CN108251647B - 用絮凝沉淀法处理含铜废水所得含铜污泥做海绵铜的方法 - Google Patents

用絮凝沉淀法处理含铜废水所得含铜污泥做海绵铜的方法 Download PDF

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Abstract

本发明的名称为用絮凝沉淀法处理含铜废水所得含铜污泥做海绵铜的方法。属于废弃物环保处理及资源再生利用技术领域。它主要是提供用絮凝沉淀法处理含铜废水产生的含铜污泥做海绵铜的技术方案。它的主要特征是：通过向含铜污泥加入硫酸使含铜污泥被酸溶解；用过量的铁置换酸浸出液中的铜；固液分离后的固体部分用盐酸浸出絮凝化合物状态铜，不溶部分为海绵铜产品。本发明具有铜回收率高、海绵铜质量可控制，在含铜污泥中含有贵金属情况下可通过采用相应步骤使所含贵金属高度富集的特点，置换后酸液中铜含量每升小于15毫克，产品回收率高于火法冶炼，生产成本远低于火法冶炼的特点，主要用于絮凝沉淀法处理含铜废水产生的含铜污泥的湿法处理。

Description

用絮凝沉淀法处理含铜废水所得含铜污泥做海绵铜的方法
技术领域
本发明属于废弃物环保处理及资源再生利用技术领域，具体涉及一种采用絮凝沉淀法处理含铜废水产生的含铜污泥生产海绵铜的方法。
背景技术
目前含铜废水处理方法一般是采用絮凝剂等污水净化剂使污水中重金属污染物沉淀与水分离，以达到污水中重金属含量符合国家污水排放标准的目的。由此产生含铜及含其它金属含量较高的含铜污泥。这种污泥被国家列为危险废物。目前这种废弃物的处理方法有火法冶炼和湿法酸溶解利用其中的有用成份等。火法冶炼利用其中有用成份是一种较完善的处理方法，但存在有为运往冶炼企业需付出的干燥成本、远途运输成本、远途转动危险废弃物所需的繁杂手续以及火法冶炼成本较高、回收率有限等缺陷。湿法利用有酸浸出铁置换等。由于过去对用絮凝沉淀法从含铜污水中沉淀出的含铜污泥认识不足，采用的酸浸、置换方法不当，导致采用酸浸出铁置换的方法不能得到较好质量的产品，酸浸出时得不到较高的浸出率，致使形成湿法处理这种污泥不如用火法冶炼的认识。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷的不足，提供一种用絮凝沉淀法处理含铜废水产生的含铜污泥生产海绵铜的方法。采用湿法处理含铜废水经絮凝沉淀产生的含铜污泥，回收率高于火法冶炼，生产成本远低于火法冶炼。
为达到目的，本发明的技术解决方案是：一种用絮凝沉淀法处理含铜废水所得含铜污泥做海绵铜的方法，其特征在于包括以下步骤：
⑴取将含铜废水用絮凝沉淀法进行处理产生的含铜污泥，向含铜污泥加入计算量的硫酸并升温至70～80℃，使含铜污泥被硫酸溶解；
⑵用过量的铁与被硫酸溶解生成的硫酸浸出液接触，置换硫酸浸出液中的铜，使硫酸浸出液中铜含量达到设定的含量指标；
⑶固液分离，收集铜沉淀物，达到设定含量指标的硫酸浸出液另行处理；
⑷将铜沉淀物用盐酸加温70～80℃溶解其中硫酸不溶物及因置换过程产生的絮凝化合物状态铜沉淀物，形成盐酸浸出液及不溶部分，不溶部分为海绵铜产品；
⑸用过量的铁与盐酸浸出液接触，置换盐酸浸出液中的铜，使盐酸浸出液中铜含量达到设定的含量指标；
⑹固液分离，收集铜沉淀物，达到设定含量标准的盐酸浸出液另行处理；
⑺将铜沉淀物用盐酸溶解其中絮凝化合物状态铜沉淀，形成盐酸浸出液及不溶部分，不溶部分为海绵铜产品；
将盐酸浸出液返至第步骤用于另一批次含铜沉淀物的浸出。
本发明的技术解决方案还可以是：一种用絮凝沉淀法处理含铜废水所得含铜污泥做海绵铜的方法，其特征在于包括以下步骤：
⑴取将含铜废水用絮凝沉淀法进行处理产生的含铜污泥，向含铜污泥加入计算量的硫酸并升温至70～80℃，使含铜污泥被硫酸溶解；
⑵沉淀或过滤分离出不溶物；
⑶用过量的铁与硫酸浸出液接触，置换出硫酸浸出液中的铜，使硫酸浸出液中铜含量达到设定的含量标准；
⑷固液分离，收集置换的铜沉淀物；达到设定铜含量指标的铁置换后的硫酸盐溶液另行处理；
⑸将置换的铜沉淀物用盐酸加温溶解其中絮凝化合物状态铜，形成盐酸浸出液及不溶部分，不溶部分为海绵铜产品；
⑹固液分离，得到海绵铜产品和盐酸浸出液；
⑺用过量的铁与盐酸浸出液接触，置换盐酸浸出液中的铜，使盐酸浸出液中铜含量达到设定的含量标准；
⑻固液分离，收集盐酸浸出铁置换的铜沉淀物，达到设定含量标准的盐酸浸出液另行处理；
⑼将盐酸浸出铁置换的铜沉淀物用盐酸溶解其中絮凝化合物状态铜，产生盐酸浸出液及不溶部分，不溶部分为海绵铜产品。
本发明的技术解决方案中还包括以下对所述的含铜污泥用硫酸溶解经沉淀或过滤分离出不溶物的步骤：
⑽将第⑵步骤产生的不溶物用盐酸加温70～80℃溶解；
⑾固液分离，固体另行处理；（此步骤也可省略，省略的结果是得到的海绵铜产品纯度降低。）
⑿用过量的铁与盐酸浸出液接触，置换出盐酸浸出液中的铜，使盐酸浸出液中铜含量达到设定的含量标准；
⒀固液分离，置换后盐酸液另行处理；
⒁将固体部分用盐酸溶解其中絮凝化合物状态铜，形成盐酸浸出液及不溶部分，不溶部分为海绵铜产品；盐酸浸出液返至第⑽步骤用于对第⑵步骤的浸出。
含铜污泥中若含有贵金属则存在于第⑾步骤不溶物里，存在于第⒁步骤得到的海绵铜产品里。
本发明的技术解决方案中所述的第⑼步骤产生的盐酸浸出液合并至第⑸步骤的盐酸用于另一批次物料的浸出。
本发明的技术解决方案中所述的第⒁步骤形成的盐酸浸出液返至第⑽步骤用于另一批次物料的盐酸浸出。
本发明的技术解决方案中所述的铁是有一定比表面积的单质铁（如直径为0.6mm的铁丝），使硫酸或盐酸浸出液中铜含量达到设定的含量指标是通过用延长置换时间或者通过加温加速置换反应，使硫酸或盐酸浸出液中铜含量达到设定的含量指标。
本发明通过上述过程，可使含铜废水用絮凝沉淀法处理产生的含铜污泥中铜回收率达到99%以上，海绵铜含铜量根据需要采用相应的生产流程可使达到90%以上，置换后酸浸液中铜含量每升小于15毫克，可使含铜污水用絮凝沉淀法处理产生的含铜污泥在含有贵金属时使贵金属实现高度富集。回收率高于火法冶炼，生产成本远低于火法冶炼。本发明主要用于含铜废水用絮凝沉淀法处理产生的含铜污泥的湿法处理。
具体实施方式
用下列实施例进一步说明本发明的具体实施方式和效果。
实施例1。
所用材料：取某线路板企业含铜废水经絮凝沉淀处理产生的含铜污泥，含铜污泥含水量61.87%。经检测含铜污泥中主要成份含量（所用检测数据均指干基含量）：铜：23.28% ；铁：14%；金：微；钯：微；有机物： >1%。
其它材料包括：①0.6mm铁丝：其中含铁 94.04%； 含铜： 0.033%。②硫酸浓度：50%。③盐酸浓度 31%。
其处理工艺如下：
⑴取含铜污泥2000g装入5000ml容器中，向含铜污泥中缓慢加入含量50%的硫酸400ml，搅拌反应至无大量气体释出时加热升温至80℃，使含铜污泥较大程度被酸溶解；
⑵将374g铁丝加入硫酸浸出液中进行铁置换，经过20分钟置换反应，反应温度升至105℃吋为终点；采样检测置换后液含铜量小于15mg/L，剩余铁丝量为260g，实际消耗铁丝量为114g；
⑶固液分离，液体部分另行处理；
⑷固体部分用盐酸浸出，由于浸出液中存在有机絮凝剂和置换过程中酸与铁发生反应产生氢，部分铜离子在此条件下与有机絮凝剂作用生成化合物状态含铜絮凝沉淀，因此置换得到的铜沉淀物是单质铜和絮凝化合物状态铜及含铜污泥中存在的不溶于硫酸的酸浸渣的混合物；
⑸固液分离；固体不溶物为海绵铜产品，经检测含铜量为89.6%，重量为126g；液体为盐酸浸出含铜溶液；
⑹用过量的铁与盐酸浸出液接触置换盐酸浸出液中铜，使盐酸浸出液中铜含量达到设定含量指标；将盐酸浸出液升温至80℃，加入过量的铁丝置换盐酸浸出液中所含铜，置换反应20分钟左右，反应放热同时加温使温度升至98～103℃时为终点；检测置换后液含铜量小于15mg/L；
⑺固液分离收集铜沉淀物，达到设定铜含量指标的盐酸浸出液另行处理；
⑻将铜沉淀物用盐酸溶解其中絮凝化合物状态铜沉淀物，产生盐酸浸出液及不溶部分，不溶部分为海绵铜产品。经检测铜含量为97.1%，海绵铜重量57g。盐酸浸出液移至第⑷步骤用于另一批次的盐酸浸出。
实施例2。
所用材料：取某线路板业含铜废水经絮凝沉淀处理产生的含铜污泥，含铜污泥含水量61.87%。经检测含铜污泥主要成份含量（所用检测数据均指干基含量）：铜：23.28 %；铁：14%；金：微；钯：微；有机物 >1%。
其它材料包括：①0.6铁丝：其中含铁 94.04%； 含铜：0.033%； ②硫酸浓度： 50%；③盐酸浓度： 31%。
其处理工艺如下：
⑴取含铜污泥2000g，装入5000ml容器，向含铜污泥中缓慢加入含量50%的硫酸400ml，搅拌反应至无大量气体释出时，测试硫酸浸出液反应放热温度为65～68℃；加热升温至70～80℃，使含铜污泥较大程度被酸溶解；
⑵经沉淀分离出不溶物；
⑶将硫酸浸出液移至5000ml容器并加温至80℃，用0.6mm铁丝431g加入浸出液进行铁置换，经过20分钟置换反应，温度升至98～105℃为终点；采样检测置换后液含铜量小于15mg/L；剩余铁丝重量为374g，实际消耗铁量为96g；
⑷固液分离，液体部分另做处理；
⑸固体部分用盐酸浸出，由于浸出液中存在有机絮凝剂和置换过程中酸与铁发生反应产生氢，部分酸浸出液中铜离子在此条件下与絮凝剂作用生成化合物状态含铜絮疑沉淀；因此一次置换得到的铜沉淀物是单质铜和絮凝化合物状态铜沉淀的混合物；
⑹固液分离；固体不溶物为海绵铜产品；经检测其铜含量为96.7%，重量为108g；液体为盐酸浸出含铜溶液；
⑺用过量的铁与盐酸浸出液接触，置换盐酸浸出液中的铜，使盐酸浸出液中铜含量达到设定的含量标准；将盐酸浸出液升温至80℃，加入过量的铁丝置换盐酸浸出液中所含铜，置换反应20分钟左右，反应放热并加温使温度升至98～103℃时为终点；检测置换后液含铜量小于15mg/L；
⑻固液分离，收集铜沉淀物，达到设定含量标准的盐酸浸出液另行处理；
⑼将铜沉淀物用盐酸加温溶解其中絮凝化合物状态铜沉淀物，形成盐酸浸出液及不溶部分，不溶部分为海绵铜产品；经检测海绵铜含铜量97.2%，重量47g；
⑽将第⑵步骤产生的不溶物用盐酸加温至70℃浸出；
⑾固液分离，固体部分另行处理；得到固体盐酸不溶物4.6g；
⑿盐酸浸出液用第⑶步骤同样的方法置换；
⒀固液分离，置换后盐酸溶液另行处理；
⒁固体部分用盐酸浸出，不溶部分为海绵铜产品，得到海绵铜产品16g；海绵铜含铜量97%；盐酸浸出液可移至第⑽步骤用于盐酸浸出；若含铜污泥中含有贵金属则富集在第⒁步骤的海绵铜里和第⑾步骤的盐酸不溶物中；将含贵金属的海绵铜和第⑾步骤产生的盐酸不溶物合并检测金含量为40mg/kg；钯为106.5mg/kg。
含铜污泥中若含有贵金属则存在于第⑾步骤不溶物里，存在于第⒁步骤得到的海绵铜产品里。

Claims (7)

1.一种用絮凝沉淀法处理含铜废水产生的含铜污泥生产海绵铜的方法，其特征在于包括以下步骤：
⑴取将含铜废水用絮凝沉淀法进行处理产生的含铜污泥，向含铜污泥加入计算量的硫酸并升温至70～80℃，使含铜污泥被硫酸溶解；
⑵用过量的铁与被硫酸溶解生成的硫酸浸出液接触，通过用延长置换时间或者通过加温加速置换反应，置换硫酸浸出液中的铜，使硫酸浸出液中铜含量达到设定的含量指标；
⑶固液分离，收集铜沉淀物，达到设定含量指标的硫酸浸出液另行处理；
⑷将铜沉淀物用盐酸加温70～80℃溶解其中硫酸不溶物及因置换过程产生的絮凝化合物状态铜沉淀物，形成盐酸浸出液及不溶部分，不溶部分为海绵铜产品；
⑸用过量的铁与盐酸浸出液接触，置换盐酸浸出液中的铜，使盐酸浸出液中铜含量达到设定的含量指标；
⑹固液分离，收集铜沉淀物，达到设定含量指标的盐酸浸出液另行处理；
⑺将铜沉淀物用盐酸溶解其中絮凝化合物状态铜沉淀，形成盐酸浸出液及不溶部分，不溶部分为海绵铜产品。
2.根据权利要求1所述的一种用絮凝沉淀法处理含铜废水产生的含铜污泥生产海绵铜的方法，其特征在于包括以下步骤：
⑴取将含铜废水用絮凝沉淀法进行处理产生的含铜污泥，向含铜污泥加入计算量的硫酸并升温至70～80℃，使含铜污泥被硫酸溶解；
⑵沉淀或过滤分离出不溶物；
⑶用过量的铁与硫酸浸出液接触，通过用延长置换时间或者通过加温加速置换反应，置换出硫酸浸出液中的铜，使硫酸浸出液中铜含量达到设定的含量指标；
⑷固液分离，收集置换的铜沉淀物；达到设定铜含量指标的铁置换后的硫酸浸出液另行处理；
⑸将置换的铜沉淀物用盐酸加温溶解其中絮凝化合物状态铜，形成盐酸浸出液及不溶部分，不溶部分为海绵铜产品；
⑹固液分离，得到海绵铜产品和盐酸浸出液；
⑺用过量的铁与盐酸浸出液接触，置换盐酸浸出液中的铜，使盐酸浸出液中铜含量达到设定的含量指标；
⑻固液分离，收集盐酸浸出铁置换的铜沉淀物，达到设定含量指标的盐酸浸出液另行处理；
⑼将盐酸浸出铁置换的铜沉淀物用盐酸溶解其中絮凝化合物状态铜，产生盐酸浸出液及不溶部分，不溶部分为海绵铜产品。
3.根据权利要求2所述的一种用絮凝沉淀法处理含铜废水产生的含铜污泥生产海绵铜的方法，其特征在于：还包括以下对所述的含铜污泥用硫酸溶解经沉淀或过滤分离出不溶物的步骤：
⑽将第⑵步骤产生的不溶物用盐酸加温70～80℃溶解；
⑾用过量的铁与盐酸浸出液接触，置换出盐酸浸出液中的铜，使盐酸浸出液中铜含量达到设定的含量指标；
⑿固液分离，置换后盐酸浸出液另行处理；
⒀将固体部分用盐酸溶解其中絮凝化合物状态铜，形成盐酸浸出液及不溶部分，不溶部分为海绵铜产品。
4.根据权利要求2所述的一种用絮凝沉淀法处理含铜废水产生的含铜污泥生产海绵铜的方法，其特征在于：还包括以下对所述的含铜污泥用硫酸溶解经沉淀或过滤分离出不溶物的步骤：
⑽将第⑵步骤产生的不溶物用盐酸加温70～80℃溶解；
⑾固液分离，固体另行处理；
⑿用过量的铁与盐酸浸出液接触，置换出盐酸浸出液中的铜，使盐酸浸出液中铜含量达到设定的含量指标；
⒀固液分离，置换后盐酸浸出液另行处理；
⒁将固体部分用盐酸溶解其中絮凝化合物状态铜，形成盐酸浸出液及不溶部分，不溶部分为海绵铜产品。
5.根据权利要求2所述的一种用絮凝沉淀法处理含铜废水产生的含铜污泥生产海绵铜的方法，其特征在于第⑼步骤产生的盐酸浸出液合并至第⑸步骤的盐酸用于另一批次物料的浸出。
6.根据权利要求4所述的一种用絮凝沉淀法处理含铜废水产生的含铜污泥生产海绵铜的方法，其特征在于第⒁步骤形成的盐酸浸出液返至第⑽步骤用于另一批次物料的盐酸浸出。
7.根据权利要求1或2所述的一种用絮凝沉淀法处理含铜废水产生的含铜污泥生产海绵铜的方法，其特征在于所述的铁是有一定比表面积的单质铁，使硫酸或盐酸浸出液中铜含量达到设定的含量指标是通过用延长置换时间或者通过加温加速置换反应，使硫酸或盐酸浸出液中铜含量达到设定的含量指标。
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