CN108456779A - 电镀污泥、制革污泥、金属固废物制取金属及金属化合物工艺 - Google Patents
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Abstract
一种电镀污泥、制革污泥、金属固废物制取金属及金属化合物工艺，其特征，通过将电镀污泥、制革污泥、金属固废物用水洗去除杂质，再加入酸溶解电镀污泥，去除泥沙等杂质，制得金属盐溶液，再加入金属络合剂、金属萃取剂、金属扑获剂、金属沉淀剂，分离出铜溶液、镍溶液、铬溶液、钴溶液、锌溶液、锰溶液，再制取金属盐、金属氧化物、氢氧化合物及高分子金属有机物。将金属溶液通过电解法，电解制取高纯金属铜、镍、铬、钴、锌、锰。整个工艺流程，清洁节能、绿色环保，变废为宝，循环利用。电镀污泥、制革污泥、金属固废物制取的金属产品，质量好，价值高，市场需求广，具有很好的经济效益，环境效益和社会效益，前景广阔。
Description
技术领域
一种电镀污泥、制革污泥、金属固废物制取金属及金属化合物工艺，属于固废回收再利用的环保领域。
背景技术
电镀、制革是产品加工的重要环节，随着科技的飞速发展，金属、塑胶、陶瓷、树脂等材料，更多的行业产品都需要电镀，以增加表面美观，抗氧化抗腐蚀的强度，经久耐用。制革过程需要加入大量的铬粉等化工原料，对皮革进行处理，因而电镀、皮革加工产生大量的废水废渣，需经过处置，达标后排放。最后需排放的电镀、制革污泥最终需集中处置，以排除电镀、制革污泥的二次污染，减少对场地和土地资源的占用和浪费。
由于国内外每年产生有上亿吨的电镀、制革污泥、报废的金属化工品，对环境和人类的影响和危害可想而知。目前，电镀污泥、制革污泥、废化工的处置方法，一般采用固化填埋法，水泥厂高温处置生产水泥，发电厂高温处置，这些方法没有对电镀污泥中的高价值金属提取，浪费了大量资源，高温燃烧后的电镀、制革污泥再进入环境领域，易产生二次污染。也有的采用焙烧或酸溶或碱溶法，提取电镀、制革污泥中的金属，但提取金属的效果不理想，工艺复杂，提取的金属杂质多，纯度低，成本高，利润低或亏损，工艺过程易产生二次污染，电镀污泥处置量不大，不利于大规模应用。
随着人类对环境及健康的日益重视，各国政府、科研院校、社会团体、个人，投入了巨大的人财物，进行研究，尝试各种不同的方法，也发明了许多的不同专利，但效果不理想，存在许多问题。例如1：“一种电镀污泥资源化处理及综合回收利用的方法”，申请号：201510700010·0，公告号：CN105256141A。该发明专利对电镀污泥回收作了较详细的叙述，其过程似乎很好很完美，但存在很多问题：第一、提取的金属杂质含量多，纯度不高。第二、选用的金属沉淀剂磷酸钠，不仅能沉淀铬，同时能沉淀锌、锰、铁、铜、镍、铅、钙、铝等金属，碳酸钠也有似性质。所以，用磷酸钠和碳酸钠不可能将铬、锌、锰混合溶液中逐个分离出来。第三、由于该工艺镍钴混合在一起，铬锌锰又混合分不开，整个发明工艺，基本上起不到从电镀污泥中分离提取金属的目的，实用性不高，难以工业化应用。
发明内容
本发明专利的目的，创新发展，使电镀、制革污泥处置工业化、实用化、高效化。改变原有的对电镀、制革污泥进行湿化处置方法，工艺中，通过加入不同的物质，逐步精确有效地分离出各种不同的金属溶液，制成高纯金属化合物，再将金属溶液通过电解法，制取高纯金属，整个工艺流程，清洁节能，绿色环保。电镀、制革污泥回收制取的产品纯度高，价值高，市场需求广，前景广阔。
本发明通过以下方法实施：
1、一种电镀污泥、制革污泥、金属固废物制取金属及金属化合物工艺，其特征：将电镀污泥、制革污泥、金属固废物中的一种或多种放入反应釜中，加入水和酸搅拌溶解，制得混合金属溶液，再加入金属络合剂、萃取剂、沉淀剂中的一种或多种，分离出金属铜溶液、镍溶液、钴溶液、铬溶液、锌溶液、锰溶液，制取不同的金属化合物，再分别将铜溶液、镍溶液、铬溶液、锌溶液、钴溶液、锰溶液，放入电解槽中电解，制取金属铜、锌、铬、镍、钴、锰。
(1)、根据权利要求1所述，将电镀污泥、制革污泥、金属固废物磨细放入反应釜中，加入水，搅拌，过滤去除污泥中粗杂质，得到融溶滤液。
(2)、根据权利要求(1)所述，将融溶滤液中加入水和酸，充分搅拌，完全溶解金属及化合物，再加入还原剂，搅拌，去除残存六价铬，过滤，去除泥沙及杂质，滤液为铜、镍、铬、锌、铁、钴、锰等混合金属溶液。
(3)、根据权利要求(2)所述，将混合金属溶液放入反应釜中，加入碱、金属络合剂、金属萃取剂、沉淀剂中的一种或多种，分离制取铜溶液、镍溶液、铬溶液、钴溶液、锌溶液、锰溶液及金属。
①、加入碱、氧化剂、草酸、草酸盐、乙酰丙酮、赤血盐、乙二胺四乙酸二钠、黄血盐、8-羟基哇啉中的一种或多种，过滤，制得三价铬溶液、乙酰丙酮铬、8-羟基哇啉铬、金属颜料中的一种或多种，再将乙酰丙酮铬或8-羟基哇啉铬进行萃取，制得三价铬溶液。
A、将三价铬溶液制取三价铬化合物。
B、将三价铬溶液放入电解槽中电解，制取金属铬。
②、加入碱，调节PH为2左右，过滤，滤饼为氢氧化铁，滤液中加入镍络合剂或萃取剂，再加入酸反萃取，制得镍溶液。
A、将镍溶液制取镍化合物。
B、将镍溶液放入电解槽中电解，制得金属镍。
③、加入碱，调节PH值为2.8-3.3，过滤，滤饼为氢氧化铁，滤液中加入铜络合剂或萃取剂，再加入酸反萃取，制得铜溶液。
A、将铜滤液制取铜化合物。
B、将铜溶液放入电解槽中电解，制取金属铜。
④、滤液调节PH值为2.7，加入8-羟基哇啉或CyX272萃取，过滤，制得8-羟基哇啉钴或钴萃取液，再加入酸反萃取，制得钴溶液。
A、将钴溶液制取钴化合物。
B、将钴溶液放入电解槽中电解，制得金属钴。
⑤、滤液调节PH值为1.3-2.5，加入8-羟基喹啉、乙酰丙酮、萃取剂中的一种，制得8-羟基喹啉锌、乙酰丙酮锌、锌萃取液中的一种，加入酸反萃取，制得锌溶液。
A、将锌溶液制取锌化合物。
B、将锌溶液放入电解槽中电解，制得金属锌。
⑥、加入碱，调节PH值4.3左右，加入8-羟基喹啉，制得8-羟基哇啉锰，加入酸，制得锰溶液。
A、将溶液制取锰化合物。
B、将锰溶液放入电解槽中电解，制得金属锰。
⑦、根据权利要求1所述，制取的金属化合物为金属盐、金属氧化物、金属氢氧化物、高分子有机金属化合物。
2、电镀污泥为所有金属电镀处置污泥、金属表面处置污泥、线路板处置后的污泥，固废物为废工业金属化工品、电解金属废渣、电解金属矿废渣、金属加工废渣。
3、金属络合剂或萃取剂或沉淀剂为：乙二胺四乙酸二盐、黄血盐、乙酰丙酮、草酸、赤血盐、8-羟基喹啉、M5640、P204-磺化煤油、P507-煤油、N510-煤油、CyX272、HBL110、N-902、LIN984、磷酸二异辛酯中的一种或多种。
4、溶解电镀污泥或制革污泥或固废物加入的酸为：硫酸、盐酸、王水、硝酸中的一种或多种。
5、电镀污泥或制革污泥或固废物加入酸溶解温度20℃至110℃，反应时间为0.5-5小时。
具体实施方式
为了更好地使本发明专利工业化应用，通过以下实例验证可行性、实用性。
1、一种电镀污泥、制革污泥、金属固废物制取金属及金属化合物工艺，其特征：将电镀污泥、制革污泥、金属固废物中的一种或多种放入反应釜中，加入水和酸搅拌溶解，制得混合金属溶液，再加入金属络合剂、萃取剂、沉淀剂中的一种或多种，分离出金属铜溶液、镍溶液、钴溶液、铬溶液、锌溶液、锰溶液，制取不同的金属化合物，再分别将铜溶液、镍溶液、铬溶液、锌溶液、钴溶液、锰溶液，放入电解槽中电解，制取金属铜、锌、铬、镍、钴、锰。
(1)、根据权利要求1所述，将电镀污泥、制革污泥、金属固废物磨细放入反应釜中，加入水，搅拌，过滤去除污泥中粗杂质，得到融溶滤液。
(2)、根据权利要求(1)所述，将融溶滤液中加入水和酸，充分搅拌，完全溶解金属及化合物，再加入还原剂，搅拌，去除残存六价铬，过滤，去除泥沙及杂质，滤液为铜、镍、铬、锌、铁、钴、锰等混合金属溶液。
(3)、根据权利要求(2)所述，将混合金属溶液放入反应釜中，加入碱、金属络合剂、金属萃取剂、沉淀剂中的一种或多种，分离制取铜溶液、镍溶液、铬溶液、钴溶液、锌溶液、锰溶液及金属。
①、加入碱、氧化剂、草酸、草酸盐、乙酰丙酮、赤血盐、乙二胺四乙酸二钠、黄血盐、8-羟基哇啉中的一种或多种，过滤，制得三价铬溶液、乙酰丙酮铬、8-羟基哇啉铬、金属颜料中的一种或多种，再将乙酰丙酮铬或8-羟基哇啉铬进行萃取，制得三价铬溶液。
A、将三价铬溶液制取三价铬化合物。
B、将三价铬溶液放入电解槽中电解，制取金属铬。
②、加入碱，调节PH为2左右，过滤，滤饼为氢氧化铁，滤液中加入镍络合剂或萃取剂，再加入酸反萃取，制得镍溶液。
A、将镍溶液制取镍化合物。
B、将镍溶液放入电解槽中电解，制得金属镍。
③、加入碱，调节PH值为2.8-3.3，过滤，滤饼为氢氧化铁，滤液中加入铜络合剂或萃取剂，再加入酸反萃取，制得铜溶液。
A、将铜滤液制取铜化合物。
B、将铜溶液放入电解槽中电解，制取金属铜。
④、滤液调节PH值为2.7，加入8-羟基哇啉或CyX272萃取，过滤，制得8-羟基哇啉钴或钴萃取液，再加入酸反萃取，制得钴溶液。
A、将钴溶液制取钴化合物。
B、将钴溶液放入电解槽中电解，制得金属钴。
⑤、滤液调节PH值为1.3-2.5，加入8-羟基喹啉、乙酰丙酮、萃取剂中的一种，制得8-羟基喹啉锌、乙酰丙酮锌、锌萃取液中的一种，加入酸反萃取，制得锌溶液。A、将锌溶液制取锌化合物。
B、将锌溶液放入电解槽中电解，制得金属锌。
⑥、加入碱，调节PH值4.3左右，加入8-羟基喹啉，制得8-羟基哇啉锰，加入酸，制得锰溶液。
A、将溶液制取锰化合物。
B、将锰溶液放入电解槽中电解，制得金属锰。
⑦、根据权利要求1所述，制取的金属化合物为金属盐、金属氧化物、金属氢氧化物、高分子有机金属化合物。
2、电镀污泥为所有金属电镀处置污泥、金属表面处置污泥、线路板处置后的污泥，固废物为废工业金属化工品、电解金属废渣、电解金属矿废渣、金属加工废渣。
3、金属络合剂或萃取剂或沉淀剂为：乙二胺四乙酸二盐、黄血盐、乙酰丙酮、草酸、赤血盐、8-羟基喹啉、M5640、P204-磺化煤油、P507-煤油、N510-煤油、CyX272、HBL110、N-902、LIN984、磷酸二异辛酯中的一种或多种。
4、溶解电镀污泥或制革污泥或固废物加入的酸为：硫酸、盐酸、王水、硝酸中的一种或多种。
5、电镀污泥或制革污泥或固废物加入酸溶解温度20℃至110℃，反应时间为0.5-5小时。
实施例1
1、取电镀污泥干品1000g磨细，放入5L陶瓷反应容器，加入水充分搅融，过滤去除杂质，过滤后的电镀污泥中，加入93％硫酸400g充分搅拌，恒温50℃-70℃，反应约60分钟，再加入焦亚硫酸钠还原六价铬，加入水，过滤去除泥沙、硫酸钙、二氧化硅等杂质，滤液反复过滤3次除尽杂质。
2、滤液中加入30％Na0H溶液、8一羟基喹啉，过滤得8一羟基喹啉铬，加入硫酸，再加入草酸、乙二胺四乙酸二钠、赤血盐、乙酰丙酮，过滤，制得硫酸铬溶液2000ml。
3、滤液中加入30％碱，调节PH值2，生成氢氧化铁沉淀，过滤，滤液中加入乙二胺四乙酸二钠、8一羟基喹啉，制得8一羟基喹啉镍，加入硫酸，制成硫酸镍溶液500ml。
4、滤液中加入碱，调节PH值为3.3，生成氢氧化铁沉淀，过滤，滤液中加入酸调节PH值为2.2，加入乙酰丙酮、8一羟基喹啉，过滤，滤饼加入硫酸，制成硫酸铜溶液700ml。
5、滤液中加入碱调节PH值为2.7，加入8一羟基喹啉，过滤，制得8一羟基喹啉钴，加入硫酸，制得硫酸钴溶液300ml。
6、滤液中加入碱调节PH值为3，加入8一羟基喹啉锌，过滤，加入硫酸，制得硫酸锌溶液650ml。
7、滤液中加入碱调节PH值为4.3，加入8一羟基喹啉，制成8一羟基喹啉锰，过滤，加入硫酸，制得硫酸锰溶液280ml。
8、各取200ml硫酸铬、硫酸铜、硫酸钴、硫酸镍、硫酸锌、硫酸锰，加热蒸干，得到硫酸铬40g，硫酸铜18g，硫酸镍12g，硫酸钴0.5g，硫酸锌14.5g，硫酸锰3g。
9、各取200ml硫酸铬、硫酸铜、硫酸镍、硫酸钴、硫酸锌、硫酸锰，放入电解槽中电解，14小时后，分别制得金属：99.9％铬25g，99.1％铜7.2g，99.％镍6.5g，99.05％钴0.15g，99.5％锌8.6g，99.21％锰1.2g。
实施例2
1、取干品电镀污泥1000g，磨细，加入水2500ml搅拌，用60目滤布过滤，去除粗杂质，滤液中加入93％硫酸410g，加入焦亚硫酸钠，加适量水，充分搅拌，反应溶解70分钟，用600目滤布反复过滤3次，制得混合金属硫酸盐溶液4500ml。
2、取混合金属硫酸盐溶液2500ml，加入30％氢氧化钠溶液，调节PH值为3.3，使三价铁完全沉淀为氢氧化铁，过滤，制得滤液和滤饼氢氧化铁。
3、滤液中加入乙二胺四乙酸二钠、赤血盐、草酸、黄血盐、萃取剂N510、萃取剂P204、萃取剂P507和磺化煤油，不断调节PH值，分离出铜、铁、锰、钴、镍、锌、铬离子。
(1)、首先调节PH值，加入赤血盐、乙二胺四乙酸二钠、萃取剂，萃取锌，分离，加入硫酸反萃取，制取硫酸锌溶液250ml。
(2)、调节PH值加入磺化煤油、萃取剂，萃取铜，加入硫酸反萃取，制取硫酸铜溶液300ml。
(3)、调节PH值，加入萃取剂，萃取亚铁离子，加入硫酸反萃取，制取硫酸亚铁溶液400ml。
(4)、调节PH值，加入草酸、乙二胺四乙酸二钠、萃取剂，萃取锰，加入硫酸反萃取，制取硫酸锰溶液150ml。
(5)、调节PH值，加入、赤血盐、萃取剂，萃取钴，加入硫酸反萃取，制取硫酸钴溶液150ml。
(6)、调节PH值，加入萃取剂，萃取镍，加入硫酸反萃取，制取硫酸镍溶液360ml。
(7)、加入乙二胺四乙酸二钠和草酸及捕获剂，制得硫酸铬溶液1500ml。
4、分别取硫酸铜溶液、硫酸铬溶液、硫酸镍溶液、硫酸钴溶液、硫酸锌溶液、硫酸锰溶液、硫酸亚铁溶液100ml，加入氨水，制取氢氧化铜3.6g、氢氧化镍4.2g、氢氧化铬21g、氢氧化锌8.1g、氢氧化钴0.2g、氢氧化锰0.22g、氢氧化铁11.8g。
Claims (5)
1.一种电镀污泥、制革污泥、金属固废物制取金属及金属化合物工艺，其特征：将电镀污泥、制革污泥、金属固废物中的一种或多种放入反应釜中，加入水和酸搅拌溶解，制得混合金属溶液，再加入金属络合剂、萃取剂、沉淀剂中的一种或多种，分离出金属铜溶液、镍溶液、钴溶液、铬溶液、锌溶液、锰溶液，制取不同的金属化合物，再分别将铜溶液、镍溶液、铬溶液、锌溶液、钴溶液、锰溶液，放入电解槽中电解，制取金属铜、锌、铬、镍、钴、锰。
(1)、将电镀污泥、制革污泥、金属固废物磨细放入反应釜中，加入水，搅拌，过滤去除污泥中粗杂质，得到融溶滤液。
(2)、将融溶滤液中加入水和酸，充分搅拌，完全溶解金属及化合物，再加入还原剂，搅拌，去除残存六价铬，过滤，去除泥沙及杂质，滤液为铜、镍、铬、锌、铁、钴、锰等混合金属溶液。
(3)、将混合金属溶液放入反应釜中，加入碱、金属络合剂、金属萃取剂、沉淀剂中的一种或多种，分离制取铜溶液、镍溶液、铬溶液、钴溶液、锌溶液、锰溶液及金属。
①、加入碱、氧化剂、草酸、草酸盐、乙酰丙酮、赤血盐、乙二胺四乙酸二钠、黄血盐、8-羟基哇啉中的一种或多种，过滤，制得三价铬溶液、乙酰丙酮铬、8-羟基哇啉铬、金属颜料中的一种或多种，再将乙酰丙酮铬或8-羟基哇啉铬进行萃取，制得三价铬溶液。
A、将三价铬溶液制取三价铬化合物。
B、将三价铬溶液放入电解槽中电解，制取金属铬。
②、加入碱，调节PH为2左右，过滤，滤饼为氢氧化铁，滤液中加入镍络合剂或萃取剂，再加入酸反萃取，制得镍溶液。
A、将镍溶液制取镍化合物。
B、将镍溶液放入电解槽中电解，制得金属镍。
③、加入碱，调节PH值为2.8-3.3，过滤，滤饼为氢氧化铁，滤液中加入铜络合剂或萃取剂，再加入酸反萃取，制得铜溶液。
A、将铜滤液制取铜化合物。
B、将铜溶液放入电解槽中电解，制取金属铜。
④、滤液调节PH值为2.7，加入8-羟基哇啉或CyX272萃取，过滤，制得8-羟基哇啉钴或钴萃取液，再加入酸反萃取，制得钴溶液。
A、将钴溶液制取钴化合物。
B、将钴溶液放入电解槽中电解，制得金属钴。
⑤、滤液调节PH值为1.3-2.5，加入8-羟基喹啉、乙酰丙酮、萃取剂中的一种，制得8-羟基喹啉锌、乙酰丙酮锌、锌萃取液中的一种，加入酸反萃取，制得锌溶液。
A、将锌溶液制取锌化合物。
B、将锌溶液放入电解槽中电解，制得金属锌。
⑥、加入碱，调节PH值4.3左右，加入8-羟基喹啉，制得8-羟基哇啉锰，加入酸，制得锰溶液。
A、将溶液制取锰化合物。
B、将锰溶液放入电解槽中电解，制得金属锰。
⑦、制取的金属化合物为金属盐、金属氧化物、金属氢氧化物、高分子有机金属化合物。
2.电镀污泥为所有金属电镀处置污泥、金属表面处置污泥、线路板处置后的污泥，固废物为废工业金属化工品、电解金属废渣、电解金属矿废渣、金属加工废渣。
3.金属络合剂或萃取剂或沉淀剂为：乙二胺四乙酸二盐、黄血盐、乙酰丙酮、草酸、赤血盐、8-羟基喹啉、M5640、P204-磺化煤油、P507-煤油、N510-煤油、CyX272、HBL110、N-902、LIN984、磷酸二异辛酯中的一种或多种。
4.溶解电镀污泥或制革污泥或固废物加入的酸为：硫酸、盐酸、王水、硝酸中的一种或多种。
5.电镀污泥或制革污泥或固废物加入酸溶解温度20℃至110℃，反应时间为0.5-5小时。
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