CN106244811B - 一种铜铁含量低、锡镍含量高的电镀污泥的回收利用方法 - Google Patents

一种铜铁含量低、锡镍含量高的电镀污泥的回收利用方法 Download PDF

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Abstract

本申请人提供了一种铜铁含量低、锡镍含量高的电镀污泥的回收利用方法，(1)将电镀污泥加入硫酸溶解，加入双氧水搅拌；(2)氨水调节该溶液至pH＝1～2，加入絮凝剂静置沉降后过滤；含偏锡酸的沉淀经一级、二级水洗干净，水溶液循环至步骤(1)；(3)向步骤(2)中得到的滤液中加入镍粉，搅拌，然后过滤得到铜粉以及含Fe3+、Ni2+的滤液；(4)用氨水pH＝3～4，静置沉降，过滤得到氢氧化铁的沉淀以及含Ni2+的滤液；(5)用氨水调节pH＝9～10，搅拌后静置沉降，以镀二氧化铱钛合金网状板为阳极，不锈钢为阴极，电解得到金属镍。本发明具有工艺条件容易控制，金属回收率高，容易规模化生产的优点。

Description

一种铜铁含量低、锡镍含量高的电镀污泥的回收利用方法
技术领域
本申请涉及电镀污泥的回收处理技术领域，尤其是涉及一种低含量铜铁、高含量锡镍的电镀污泥资源化处理方法。
背景技术
电镀污泥是工业电镀厂处理其废水所产生的固体废弃物，目前电镀废水的主要处理方式是加入碱液使其形成沉淀，其主要成分为Cu、Ni等重金属氢氧化物，成分较复杂。电镀污泥因为其成分复杂、重金属难降解、不稳定，被列入国家危险废弃物名录。电镀污泥不稳定、易分解流失，在外界风化、雨淋的作用下，重金属离子很容易迁徙进入生态系统，对生态平衡造成破坏，影响人类的健康。
电镀工艺主要包括镀铜、镀镍等单金属电镀以及二元合金、多元合金电镀。目前关于从电镀污泥中回收铜镍的研究较多，常用的主要回收工艺有湿法工艺和火法工艺。火法工艺因本身投资高、耗能高、金属回收率和纯度不高的特点而限制应用，湿法工艺是目前电镀污泥金属回收的常用方法，包括化学沉淀法，溶剂萃取法，离子交换法等。萃取剂价格昂贵，萃取法提取电镀污泥中重金属投资比较大。树脂交换容量相对较小，交换速度慢，实际生产中对溶液体系稳定性要求高，在浓度较高的电镀污泥浸出液金属提取、分离过程中应用较少。
专利公开号CN103290222A提出了一种从电镀污泥中回收铜和镍的方法，通过向酸浸出液中加入硫化物得到硫化铜沉淀，实现铜的分离，再通过加片碱调pH除铁和铬，引入氟化物除镁钙，最终实现镍以硫酸镍产品形式分离。此方法介绍铜和镍的分离，铜以硫化铜，后期再处理硫化铜不可避免会造成环境的二次污染，同时工艺过程中会产生氟化镁和氟化钙污泥次生污泥，镍因碳酸钠的引入必然会造成生成的硫酸镍产品纯度不高。虽涉及到了镍铜铁的分离，对于含有铜铁镍锡三种金属的电镀污泥分离较少报道。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种铜铁含量低、锡镍含量高的电镀污泥的回收利用方法。本发明具有工艺条件容易控制，金属回收率高，容易规模化生产的优点。
本发明的技术方案如下：
本申请人提供了一种铜铁含量低、锡镍含量高的电镀污泥的回收利用方法，包括以下步骤：
(1)将电镀污泥加入硫酸溶解，然后加入双氧水，搅拌得到含Sn4+、Cu2+、Fe3+、Ni2+的溶液；
(2)使用氨水调节该溶液至pH＝1～2，加入用量为溶液体积0.5％的絮凝剂静置沉降后，经过滤得到含偏锡酸的沉淀，以及含Cu2+、Fe3+、Ni2+的滤液；含偏锡酸的沉淀经一级、二级水洗干净，二级水洗后的水溶液循环至步骤(1)的硫酸溶解步骤中；
(3)向步骤(2)中得到的滤液中加入镍粉，搅拌，然后过滤得到铜粉以及含Fe3+、Ni2 +的滤液；
(4)用氨水调节步骤(3)得到的含Fe3+、Ni2+的滤液，使其pH＝3～4，静置沉降，过滤得到氢氧化铁的沉淀以及含Ni2+的滤液；
(5)用氨水调节步骤(4)得到的含Ni2+的滤液，使其pH＝9～10，搅拌后静置沉降，以镀二氧化铱钛合金网状板为阳极，不锈钢为阴极，电解得到金属镍。
步骤(1)中使用80wt％硫酸将电镀污泥溶解时其pH＝0.5～1.0，溶解时间2～4h。步骤(1)中硫酸溶解后加入的30wt％双氧水，其与电镀污泥的质量比为1～2:100。
步骤(2)中，絮凝剂溶液为聚丙烯酰胺溶液，浓度为0.1～0.2wt％，静置沉降时间为10～12h。步骤(2)中，含偏锡酸的沉淀经一级、二级水洗干净是指：将含偏锡酸的沉淀在固液比为1:3的条件下打浆水洗2次，打浆时间1～2h。
步骤(3)中，镍粉的加入量是滤液中铜的物质的量的1.1～1.5倍，温度控制在60～80℃，搅拌时间2～4h。
步骤(4)中，常温下使用氨水调节所述滤液后静置沉降4～6h。
步骤(5)中，使用氨水调节溶液pH后在常温下需要静置沉降36～72h。步骤(5)中，电解得到金属镍时电流密度为1～2A/cm2。
本发明有益的技术效果在于：
本发明充分利用了锡、铜、铁、镍的化学性质特点，解决了锡铜铁镍共存时难于分离的问题，实现了电镀污泥中的铜镍铁锡四种金属的分步提取；可以解决含有铜铁镍锡四种金属元素的电镀污泥中回收有用金属的问题。
本发明在强酸体系下采用双氧水氧化二价锡离子和二价铁，氧化彻底；氨水的使用均在常温条件下，避免氨水损失；实现溶液中镍离子以氨络合态直接电解成高纯镍。
本发明实现了主要金属镍锡金属的资源化，有偏锡酸和金属镍产品生成；实现了镍粉置换铜的工艺，同时实现了金属镍作为原料和产品的循环使用，减少次生泥的产生。本发明工艺操作简单，金属回收率和纯度高，应用广泛。
附图说明
图1为本发明所提供的回收利用方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图1和实施例，对本发明进行具体描述。
实施例1
向500Kg的湿电镀污泥中先加入水，搅拌下慢慢加入80wt％硫酸，搅拌溶解2h，测试浸出液的终点pH＝0.5，开始慢慢加入30wt％双氧水5L，搅拌至无气体产生后，慢慢加入氨水调节pH＝1，加入溶液体积的0.5％的、浓度为0.1wt％的絮凝剂聚丙烯酰胺溶液，静置沉降10h后压滤得到偏锡酸和滤液，偏锡酸烘干后外观是白色粉末，纯度99.3％；偏锡酸按照固液比1:3量加入水打浆2h二次，水洗后的第二次打浆水回用至电镀污泥溶解中，将滤液加热至60℃，往滤液中加入其中铜的物质的量的1.1倍镍粉，保温搅拌2h，冷却后过滤得到铜粉和滤液；在常温下加入氨水到上述滤液中将溶液pH调至3，搅拌后静置4h，过滤得到氢氧化铁和滤液；向滤液中加入氨水将溶液pH调节至9，静置36h后，在电流密度1A/cm2，将溶液进行电解，得到金属镍(纯度98％)，镍的回收率是98％。
实施例2
向600Kg的湿电镀污泥中先加入水，搅拌下慢慢加入80wt％硫酸，搅拌溶解3h，测试浸出液的终点pH＝0.7，开始慢慢加入30wt％双氧水7L，搅拌至无气体产生后，慢慢加入氨水调节pH＝1.5，加入溶液体积的0.5％的、浓度为0.15wt％的絮凝剂聚丙烯酰胺溶液，静置沉降11h后压滤得到偏锡酸和滤液，偏锡酸烘干后外观是白色粉末，纯度99.5％；偏锡酸按照固液比1:3量加入水打浆2h二次，水洗后的第二次打浆水回用至电镀污泥溶解中，将滤液加热至70℃，往滤液中加入其中铜的物质的量的1.3倍镍粉，保温搅拌3h，冷却后过滤得到铜粉和滤液；在常温下加入氨水到上述滤液中将溶液pH调至3.5，搅拌后静置5h，过滤得到氢氧化铁和滤液；向滤液中加入氨水将溶液pH调节至9.5，静置54h后，在电流密度2A/cm2，将溶液进行电解，得到金属镍(纯度98.4％)，镍的回收率是99％。
实施例3
向800Kg的湿电镀污泥中先加入水，搅拌下慢慢加入80wt％硫酸，搅拌溶解4h，测试浸出液的终点pH＝1.0，开始慢慢加入30wt％双氧水10L，搅拌至无气体产生后，慢慢加入氨水调节pH＝2，加入溶液体积的0.5％的、浓度为0.2wt％的絮凝剂聚丙烯酰胺溶液，静置沉降12h后压滤得到偏锡酸和滤液，偏锡酸烘干后外观是白色粉末，纯度99.1％；偏锡酸按照固液比1:3量加入水打浆2h二次，水洗后的第二次打浆水回用至电镀污泥溶解中，将滤液加热至80℃，往滤液中加入其中铜的物质的量的1.5倍镍粉，保温搅拌4h，冷却后过滤得到铜粉和滤液；在常温下加入氨水到上述滤液中将溶液pH调至4，搅拌后静置6h，过滤得到氢氧化铁和滤液；向滤液中加入氨水将溶液pH调节至10，静置72h后，在电流密度2A/cm2，将溶液进行电解，得到金属镍(纯度99.2％)，镍的回收率是98.7％。

Claims (4)

1.一种铜铁含量低、锡镍含量高的电镀污泥的回收利用方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将电镀污泥加入硫酸溶解，然后加入双氧水，搅拌得到含Sn4+、Cu2+、Fe3+、Ni2+的溶液；
(2)使用氨水调节该溶液至pH＝1～2，加入用量为溶液体积0.5％的絮凝剂静置沉降后，经过滤得到含偏锡酸的沉淀，以及含Cu2+、Fe3+、Ni2+的滤液；含偏锡酸的沉淀经一级、二级水洗干净，二级水洗后的水溶液循环至步骤(1)的硫酸溶解步骤中；
(3)向步骤(2)中得到的滤液中加入镍粉，搅拌，然后过滤得到铜粉以及含Fe3+、Ni2+的滤液；
(4)用氨水调节步骤(3)得到的含Fe3+、Ni2+的滤液，使其pH＝3～4，静置沉降，过滤得到氢氧化铁的沉淀以及含Ni2+的滤液；
(5)用氨水调节步骤(4)得到的含Ni2+的滤液，使其pH＝9～10，搅拌后静置沉降，以镀二氧化铱钛合金网状板为阳极，不锈钢为阴极，电解得到金属镍；步骤(1)中使用80wt％硫酸将电镀污泥溶解时其pH＝0.5～1.0，溶解时间2～4h；
步骤(1)中硫酸溶解后加入的30wt％双氧水，其与电镀污泥的质量比为1～2:100；
步骤(2)中，絮凝剂溶液为聚丙烯酰胺溶液，浓度为0.1～0.2wt％，静置沉降时间为10～12h；
步骤(3)中，镍粉的加入量是滤液中铜的物质的量的1.1～1.5倍，温度控制在60～80℃，搅拌时间2～4h；
步骤(5)中，电解得到金属镍时电流密度为1～2A/cm2。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，含偏锡酸的沉淀经一级、二级水洗干净是指：将含偏锡酸的沉淀在固液比为1:3的条件下打浆水洗2次，打浆时间1～2h。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4)中，常温下使用氨水调节所述滤液后静置沉降4～6h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(5)中，使用氨水调节溶液pH后在常温下需要静置沉降36～72h。
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