CN100564553C - 不锈钢污泥中镍铬回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种环保行业的资源回收利用技术，具体是指一种在不锈钢废水处理过程中产生的污泥中的镍、铬回收利用的方法。本发明是把污泥中的镍、铬通过盐的方式与其它钙、铁等不同离子有效分离，通过设置多个反应池，在每个反应池中加入一定量的酸或碱，控制pH值，根据无机化合物的不同溶解度来有效分离各物质，为了更好地保护环境、提高重金属的利用率，把第二个反应池中出来的滤饼再进行循环回收利用。本发明的优点是可以有效解决不锈钢生产企业的污染问题，而且通过回收镍、铬盐，由于镍、铬盐本身的市场价值，完全可以把治理污染所支出的费用回收，最终都会有赢利。本工艺方式简单，工业原料普遍，适合广泛推广使用。

Description

不锈钢污泥中镍铬回收方法
技术领域
本发明涉及属于环保行业的资源回收利用技术，具体是指一种在不锈钢废水处理过程中产生的污泥中的镍、铬回收利用的方法。
技术背景
镍、铬等重金属对自然界有严重的危害，对人及生物都具有严重的毒害，在外界环境的作用下有可能转化为毒性更强的化合物，通过食物链等方式，这种重金属会进入人体，造成不同程度的中毒现象，最终危害人体健康。重金属在水体中不能降解，容易形成沉淀并积聚在排水口附近的底泥中，成为厂区附近长期的次生污染源而危害子孙后代。因此减少废水中有害重金属元素排放总量是保护生态环境可持续发展的重要指标。
目前，随着我国经济的不断发展，工业不锈钢的生产与需求量不断增加，而目前普遍使用的不锈钢的生产工艺决定了其污染的严重性，产生大量的重金属污泥，如不及时、有效地处理，则会严重危害自然及人类的长期生存。环境污染已成为我国严重问题，一些污染将长期影响我国的持续发展。因此，我们有必要把不锈钢污水厂生产过程中所产生的含重金属的污泥进行处理，以杜绝对环境的污染。
在传统的环保处理过程中，即使能把废水厂所生产的污染物处理干净，但同时将付出巨大的经济代价或产生二次污染，最终还是不能有效把环境问题得到治理。针对这样的现状，发明人在多次试验的基础上，提出了一种可以实现不会造成二次污染的方法，有效处理工厂的污染环境问题。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提出一种新的回收方法，可以有效把不锈钢废水厂所产生的重金属回收利用。
本发明是通过下述技术方案得以实现的：
不锈钢污泥中镍铬回收方法，其特征是按下述步骤进行的：
(1)把不锈钢废水产生的污泥送到第一个反应池，往反应池中加入酸，调节PH至1.5～3.5，进行充分反应；
(2)反应后，进行过滤，把滤饼排出，进行综合处理，把清液送到第二个反应池；
(3)往第二个反应池中加入碱，调节PH至4.5～6.0，进行充分反应；
(4)把第二个反应池中的滤料进行过滤，清液进入镍铬回收装置，滤饼重新回到第一个反应池的进口，与新加入的污泥一起进入第一个反应池进行循环回收；
(5)将清液通过镍铬回收装置，分别可得镍盐、铬盐。
一般情况下，不锈钢生产企业所排出的污泥的重金属成份较为固定的，主要是铁、镍、铬，这也是由于不锈钢生产企业的工艺所决定的。当然，其中的成份含量虽会有一定的变化，但还是有一个相对稳定的含量的。所以在本发明的描述中，对于不锈钢生产企业所产生的污泥中含铁、镍、铬的量不再重点陈述。
在本发明中，往反应池中加入污泥，除了两种重金属镍、铬外，还有一些主要的金属物质，钙的含量相对较多，为了能有效回收重金属镍、铬，本发明中必须把钙、铁从重金属镍、铬中分离出来，尤其是在后面把镍、铬以盐的形式析出是更需要把钙、铁予以去除。所以本发明从整个设计流程来看，基本是围绕着如何不造成二次污染，同时能有效分离出有用的重金属的原理出发的。
在第一个反应中，把污泥加入并把酸加入进去，其中的酸含硫酸或氢氟酸根离子可以有效把钙离子、铁离子析出，同时通过酸，把PH值进行调节，使钙离子、铁离子在硫酸根离子的作用下尽可能多的析出。在这个工艺步骤中，主要是把钙离子完全析出，同时去除大部分的铁离子，确保所需的重金属镍、铬不会析出。通过对硫酸钙、硫酸铁的溶解度，基本可以确定一定的硫酸量及PH的调节范围，实现上述目的。上述第一个反应池中的PH1.5～4.0可以基本达到设计目的。钙离子基本完全析出，而铁离子大部析出。
为了进一步把铁离子与镍、铬相分离，必须采取第二次反应及沉降析出。也就是在第二个反应池中，通过加入碱，调节PH，使铁及部分铬离子所形式的盐进一步析出，而镍、部分铬仍保持离子态。此时调节PH4.5～6.0也是根据各种不同盐的化学特性、工艺要求来决定的。
为了更好实现环保，在第二次反应后，把沉降所得的过滤固料再回到第一个反应池的进口。这样有两个好处，一是可以把过滤固料中可能存在的镍、铬再回收，同时也可以把铁进一步分离，否则仍可能是一种环境的污染源。
最后的步骤是把离子态的镍、铬通过离子交换过饱和层析原理析出。
作为优选，上述的回收方法，所述的加入酸为浓硫酸、氢氟酸，调节PH至2.0～3.0。用浓硫酸，一是从经济的角度来分析其可行性，二是浓硫酸与污泥的反应会更强烈、反应会进行更彻底，尤其是当浓硫酸与清水一起加入到污泥时，反应的效果会更佳。所以根据污泥料的水份含量状态，可以适当加入一定的水量，确保镍、铬的离子态存在，同时加强反应程度。作为更佳选择，所述的加入酸后，调节PH至2.3～2.6。这个PH值，更多的是发明人通过大量的实验所得出的数据，具有更佳经济效果。当然，不同的污泥成份，最终确定的PH值会有所差异，但基本是围绕PH 2.5周围进行较好。
作为优选，上述的回收方法，所述的往第二个反应池中加入烧碱、纯碱，调节PH至4.8～5.6。烧碱、纯碱都含有钙离子，这样对于整个工艺中不会引入太多的杂质离子，否则，最后想纯化镍、铬盐或提纯镍、铬盐，会引起二次、三次的离子分离过程，增加工艺、增加经济负担。所以一般选择上述两种，最常用的还是烧碱，可以说是最佳的选择。作为更佳选择，在选择PH值时，一般会调节PH至4.9～5.3。
作为优选，上述的回收方法，所述的清液在镍铬回收装置中通过离子交换装置进行过饱和层析离子交换，分别回收镍盐、铬盐。
有益效果：本发明在实际生产过程中，可以有效解决不锈钢生产企业的污染问题，而且通过回收镍、铬盐，由于镍、铬盐本身的市场价值，完全可以把治理污染所支出的费用回收，最终都会有赢利。本工艺方式简单，工业原料普遍，适合广泛推广使用。
附图说明
图1回收方法的工艺流程示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施情况作进一步的说明
实施例1
取100g不锈钢废水污泥，放置于第一个反应池中，加入清水400g，再加入12g浓硫酸，可得PH值为2.0，经过充分反应后过滤，去除滤饼，把清液401g送到第二个反应池中，往第二个反应池中加入烧碱23g，可得PH值为6.1，进行充分反应。再把反应物进行过滤，把所得滤饼再送到第一个反应池中，与新加入的污泥进行再回收利用。再把清液送到离子交换装置，进行离子交换，可得含硫酸镍的溶液14g和含硫酸铬的液体3g，经测定：其中含硫酸镍的溶液的浓度为60g/L，含硫酸铬的溶液的浓度为80g/L。在附图中的过滤固料就是在第二个反应池出来的滤饼，仅是称谓不同。
实施例2
按实施例1的方式进行操作，不同批次的不锈钢废水污泥100g，放置于第一个反应池中，加入清水400g，再加入13g浓硫酸，可得PH值为1.9，经过充分反应后过滤，去除滤饼，把清液400g送到第二个反应池中，往第二个反应池中加入烧碱21g，可得PH值为5.2，进行充分反应。再把反应物进行过滤，把所得滤饼再送到第一个反应池中，与新加入的污泥进行再回收利用。再把清液送到离子交换装置，进行离子交换，可得含硫酸镍的溶液16g和含硫酸铬的液体4g，经测定：其中含硫酸镍的溶液的浓度为61g/L，含硫酸铬的溶液的浓度为82g/L。
实施例3
按实施例1的方式进行操作，不同批次的不锈钢废水污泥100g，放置于第一个反应池中，加入清水400g，再加入11g浓硫酸，可得PH值为2.7，经过充分反应后过滤，去除滤饼，把清液403g送到第二个反应池中，往第二个反应池中加入烧碱20g，可得PH值为4.8，进行充分反应。再把反应物进行过滤，把所得滤饼再送到第一个反应池中，与新加入的污泥进行再回收利用。再把清液送到离子交换装置，进行离子交换，可得含硫酸镍的溶液18g和含硫酸铬的液体5g，经测定：其中含硫酸镍的溶液的浓度为56g/L，含硫酸铬的溶液的浓度为74g/L。
实施例4
按实施例1的方式进行操作，不同批次的不锈钢废水污泥100g，放置于第一个反应池中，加入清水400g，再加入8g氢氟酸，可得PH值为2.1，经过充分反应后过滤，去除滤饼，把清液401g送到第二个反应池中，往第二个反应池中加入烧碱27g，可得PH值为5.8，进行充分反应。再把反应物进行过滤，把所得滤饼再送到第一个反应池中，与新加入的污泥进行再回收利用。再把清液送到离子交换装置，进行离子交换，可得含硫酸镍的溶液21g和含硫酸铬的液体5g，经测定：其中含硫酸镍的溶液的浓度为52g/L，含硫酸铬的溶液的浓度为71g/L。

Claims (6)

1、不锈钢污泥中镍铬回收方法，其特征是按下述步骤进行的：
(1)把不锈钢废水产生的污泥送到第一个反应池，往反应池中加入浓硫酸或氢氟酸，调节PH至1.5～3.5，进行充分反应；
(2)反应后，进行过滤，把滤饼排出，进行综合处理，把清液送到第二个反应池；
(3)往第二个反应池中加入烧碱或纯碱，调节PH至4.5～6.0，进行充分反应；
(4)把第二个反应池中的滤料进行过滤，清液进入镍铬回收装置，滤饼重新回到第一个反应池的进口，与新加入的污泥一起进入第一个反应池进行循环回收；
(5)将清液通过镍铬回收装置，分别可得镍盐、铬盐。
2、根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于所述的加入酸后，调节PH至2.0～3.0。
3、根据权利要求2所述的回收方法，其特征在于所述的酸调节PH至2.3～2.6。
4、根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于所述的往第二个反应池中加入碱，调节PH至4.8～5.6。
5、根据权利要求4所述的回收方法，其特征在于所述的往第二个反应池中调节PH至4.9～5.3。
6、根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于所述的清液在镍铬回收装置中通过离子交换装置进行过饱和层析离子交换。
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