CN111363927A - 一种基于镍回收的资源化处置电镀污泥的方法 - Google Patents

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葛亚军
吴立臻
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Abstract

本发明公开了一种基于镍回收的资源化处置电镀污泥的方法，包括以下工艺过程：电镀污泥化浆，硫酸‑生物酸耦合浸出，浸提残渣脱毒制砖，浸提液萃取、蒸发结晶制备五水硫酸铜产品，铜萃余液中和沉淀除杂铁、铝、铬，萃取、蒸发结晶制备精制硫酸镍产品，镍萃余液直接蒸发剩余杂盐和铬铁渣环保固化处理，整个生产过程无废水外排。本发明能够将电镀污泥中的铜、镍实现99％的高效回收并制备成高价值产品，浸提残渣脱毒制砖减少了固体废弃物的产生，其他杂质金属直接进行环保固化处理，生产过程的原辅料便宜且方便购买，成本低廉，收益明显，减少危废排放。

Description

一种基于镍回收的资源化处置电镀污泥的方法
技术领域
本发明涉及一种电镀污泥中金属的回收方法，具体地说涉及一种基于镍回收的资源化处置电镀污泥的方法。
背景技术
电镀是当今全球三大污染工业之一。据不完全统计，全国电镀企业超过1万多家，电镀行业每年排出的电镀废水约有40亿立方米。如此大量的电镀废水，经化学方法处理后产生的是具有大量重金属的电镀污泥。这些电镀污泥，其主要成分为铬、铁、铜、镍、铝、锌、镁、钙、硅、硫、氰等。由于电镀污泥中重含有大量有毒有害的重金属，因此被国家名列为危险废物。但同时电镀污泥富含大量金属资源，如电镀污泥中镍、铜的含量相对较高，具有较高的回收价值。
现有技术中电镀污泥资源化处置铜与镍中采用电积的方法回收铜和镍，用不溶阳极电解，槽电压较高和阴极电流效率较低，电能消耗相对较大，成本较高，另外现有技术采用处理电镀污泥并精制硫酸镍方法回收利用金属镍，在精制硫酸镍过程中采用强酸处理电镀污泥，该过程要求控制较高的温度，能源消耗大，生产工艺危险性高，同时强酸的使用对生产设备要求较高，工艺复杂，生产成本提高。
因此，现有技术有待于进一步改进和发展。
发明内容
针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种基于镍回收的资源化处置电镀污泥的方法。
本发明提供如下技术方案：
一种基于镍回收的资源化处置电镀污泥的方法，包括以下步骤：
步骤1：向电镀污泥中加水进行化浆处理，完全化浆后向浆液中加入硫酸使浆液pH稳定在1.5～2.0之间；
步骤2：将步骤1中的浆液进行压滤得到滤液；
步骤3：向步骤2中滤液中加入碳酸钠，调节滤液pH至4.5～5.5，压滤滤出碱式碳酸铜；
步骤4：向步骤3中压滤后得到滤液中加入镍萃取剂，萃取、蒸发结晶得到六水硫酸镍。
优选地，步骤1中，电镀污泥与水按照固液比1:4添加。
进一步地，向步骤2中压滤后得到滤渣中加入生物酸搅拌至反应完全后，进行压滤，利用该滤液执行步骤3。
优选地，步骤2中压滤后滤渣按照固液比1:8加入生物酸，生物酸pH＝0.8。
进一步地，步骤2中压滤后滤渣加入生物酸反应后，再次压滤得到的滤渣按照固液比1:3加入清水化浆水洗，再次压滤，将压滤后洗渣水回用到步骤S1中。
优选地，所述镍萃取剂由镍萃取剂HBL110和D110溶剂油按照体积比1:1混匀后经皂化处理得到。
进一步地，步骤4具体为：向步骤3中压滤后得到滤液中加入镍萃取剂，经萃取，洗涤，反萃，萃取剂再生处理后获得富镍液，蒸发结晶得到六水硫酸镍。
进一步地，向步骤3中压滤后得到滤液中加入镍萃取剂，经萃取，洗涤，反萃，萃取剂再生处理后获得富镍液，并形成镍萃余液，将镍萃余液中的水分完全蒸发得到混合杂盐，进行固化处理。
有益效果
本发明提供一种基于镍回收的资源化处置电镀污泥的方法，该方法能够将电镀污泥中的铜、镍实现99％的高效回收并制备成高价值产品，浸提残渣脱毒制砖减少了固体废弃物的产生，其他杂质金属直接进行环保固化处理，生产过程的原辅料便宜且方便购买，成本低廉，收益明显，减少危废排放。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中基于镍回收的资源化处置电镀污泥的方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
一种基于镍回收的资源化处置电镀污泥的方法，包括以下工艺过程：电镀污泥化浆，硫酸-生物酸耦合浸出，浸提残渣脱毒制砖，浸提液中加入碳酸钠沉淀制备成碱式碳酸铜产品，沉淀后的清液中和沉淀除杂铁、铝、铬，萃取、蒸发结晶制备精制硫酸镍产品，镍萃余液直接蒸发剩余杂盐和铬铁渣环保固化处理，整个生产过程无废水外排。具体的，如图1所示，步骤如下：
S1：将电镀污泥与水按照一定固液比进行化浆处理，完全化浆后向浆液中加入一定量的硫酸，搅拌一段时间至反应完全。
优选的，所述电镀污泥与水固液比为1:4，所述浆液的pH控制在1.5～2.0之间，搅拌时间为2小时。
优选的，所述电镀污泥以浙江某厂所排的含水率为60％电镀污泥为原料，污泥中含有1.70％的镍，3.77％的铜，4.44％的锌，4.98％的铬等有价金属。
S2：S1中的浆液经板框压滤后，滤液待存，滤渣再按照一定的固液比加入生物酸，搅拌至反应完全。
优选的，所述滤液中含有浓度为3.39g/L的镍，6.86g/L的铜，9.29g/L的锌，6.94g/L的铬。
优选的，所述滤渣与生物酸的固液比为1:8，所述生物酸的pH为0.8。
优选的，所述生物酸为氧化硫硫杆菌在35℃下，9k培养基，以硫磺为能源底物的的条件下培养的pH为0.8的生物酸。
S3：S2中的浆液经板框压滤得到滤液，所述滤液和S2的混合浆液后进入沉淀铜系统，滤渣按照一定固液比加入清水，化浆水洗1小时后，浆液经板框压滤，洗渣水回用到S1中，滤渣为脱毒残渣可作为建材砖利用。
优选的，所述滤渣与清水的固液比为1:3，所述化浆水洗时间为1小时。
S4：S3中的混合滤液中加入一定量的碳酸钠，调节混合滤液的pH至弱酸性，将滤液中的铜完全沉淀成碱式碳酸铜，滤液中的镍在该pH条件下仍处于溶解状态。
优选的，所述混合滤液的pH控制在4.5～5.5。
S5：S4中的浆液经板框压滤后，滤饼为碱式碳酸铜，直接包装入袋外售，滤液进入镍萃取工艺段。
S6：将专用镍萃取剂HBL110和D110溶剂油按照体积比1:1混匀后，加入适量的质量浓度为30％氢氧化钠溶液对其进行1级皂化处理，其皂化率控制在40％。将S5中的滤液pH调整到2.0后，经5级萃取，5级洗涤，4级反萃，3级反洗共18级萃取线路，洗涤水为纯水，洗涤后的水回入洗涤水储槽循环使用，反萃取剂为浓度75g/L的稀硫酸。整个萃取过程在多级混合澄清槽中进行，温度控制在30℃左右，有机相/水相之间相比为1.3/1.0。萃取后一是获得富镍液，其中镍浓度为35.25g/L，锌浓度为0.063g/L，铬浓度为0.066g/L，进入蒸发结晶系统制备成六水硫酸镍，二是获得镍萃余液，其中镍的浓度低于0.1g/L。
S7：将S6中的所述的镍萃余液中的水分完全蒸发，剩余的混合杂盐进行环保固化处理。
本发明能够将电镀污泥中的铜、镍实现99％的高效回收并制备成高价值产品，浸提残渣脱毒制砖减少了固体废弃物的产生，其他杂质金属直接进行环保固化处理，生产过程的原辅料便宜且方便购买，成本低廉，收益明显，减少危废排放。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (8)

1.一种基于镍回收的资源化处置电镀污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：向电镀污泥中加水进行化浆处理，完全化浆后向浆液中加入硫酸使浆液pH稳定在1.5～2.0之间；
步骤2：将步骤1中的浆液进行压滤得到滤液；
步骤3：向步骤2中滤液中加入碳酸钠，调节滤液pH至4.5～5.5，压滤滤出碱式碳酸铜；
步骤4：向步骤3中压滤后得到滤液中加入镍萃取剂，萃取、蒸发结晶得到六水硫酸镍。
2.根据权利要求1所述的基于镍回收的资源化处置电镀污泥的方法，其特征在于，步骤1中，电镀污泥与水按照固液比1:4添加。
3.根据权利要求1所述的基于镍回收的资源化处置电镀污泥的方法，其特征在于，向步骤2中压滤后得到滤渣中加入生物酸搅拌至反应完全后，进行压滤，利用该滤液执行步骤3。
4.根据权利要求3所述的基于镍回收的资源化处置电镀污泥的方法，其特征在于，步骤2中压滤后滤渣按照固液比1:8加入生物酸，生物酸pH＝0.8。
5.根据权利要求3所述的基于镍回收的资源化处置电镀污泥的方法，其特征在于，步骤2中压滤后滤渣加入生物酸反应后，再次压滤得到的滤渣按照固液比1:3加入清水化浆水洗，再次压滤，将压滤后洗渣水回用到步骤1中。
6.根据权利要求1所述的基于镍回收的资源化处置电镀污泥的方法，其特征在于，所述镍萃取剂由镍萃取剂HBL110和D110溶剂油按照体积比1:1混匀后经皂化处理得到。
7.根据权利要求1所述的基于镍回收的资源化处置电镀污泥的方法，其特征在于，步骤4具体为：向步骤3中压滤后得到滤液中加入镍萃取剂，经萃取，洗涤，反萃，萃取剂再生处理后获得富镍液，蒸发结晶得到六水硫酸镍。
8.根据权利要求7所述的基于镍回收的资源化处置电镀污泥的方法，其特征在于，向步骤3中压滤后得到滤液中加入镍萃取剂，经萃取，洗涤，反萃，萃取剂再生处理后获得富镍液，并形成镍萃余液，将镍萃余液中的水分完全蒸发得到混合杂盐，进行固化处理。
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