循环二次后，钠离子的浓度较高，返回酸解浸泡电镀污泥。
其中，结晶分离出硫酸铬铵粗晶的清液B循环二次后，锌的浓度也富集到一定浓度，和浓缩结晶、洗涤得硫酸镍铵后的滤液D一起，用NaOH调节pH值后，与Na3PO4进行沉淀反应，生成磷酸盐沉淀，晒干，可得到含锌量高的锌渣，锌渣可作为回收副产品出售。
本发明的关键是以混合电镀污泥为对象，采用硫酸酸解污泥，晒场自然浓缩、硫酸复盐分步结晶提取浸出液里的铜离子、镍离子、铬离子，设备投资少、能耗极低。其中，洗液、滤液、清液等全部循环使用，不外排，有利环保。后续采用重结晶提纯硫酸铬铵；采用次磷酸钠还原使铜与镍最终以单质铜和硫酸镍铵的形式分离开来；通过碳酸镍沉淀、硫酸酸化、结晶等将硫酸镍铵转化成硫酸镍；工艺简单，治理了具有污染的电镀污泥，回收了宝贵的金属资源，变废为宝，实现资源循环利用。

Claims (9)

1、电镀污泥中有价金属的回收方法，其特征在于：先对电镀污泥进行酸解，过滤澄清，再将清液A进行晒场浓缩，然后，在浓缩液中加入(NH4)2SO4，经复盐反应，结晶分离出铜离子、镍离子的混晶，滤液B继续浓缩，浓缩液中加入(NH4)2SO4，再经复盐反应，结晶分离出铬离子晶体。
2、如权利要求1所述电镀污泥中有价金属的回收方法，其特征在于：滤液B也采用晒场浓缩。
3、如权利要求1所述电镀污泥中有价金属的回收方法，其特征在于：电镀污泥酸解后的过滤是先压滤再沉降澄清，压滤的滤液A经沉降澄清后清液A进行晒场浓缩，沉降澄清后的混浊液回流至电镀污泥的酸解液中重复浸泡电镀污泥，压滤的滤渣则水洗再压滤，废渣用于烧砖，而水洗液也回流至电镀污泥的酸解液中重复浸泡电镀污泥。
4、如权利要求1所述电镀污泥中有价金属的回收方法，其特征在于：铜离子、镍离子的混晶溶解后，经氧化还原反应，过滤、洗涤得金属铜，滤液C浓缩结晶、洗涤得硫酸镍铵晶体。
5、如权利要求4所述电镀污泥中有价金属的回收方法，其特征在于：滤液C结晶硫酸镍铵晶体后的滤液D用于锌盐沉淀。
6、如权利要求4所述电镀污泥中有价金属的回收方法，其特征在于：硫酸镍铵晶体溶解后，经碳酸盐沉淀反应，过滤、洗涤得碳酸镍，碳酸镍加入浓硫酸溶解后，浓缩结晶得六水硫酸镍。
7、如权利要求6所述电镀污泥中有价金属的回收方法，其特征在于：过滤、洗涤得碳酸镍后的清液C循环溶解硫酸镍铵晶体，清液C循环二次后回流至电镀污泥的酸解液中重复回收。
8、如权利要求1或5所述电镀污泥中有价金属的回收方法，其特征在于：滤液B继续浓缩、(NH4)2SO4复盐反应、结晶分离得硫酸铬铵粗晶，经重结晶得硫酸铬铵。
9、如权利要求8所述电镀污泥中有价金属的回收方法，其特征在于：结晶分离出硫酸铬铵粗晶后的清液B返回继续浓缩结晶，循环二次后与滤液D混合，用NaOH调节pH值后，加入Na3PO4沉淀反应，晒干得锌渣。
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