CN104726719A - 一种重金属废渣的洗涤回收方法 - Google Patents

一种重金属废渣的洗涤回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种重金属废渣的洗涤回收方法，首先向重金属废渣中加入一定量的浆化剂，并快速搅拌，对所述废渣进行浆化处理；将浆化处理后的废渣泵入带洗涤功能的压滤机内，并采用去离子水进行淋洗处理，得到含有价金属的洗涤液；将所述洗涤液送入离子交换吸附柱进行吸附处理，并采用离子交换树脂对所述洗涤液中的重金属离子进行富集，得到富集有高浓度重金属离子的酸性脱附液。该方法提高了溶解态重金属的释放速率，减少了洗涤用水体积，提高了洗涤水中的重金属浓度，从而实现了废渣中可溶态重金属的综合利用。

Description

一种重金属废渣的洗涤回收方法
技术领域
本发明涉及重金属处理技术领域，尤其涉及一种重金属废渣的洗涤回收方法。
背景技术
目前，有色金属在湿法冶炼过程中会产生大量高重金属含量的冶炼废渣，这些废渣属于《国家危险废物名录(2008年版)》中的危险废物，按照危险废物的相关管理要求对其稳定化安全填埋处置，存在处理成本高(一般大于1000元/吨)等问题。湿法冶炼废渣的主要环境风险来源于废渣表面可溶态的重金属离子，相对于其他重金属废渣而言，湿法冶炼废渣中可交换态重金属离子浓度高，能够通过洗涤法分离。
但现有技术中常规的洗涤法回收湿法冶炼废渣主要存在如下几点问题：首先在传统浆化过程中，可溶态重金属释放缓慢，洗涤过程清水消耗过大；其次，洗涤液中有价金属浓度过低，洗涤液中有价金属的综合利用难度较大，综合利用经济价值不高；再次，若采用传统的萃取等富集工艺对洗涤液进行综合利用，存在设备投资大、产生萃余液等重金属废水二次污染等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种重金属废渣的洗涤回收方法，该方法提高了溶解态重金属的释放速率，减少了洗涤用水体积，提高了洗涤水中的重金属浓度，从而实现了废渣中可溶态重金属的综合利用。
一种重金属废渣的洗涤回收方法，所述方法包括：
步骤1、向重金属废渣中加入一定量的浆化剂，并快速搅拌，对所述废渣进行浆化处理；其中，所述浆化剂的组成包含EDTA、壳聚糖和H2SO4；
步骤2、将浆化处理后的废渣泵入带洗涤功能的压滤机内，并采用去离子水进行淋洗处理，得到含有价金属的洗涤液；
步骤3、将所述洗涤液送入离子交换吸附柱进行吸附处理，并采用离子交换树脂对所述洗涤液中的重金属离子进行富集，得到富集有高浓度重金属离子的酸性脱附液。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，该方法提高了溶解态重金属的释放速率，减少了洗涤用水体积，提高了洗涤水中的重金属浓度，从而实现了废渣中可溶态重金属的综合利用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1所示为本发明实施例所提供的重金属废渣的洗涤回收方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例所提供的重金属废渣的洗涤回收方法流程示意图，所述方法包括：
步骤1、向重金属废渣中加入一定量的浆化剂，并快速搅拌，对所述废渣进行浆化处理；
在该步骤中，对废渣进行浆化处理能够充分释放废渣固体表面可溶态的重金属离子；其中，所述浆化剂的组成包含EDTA、壳聚糖和H2SO4。
具体实现中，浆化剂的加入量为所述废渣质量的0.5～1倍之间，并优选为0.5倍；搅拌的转速为150～200r/min之间，并优选为200r/min；搅拌的时间为3～5min之间，并优选为5min。
在上述浆化剂的组成成分中：
壳聚糖的浓度为20～100mg/L，并优选为60mg/L；EDTA的浓度为5～50mg/L，并优选为20mg/L；并在混溶后，采用H2SO4调节所述浆化剂的pH值至3.0～4.0，并优选pH值为3.0。
步骤2、将浆化处理后的废渣泵入带洗涤功能的压滤机内，并采用去离子水进行淋洗处理，得到含有价金属的洗涤液；
在该步骤中，所述压滤机滤布的孔径为60～90目之间，并优选为70目；所采用去离子水的水量为废渣重量的6～8倍之间，并优选为8倍。
步骤3、将所述洗涤液送入离子交换吸附柱进行吸附处理，并采用离子交换树脂对所述洗涤液中的重金属离子进行富集，得到富集有高浓度重金属离子的酸性脱附液。
在该步骤中，所述离子交换吸附柱的吸附滤速为15～20m/h，并优选为15m/h；
进一步对所述离子交换树脂采用先酸后碱的脱附流程，酸性脱附剂为3％～5％的H2SO4，并优选3％的H2SO4；碱性脱附剂为3％～5％的NaOH，并优选3％的NaOH。
这里，所采用的离子交换树脂包括：001型阳离子交换树脂、D001型阳离子交换树脂、D113型阳离子交换树脂或D402型阳离子交换树脂，并优选为D402型阳离子交换树脂。
具体实现中，还可以将离子交换吸附柱的出水作为浆化处理与洗涤处理的原水继续循环使用，实现综合利用。
另外，在经过所述步骤2的处理后，还可以进一步将洗涤后产生的废渣压滤处理，并进行稳定化处置，具体包括：
向洗涤后的废渣中投加0.5％～3％的CaO、0.1％～0.6％的MnSO4.H2O、0.2％～0.7％的KMnO4，以及0.1％～0.4％的二甲基二硫代胺基甲酸钠，并快速搅拌4～10min，稳定化反应1h后，送渣场堆存处置。
这里优选的，CaO的投加量为优选3％；MnSO4.H2O的投加量优选为0.6％；KMnO4的投加量优选为0.7％；且所述快速搅拌的时间优选为5min。
下面以具体的实例对上述方法的处理过程进行详细说明：
(1)首先，向重金属废渣中加入质量为湿渣质量0.5～1倍的浆化剂，在转速为150～200r/min的条件下快速搅拌，搅拌时间为3～5min，搅拌得到浆化后的重金属废渣。浆化剂为硫酸、壳聚糖、EDTA等复配混合溶液，其中壳聚糖浓度为20～100mg/L、EDTA浓度为5～50mg/L，混溶后，用硫酸调节浆化剂的pH至3.0～4.0。
(2)再将浆化后的废渣泵入带洗涤功能的压滤机内，采用去离子水及部分回用的吸附出水对其进行洗涤处理。洗涤液作送离子交换吸附柱进行吸附处理。压滤机的滤布孔径选择60～90目之间。洗涤用水量为废渣重量的6～8倍。
(3)洗涤液送离子交换吸附柱进行吸附处理，吸附滤速为15～20m/h。吸附剂为阳离子交换树脂，吸附剂经脱附后可重复使用。
上述脱附处理的具体过程为：吸附柱达到穿透状态后，采用脱附剂将离子交换树脂上的有价金属进行脱附处理。这里脱附剂分为酸性脱附剂与碱性脱附剂两种，酸性脱附剂为3％～5％的H2SO4，碱性脱附剂为3％～5％的NaOH溶液，采用先酸后碱的脱附方式，酸性脱附过程产生含有高浓度有价金属的酸性脱附液。
另外，上述离子交换吸附柱的出水可作为浆化处理与洗涤处理的原水继续循环使用，实现综合利用。
进一步的，上述酸性脱附液经湿法冶炼工艺的净液除杂工序去除杂质后，可采用电积的方式，回收有价金属，进一步实现综合利用；
同时还可以对洗涤后产生的废渣压滤后稳定化处置，具体是向洗涤后的废渣中投加0.5％～3％的CaO、0.1％～0.6％的MnSO4.H2O、0.2％～0.7％的KMnO4、0.1％～0.4％的二甲基二硫代胺基甲酸钠，快速搅拌4～10min，稳定化反应1h后，送渣场堆存。
综上所述，上述实施例所述回收方法的优点如下：
(1)通过浆化处理，实现了重金属废渣中可溶态重金属的快速释放，减少了洗涤用水体积，提高了洗涤水中重金属浓度；
(2)采用离子交换吸附对低浓度洗涤液中的重金属进行快速回收，具有投资运行成本低、操作简便、脱附液有价金属浓度高等优点；
(3)吸附出水可返回浆化与洗涤工序回用，避免了二次污染问题；
(4)不仅能够回收重金属废渣中有价金属，创造一定的经济效益，而且能够显著降低重金属废渣中可溶态重金属的含量，降低了废渣的稳定化处理的成本，具有较高的推广应用价值。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种重金属废渣的洗涤回收方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、向重金属废渣中加入一定量的浆化剂，并快速搅拌，对所述废渣进行浆化处理；其中，所述浆化剂的组成包含EDTA、壳聚糖和H2SO4；
步骤2、将浆化处理后的废渣泵入带洗涤功能的压滤机内，并采用去离子水进行淋洗处理，得到含有价金属的洗涤液；
步骤3、将所述洗涤液送入离子交换吸附柱进行吸附处理，并采用离子交换树脂对所述洗涤液中的重金属离子进行富集，得到富集有高浓度重金属离子的酸性脱附液。
2.根据权利要求1所述重金属废渣的洗涤回收方法，其特征在于，在步骤1中：
所述浆化剂的加入量为所述废渣质量的0.5～1倍之间，并优选为0.5倍；
搅拌的转速为150～200r/min之间，并优选为200r/min；
搅拌的时间为3～5min之间，并优选为5min。
3.根据权利要求1或2所述重金属废渣的洗涤回收方法，其特征在于，所述浆化剂的组成成分中：
壳聚糖的浓度为20～100mg/L，并优选为60mg/L；EDTA的浓度为5～50mg/L，并优选为20mg/L；并在混溶后，采用H2SO4调节所述浆化剂的pH值至3.0～4.0，并优选pH值为3.0。
4.根据权利要求1所述重金属废渣的洗涤回收方法，其特征在于，在步骤2中：
所述压滤机滤布的孔径为60～90目之间，并优选为70目；
所采用去离子水的水量为废渣重量的6～8倍之间，并优选为8倍。
5.根据权利要求1所述重金属废渣的洗涤回收方法，其特征在于，在步骤3中：
所述离子交换吸附柱的吸附滤速为15～20m/h，并优选为15m/h；
进一步对所述离子交换树脂采用先酸后碱的脱附流程，酸性脱附剂为3％～5％的H2SO4，并优选3％的H2SO4；碱性脱附剂为3％～5％的NaOH，并优选3％的NaOH。
6.根据权利要求1或5所述重金属废渣的洗涤回收方法，其特征在于，在步骤3中：
所采用的离子交换树脂包括：001型阳离子交换树脂、D001型阳离子交换树脂、D113型阳离子交换树脂或D402型阳离子交换树脂，并优选为D402型阳离子交换树脂。
7.根据权利要求1所述重金属废渣的洗涤回收方法，其特征在于，在步骤3中：
将离子交换吸附柱的出水作为浆化处理与洗涤处理的原水继续循环使用。
8.根据权利要求1所述重金属废渣的洗涤回收方法，其特征在于，在经过所述步骤2的处理后，进一步将洗涤后产生的废渣压滤处理，并进行稳定化处置，具体包括：
向洗涤后的废渣中投加0.5％～3％的CaO、0.1％～0.6％的MnSO4.H2O、0.2％～0.7％的KMnO4，以及0.1％～0.4％的二甲基二硫代胺基甲酸钠，并快速搅拌4～10min，稳定化反应1h后，送渣场堆存处置。
9.根据权利要求8所述重金属废渣的洗涤回收方法，其特征在于，
所述CaO的投加量为优选3％；
所述MnSO4.H2O的投加量优选为0.6％；
所述KMnO4的投加量优选为0.7％；
且所述快速搅拌的时间优选为5min。
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