CN104928478B - 一种电镀污泥综合回收有价金属的方法 - Google Patents

一种电镀污泥综合回收有价金属的方法 Download PDF

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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

一种电镀污泥综合回收有价金属的方法
技术领域
[0001 ]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
[0002]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。
[0003]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,g卩可以最低限度的降 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。
[0004]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:
[0005] (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(Cr03)还原成毒性较低的三价铬(Cr203)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。
[0006] ⑵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。
[0007] ⑶湿法冶金法,中国专利CN 102417987A采用“电镀污泥酸分解一浸出液净化除 铬铁一 P204除杂一 P507富集一浓缩结晶”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。
[000S] (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。
[0009] (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
[0010] 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。
[0011] 为了实现本发明的上述目的,本发明所采用的技术方案是:
[0012] 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:
[0013] 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;
[0014] 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;
[0015] 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;
[0016] 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;
[0017] 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。
[0018] 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。
[0019] 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2〇〜5〇°C,浸出时间 为60〜150min。
[0020] 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。
[0021] 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80〜10〇r后,搅拌20〜60min,冷却至室温。
[0022] 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。
[0023] 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80〜1〇〇。(:后,搅拌20〜60min,冷却至室温。
[0024] 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°C,浸出时间为30〜120min。
[0025] 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。
[0026] 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°C后,搅拌20〜60min,冷却至室温。
[0027]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
[0028]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
[0029]下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0030]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:
[0031]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 °C,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;
[0032]步骤2:步骤1得到含铜和镍的溶液,加入硫化钠(加入量为理论量的丨.05〜i . 3 倍),反应生成硫化铜沉淀,升温至80〜100 °C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;
[0033]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°C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;
[0034]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3〇〜120min,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
[0035]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〜丨.5倍),反 应生成碳酸铬沉淀,升温至80〜100°C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;
[0036]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。
[0037]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。
[0038]下面通过列举具体实施例对本发明进行说明:
[0039] 实施例1
[0040]取某电镀企业的电镀污泥100kg (千基,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°C,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8〇L,升温至8(TC搅拌3〇min,冷却 后过滤,滤渣纟工过洗漆、干丨栄得到粗硫化铜8 • lkg;滤液在室温条件下加入1〇 %的氨氧化纳 溶液110L,升温至80°C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°C条件下,调节pH至在3.0-3.5之间,搅拌9〇min,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。
[0041] 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%、〇为6.6%),加入到31113氨浸液中(氨的浓度为10%),调节温度至301:,搅拌3}1,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°C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 °C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°C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I5%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10 lk§。

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°C,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80〜10(TC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°C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1〇〜30%,酸浸温度为3〇〜8(TC,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8〇〜100°C后,搅 拌20〜60min,冷却至室温。
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