CN101333007A

CN101333007A - 从含铬电镀污泥中回收重铬酸钠的方法

Info

Publication number: CN101333007A
Application number: CNA2008100634213A
Authority: CN
Inventors: 郭茂新; 孙培德
Original assignee: Zhejiang Gongshang University
Current assignee: Zhejiang Gongshang University
Priority date: 2008-08-07
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2008-12-31

Abstract

从含铬电镀污泥中回收重铬酸钠的方法。电镀污泥按一定比例与Na₂CO₃混合后在一定的温度下焙烧，生成Na₂CrO₄，使Cr³⁺氧化成Cr⁶⁺铬，铝、锌成相应的氧化物；通过水浸使Cr、Al、Zn溶于液体中生成各自的盐，过滤分离含有Ni、Cu、Fe、Ca、Mg等金属的固体；对Na₂CrO₄溶液水解酸化转化并除去Al₂(OH)₃、Zn(OH)₂，实现Zn、Al与Cr的分离；含铬溶液再酸化为重铬酸钠(Na₂Cr₂O₇)，浓缩至一定体积后冷却，过滤分离除去硫酸钠；重铬酸钠溶液浓缩结晶、离心、干燥得成品重铬酸钠。本发明采用钠化氧化法，从含铬电镀污泥中铬回收效率大于90％，实现了电镀污泥的资源化利用。

Description

从含铬电镀污泥中回收重铬酸钠的方法

技术领域

本发明属于化工或环保技术领域，涉及固废处理处置、资源回收利用技术，尤其是电镀污泥中重金属的资源化回收利用技术，具体为从含铬电镀污泥中回收重铬酸钠的方法。

背景技术

电镀污泥是电镀废水处理的产物。由于电镀废水的重金属含量高，在采用各种物理化学方法对电镀废水进行处理后，废水中的重金属形成沉淀物进入电镀污泥，使电镀污泥成为含有一定量有毒有害重金属的危险固废。处置不当可能成为引起地表水、土壤、地下水污染的二次污染物，甚至危及生物链，造成严重的生态危害。但是经过适当方式处理后，污泥中的重金属可以转化为有用物质，将电镀污泥变废为宝，化害为利。

电镀污泥回收重金属是将电镀污泥中的重金属进行酸浸，以重金属离子态或络合离子态浸出，然后用混合氨性溶液或有机溶液将浸出液中的重金属元素进行分离和选择性回收。近年来，电镀污泥无害化、资源化处理研究已发展成多种方法，有酸溶-化学法分离多组分、氨浸(或酸溶)、有机溶剂萃取分离多组分工艺，以及化学分离、萃取分离、电化学分离相结合的分离方法等。如采用酸浸-化学法处理电镀污泥，在常温下用稀酸浸出电镀污泥中所有的有价金属，经过滤分离出酸浸渣和酸浸液，用铁屑置换上述酸浸液中的铜，经过滤分离出海绵铜和置换母液；将母液加热，用黄钠铁矾法去除溶液中的Fe、Cr、Ca，经过滤分离出黄钠铁矾渣及含Ni净化液。实现从铜、镍电镀污泥中提取海绵铜和硫酸镍。

电镀污泥中回收铬主要有酸浸氧化法、氨络合转化-铁氧体法、溶剂萃取法等。酸浸氧化法即利用酸将污泥中的重金属浸出后，加入某种氧化剂使Cr³⁺转化为Cr⁶⁺，在氧化过程中，其他金属多以氢氧化物的形式沉淀下来。然后，用NaOH或KOH调节pH到7～11，使溶液中残余的金属杂质Mn、Zn、Fe、Ca、Mg等充分沉淀，再将溶液过滤便得到较纯的铬酸盐溶液。以净化后的铬酸钠或铬酸钾为原料，可以根据实际需要采用不同的成品制取工艺进行回收利用。采用氨浸-催化水解技术处理电镀污泥，加速铬的水解沉淀速率，获得了从体系中提取铬铁的效果。

Zhang Yi等人将多组分的电镀污泥用NH_3-(NH₄)₂SO₄溶液浸出，Cu-Ni-Zn体系转化为氨络合物Me(NH₃)₂SO₄而稳定在液相，污泥中的Fe、Cr元素则生成惰性铬铁沉淀，从而有效的将Fe、Cr与其它元素Cu、Zn、Ni等分离，然后在温度140℃和0.1-0.2MPa的氧分压，将形成的铁铬渣用烧碱溶液浸泡，使其中的Cr和Fe元素分别生成铬酸盐和Fe₂O₃。

武汉冶炼厂将一定量的水和硫酸加入到污泥中，沸腾后静止30min，过滤，滤液移至冷冻槽，然后加入理论量1～2.5倍的硫酸铵，使生成的硫酸铬和硫酸铁转变为铬铵矾和铁铵矾，然后根据其在低温(75℃)条件下溶解度的不同而达到铬、铁分离的目的。

综上所述，电镀污泥中回收铬的工艺过程主要包括以下几个阶段：预处理、浸出、溶液的净化、相似元素分离和析出化合物或金属，其中，浸出是决定金属回收率的关键一步。污泥经过预处理后，利用浸出剂与原料作用，使其中的有价金属变为可溶性化合物进入水相，并与进入固相的伴生元素初步分离。上述方法用大量的硫酸和硫酸铵，生产的废水酸性强，含有大量的氨，产生氨氮二次污染。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术产生二次污染的弊端，提供一种用钠化氧化方法回收电镀污泥中的重铬酸钠的方法。采用的含铬电镀污泥，其铬含量为污泥重量的8～9％，本发明电镀污泥中铬的回收效率大于90％。

本发明的回收方法包括以下步骤：

(1)将电镀污泥烘干，按1∶1重量比与Na₂CO₃混合后，在600～650℃条件下焙烧，钠化氧化，生成Na₂CrO₄；

(2)将焙烧后的物料进行水浸，溶出Na₂CrO₄，过滤除去污泥；

(3)将滤液用硫酸调pH至中性，析出Al₂(OH)₃和Zn(OH)₂絮状沉淀；过滤除去Al₂(OH)₃和Zn(OH)₂沉淀物，收集含铬滤液；

(4)将含铬滤液用硫酸进一步调节pH至3～4，蒸发浓缩至原体积的20％后冷却，过滤分离除去硫酸钠固体，得到重铬酸钠溶液；

(5)将重铬酸钠溶液浓缩结晶，离心，干燥得成品重铬酸钠。

本发明的工艺流程进一步叙述如下：

电镀污泥先经过烘干，按一定比例与Na₂CO₃混合后在一定的温度下焙烧，污泥中的铬生成Na₂CrO₄，铝、锌生成相应的氧化物；通过水浸使Cr、Al、Zn溶于液体中生成各自的盐，溶出铬酸钠，过滤分离含有Ni、Cu、Fe、Ca、Mg等金属的固体；对滤液水解酸化，过滤除去Al₂(OH)₃、Zn(OH)₂，实现Cr与Zn、Al的分离；含铬溶液进一步酸化使铬酸钠氧化成重铬酸钠，浓缩至一定体积后冷却，过滤分离除去硫酸钠，得到重铬酸钠溶液；重铬酸钠溶液浓缩结晶、离心、干燥可得成品重铬酸钠。

本发明的反应原理如下：

(1)、钠化氧化预处理

采用钠化氧化方法，在一定温度条件下将污泥中的氢氧化铬转化为铬酸钠，方程式为：

2Cr(OH)₃+2Na₂CO₃+3/2O₂＝＝＝＝2Na₂CrO₄+2CO₂↑+3H₂O

2Al(OH)₃＝＝＝＝Al₂O₃+3H₂O

Zn(OH)₂＝＝＝＝ZnO+H₂O

Al₂O₃+Na₂CO₃＝＝＝＝2NaAlO₂+CO₂↑

ZnO+Na₂CO₃＝＝＝＝Na₂ZnO₂+CO₂↑

(2)、除杂

除杂反应式如下：

2NaAlO₂+H₂SO₄+2H₂O＝＝＝＝2Al(OH)₃↓+Na₂SO₄

Na₂ZnO₂+H₂SO₄＝＝＝＝Zn(OH)₂↓+Na₂SO₄

(3)、铬酸钠酸化为重铬酸钠

重铬酸钠制取反应方程式：

2Na₂CrO₄+H₂SO₄＝＝＝＝Na₂Cr₂O₇+Na₂SO₄+H₂O

将含铬酸钠溶液酸化浓缩去杂得到重铬酸钠溶液。

附图说明

图1为本发明的钠化氧化法回收重铬酸钠工艺流程图。

具体实施方式

(1)、电镀污泥的钠化氧化

取含铬电镀污泥，测得铬含量为8.9％，用Na₂CO₃按1∶1重量比与其充分混合后，在马福炉上焙烧，焙烧温度600～650℃，时间2小时；取出后用重量倍10倍量的水浸泡，溶出铬酸钠(Na₂CrO₄)，水浸时间1小时；过滤分离污泥，滤出铬酸钠溶液。

(2)、除杂

将滤出的铬酸钠溶液pH调至7.5，在90～95℃的温度下，水解生成絮状Zn、Al的氢氧化物，过滤去除氢氧化锌和氢氧化铝；

再将滤液加硫酸调至pH4±0.1，铬酸钠转化为重铬酸钠，并对溶液加热浓缩至原体积的20％，冷却后析出硫酸钠，过滤除去硫酸钠，得滤液和洗涤液；

(3)、重铬酸钠制取

除杂后的重铬酸钠溶液进一步浓缩至原体积的

，溶液冷却后表面出现薄膜，继续冷却析出晶体，抽滤后得到橙黄色重铬酸钠晶体，烘干得到铜褐色重铬酸钠成品。

以上实施例使用20克电镀污泥，测得铬含量为1.78克，为污泥重量的8.9％。回收六价铬1.62克，铬回收率为91％。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

(1)、采用钠化氧化方法将污泥中的三价铬氧化成六价铬，并用水浸溶出，工艺简易可行；

(2)、除杂过程硫酸用量少，操作简便，无二次污染；

(3)、回收效率高，铬回收率大于90％。

Claims

1、从含铬电镀污泥中回收重铬酸钠的方法，所述含铬电镀污泥为含Cr、Al、Zn的污泥，其中铬含量为8～9％，其特征在于以下步骤：

(3)将滤液用硫酸调pH至中性，析出Al₂(OH)₃和Zn(OH)₂絮状沉淀；过滤除去Al₂(OH)₃和Zn(OH)₂沉淀物，收集含铬酸钠滤液；

(4)将含铬酸钠滤液用硫酸进一步调节pH至4，蒸发浓缩至原体积的20％后冷却，过滤分离除去硫酸钠固体，得到重铬酸钠溶液；

(5)将重铬酸钠溶液浓缩结晶，离心，干燥得成品重铬酸钠。