CN116855747A - 一种回收电镀污泥中有价金属的方法 - Google Patents
一种回收电镀污泥中有价金属的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116855747A CN116855747A CN202310993004.3A CN202310993004A CN116855747A CN 116855747 A CN116855747 A CN 116855747A CN 202310993004 A CN202310993004 A CN 202310993004A CN 116855747 A CN116855747 A CN 116855747A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electroplating sludge
- valuable metals
- smelting
- recovering valuable
- filtrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 64
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 41
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title abstract description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 35
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 14
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 8
- JQJCSZOEVBFDKO-UHFFFAOYSA-N lead zinc Chemical compound [Zn].[Pb] JQJCSZOEVBFDKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 3
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 46
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 8
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 abstract description 32
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 abstract description 32
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 24
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 26
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 8
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 5
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009853 pyrometallurgy Methods 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/001—Dry processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/11—Removing sulfur, phosphorus or arsenic other than by roasting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B13/00—Obtaining lead
- C22B13/02—Obtaining lead by dry processes
- C22B13/025—Recovery from waste materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B13/00—Obtaining lead
- C22B13/04—Obtaining lead by wet processes
- C22B13/045—Recovery from waste materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0002—Preliminary treatment
- C22B15/0004—Preliminary treatment without modification of the copper constituent
- C22B15/0008—Preliminary treatment without modification of the copper constituent by wet processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0026—Pyrometallurgy
- C22B15/0028—Smelting or converting
- C22B15/0052—Reduction smelting or converting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0026—Pyrometallurgy
- C22B15/0056—Scrap treating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
- C22B19/20—Obtaining zinc otherwise than by distilling
- C22B19/26—Refining solutions containing zinc values, e.g. obtained by leaching zinc ores
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
- C22B19/30—Obtaining zinc or zinc oxide from metallic residues or scraps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
- C22B23/02—Obtaining nickel or cobalt by dry processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/30—Obtaining chromium, molybdenum or tungsten
- C22B34/32—Obtaining chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B47/00—Obtaining manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/04—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by aluminium, other metals or silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/10—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/02—Working-up flue dust
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种回收电镀污泥中有价金属的方法，涉及固体废弃物资源化利用技术领域，包括：将电镀污泥与脱硫剂混合均匀后加热并搅拌，获得固液混合物料；将固液混合物料进行过滤，获得滤液和滤渣；将滤液进行结晶分离获得脱硫剂和硫酸钠晶体，将滤渣进行烘干获得干燥物；将干燥物与单质硅和单质碳混合均匀，在惰性气氛下熔炼，将熔炼过程中产生的高温烟气降温收尘后获得含铅锌烟尘，待熔炼结束后经自然冷却室温后分离，即可获得合金锭和渣。本发明的脱硫率达90％以上，有价金属回收率达95％以上，可实现电镀污泥低成本脱硫和有价金属资源高效综合回收，具有操作简单、处理量大、适应性强的优势。
Description
技术领域
本发明涉及固体废弃物资源化利用技术领域，尤其涉及一种回收电镀污泥中有价金属的方法。
背景技术
电镀污泥成分复杂，通常含有大量重金属(Cu、Ni、Cr、Pb、Zn等)，具有易迁移、含水率高、灰分高、热稳定性高等特点。倘若处置不善，可能会出现雨水淋溶、挥发迁移的现象，对人体以及环境带来严重的危害。另一方面，电镀污泥中金属含量远高于原矿开采品位，因此电镀污泥具有潜在的资源价值。目前，我国电镀污泥的处置方式主要是固化/填埋，每年电镀污泥中有超过10万t的有价金属未得到充分回收和利用，这不仅造成金属资源的严重浪费，还增加了环境压力。因此，如何实现电镀污泥中有价金属的高效回收成为亟需解决的技术问题。
现有技术中电镀污泥有价金属的回收主要有湿法和火法冶金。湿法通过酸浸将电镀污泥中的有价金属溶解进入液相，随后通过萃取、化学沉淀等方式将有价金属回收，如专利文献CN202210240969.0、CN202111173136.9、CN202211378089.6和CN202210757203.X等报道的方法。然而，湿法会产生大量危险废水，还需加入萃取剂和化学药剂，限制了其大规模应用。火法冶金因其能减少体积、高效回收金属被大量应用于电镀污泥的处置中。专利文献CN201811442392.1还提出的一种氯化焙烧法选择性回收电镀污泥中重金属的方法虽能回收重金属，但是氯化焙烧的方法对设备腐蚀大，不适于大范围推广。专利文献CN202011171726.3、CN201911340666.0也提出了将电镀污泥进行高温碳热还原熔炼的方法，使重金属进入合金锭，实现有价金属的综合回收；然而，此类方法需要加入大量造渣剂(石英、石灰石等)，增加了处置成本；此外，电镀污泥中铬难以直接被碳热还原成金属，无法实现铬的回收。而硫酸钙中的硫在熔炼过程会进入合金锭，降低合金质量，所以必须采取电镀污泥预脱硫处理。目前，现有技术中主流脱硫方法为高温氧化或高温还原脱硫，此方法不仅成本高，还会腐蚀设备。因此，开发一种综合回收电镀污泥有价金属的新方法本不仅有利于金属资源循环利用，还能保护环境安全。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种回收电镀污泥中有价金属的方法，旨在实现电镀污泥低成本脱硫和有价金属资源高效综合回收。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种回收电镀污泥中有价金属的方法，包括以下步骤：
(1)将电镀污泥与脱硫剂混合均匀后加热并搅拌，获得固液混合物料；
(2)将步骤(1)中的所述固液混合物料进行过滤，获得滤液和滤渣；
(3)将步骤(2)中的所述滤液进行结晶分离获得脱硫剂和硫酸钠晶体，将所述滤渣进行干燥获得干燥物；
(4)将步骤(3)中的所述干燥物与单质硅和单质碳混合均匀，在惰性气氛下熔炼，将熔炼过程中产生的高温烟气降温收尘后获得含铅锌烟尘，待熔炼结束后经自然冷却室温后分离，即可获得合金锭和渣。
本发明通过将电镀污泥与碳酸钠溶液按一定质量/体积比混合均匀后加热并搅拌，电镀污泥中硫酸钙与碳酸钠反应生成易溶于水的硫酸钠，随后被过滤除去，而滤渣干燥后与含硅物料、废碳混合均匀，在惰性气氛下熔炼，硅单质被氧化后可生产S iO2,降低炉渣二元碱度，从而减小炉渣粘度，促进金属沉降。铅、锌等易挥发金属被还原进入烟气，经过冷却收尘后可得含铅、锌烟尘，而铜、镍、铬、钴、锰、铁等有价金属被还原进入合金锭，实现有价金属的综合回收。
由于采用上述方法，将干燥的电镀污泥与碳酸钠溶液混合后加热搅拌进行脱硫，脱硫滤渣进行干燥后与含硅物料、废碳混合均匀，加热到设定温度后进行熔炼，即可得到含铅锌烟尘、含重金属合金锭和无害渣。本发明的脱硫率达90％以上，有价金属回收率达95％以上，可实现电镀污泥低成本脱硫和有价金属资源高效综合回收，具有操作简单、处理量大、适应性强的优势，对电镀污泥资源化处置具有重要意义。
优选地，所述电镀污泥的化学组成包括Cu、Ni、Cr、Fe、Pb、Zn、Mn、S、Co、CaO、SiO2。
优选地，步骤(1)中所述脱硫剂为碳酸钠溶液，所述加热并搅拌为在20～80℃下搅拌30～120min。
由于采用上述方法，通过利用碳酸盐和硫酸盐的溶解度差异，将电镀污泥进行低成本的湿法脱硫。具体反应如式(1)所示：
CaSO4(s)+Na2CO3(aq)＝Na2SO4(aq)+CaCO3(s) (1)
湿法脱硫不仅有效脱除电镀污泥中的硫酸钙，同时电镀污泥中的金属得到一定程度富集。此外，过滤后的滤液还能进一步分离出硫酸钠和碳酸钠，其中碳酸钠可回用，达到节能减排的目的。本发明首先利用碳酸钠将电镀污泥中的硫酸钙转化为高溶解度的硫酸钠进行湿法脱硫，以防止熔炼过程中硫进入合金锭，降低合金锭质量；利用含硅物料和废碳的协同还原强化回收电镀污泥中的有价金属。另外，含铅锌烟尘可进一步提炼出铅、锌。
步骤(1)中的搅拌方式为机械搅拌，搅拌速率为30～600转/分，加热温度为20～80℃，优选地，40～60℃；步骤(2)中的过滤方式为重力过滤器、真空过滤器和加压过滤器中的一种。
优选地，所述碳酸钠溶液的质量分数为25～100％，所述电镀污泥与碳酸钠溶液的质量体积比为1:(5～20)kg/L。
优选地，步骤(3)中所述结晶分离为，向所述滤液中通入CO2气体，将滤液进行结晶；所述结晶为冷却结晶或蒸发结晶中的一种。
由于采用上述方法，通过向滤液中通入CO2气体，便于将硫酸钠和碳酸钠分离。
优选地，步骤(4)中所述干燥物、单质硅和单质碳的质量比为1：(0.05～0.30)：(0.05～0.20)。
针对目前碳质还原剂难以直接还原电镀污泥中的金属，通过使用单质硅和单质碳作为还原剂达到高效还原电镀污泥中有价金属的目的。不同于碳质还原剂，硅的还原反应温度不仅低于碳质还原剂，还可作为造渣剂进入熔炼过程，减小炉渣粘度，促进金属沉降。此外，碳的加入可进一步提升体系中的气-液和气-固还原反应，提高金属回收率。具体反应机理如式(2)、式(3)所示：
MeO+[Si]＝Me+S iO2 (2)
MeO+C＝Me+CO (3)
Me是指电镀污泥中的有价金属Cu，N i，Cr，Co，Mn，Pb，Zn等；MeO指在熔炼过程中对应金属的氧化物。
单质硅物料可采用废旧单晶硅、废旧多晶硅、废晶硅光伏组件、工业硅渣、硅合金等含单质硅物料；单质碳物料可采用废旧活性炭、煤焦油渣、铝电解废阴极/阳极炭等废旧含碳物料，实现了废物利用。硅物料不仅可作为还原剂，还利于调节渣型。另外，铝电解废阴极/阳极炭等废旧含碳物料为最佳使用物料，废阴极炭中含碳50-80％，含氟10-20％，废阳极炭中含碳20-60％，含氟20-40％，其不仅含有丰富的碳单质，还含有氟化物，为最佳使用物料。由于氟化物的存在可降低渣的粘度，使渣的流动性提高。使用纯碳的回收效果略差于使用铝电解废阴极/阳极炭等废旧含碳物料的回收效果。另外，单质硅被氧化后生成二氧化硅，也可减小熔渣二元碱度，也就是减小熔渣粘度，便于预回收的金属沉淀进行分离。
优选地，步骤(4)中所述单质硅和单质碳的粒度均小于0.15mm。
优选地，步骤(4)中所述惰性气氛为氮气或氩气气体中的任意一种，气体流量为0.5～3L/min。
优选地，步骤(4)中所述熔炼温度为1450～1550℃，熔炼时间为30～120min。收尘方式为重力收尘、布袋收尘或电收尘等常规收尘方式。
本发明的有益效果在于：
1、本发明通过碳酸钠溶液脱硫可以有效实现电镀污泥中硫的脱除，防止硫进入合金锭降低其品质，成本远低于目前的高温脱硫方法；含硅物料、废碳与脱硫后的电镀污泥进行熔炼时，含硅物料不仅可改变熔渣结构，有效降低熔渣熔点，还能强化还原电镀污泥中的有价金属，从而更好的捕集有价金属；废碳以气-液/气-固的还原方式进一步还原有价金属，实现有价金属的综合高效回收。
2、本发明提供了一种低成本脱硫和综合、绿色、高效回收电镀污泥中有价金属的方法，以湿法-火法联合方式高效、安全、低成本地处置电镀污泥，对电镀污泥的资源化提供了一种切实可行的技术路线。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
实施例1
本实施例提供了回收电镀污泥中有价金属的方法，制备工艺如图1所示，具体步骤如下：
(1)将某电镀污泥(主要化学成分如表1所示)烘干后与50％质量浓度的碳酸钠溶液按1kg:15L比例混合均匀，在40℃温度下以500转/分的搅拌速度搅拌120min进行脱硫；
表1电镀污泥主要化学组成
(2)待搅拌结束后进行脱水抽滤，滤液中通入CO2气体进行结晶分离碳酸钠和硫酸钠，滤渣进行烘干，烘干后检测滤渣化学成分，结果如表2所示，脱硫率达93.39％；
表2脱硫后滤渣主要化学组成
(3)将烘干后的滤渣与废硅晶片(Si 91.7％)、铝电解废阳极炭(固定碳41％)按质量比1：0.1：0.1混合均匀后置于电炉中加热，在1500℃、1L/min氮气体积流量下熔炼60min；
(4)熔炼结束后，将收集到的烟气进行冷却和电收尘，得到含铅、锌烟尘，将渣与合金锭自然冷却至室温，分离合金锭与熔渣后检测熔渣中金属含量，计算得到的金属回收率如表3所示。电镀污泥中有价金属得到高效回收。
表3熔炼渣元素含量和回收率
实施例2
(1)将某电镀污泥(主要化学成分如表1所示)烘干后与100％质量浓度的碳酸钠溶液按1kg:20L比例混合均匀，在65℃温度下以500转/分的搅拌速度搅拌120min进行脱硫；
(2)搅拌结束后进行脱水抽滤，滤液中通入CO2气体进行结晶分离碳酸钠和硫酸钠，滤渣进行烘干，烘干后检测滤渣化学成分，结果如表4所示，脱硫率达95.21％；
表4脱硫后滤渣主要化学组成
(3)将烘干后的滤渣与硅铁合金(Si 75％)、铝电解废阴极炭(固定碳71.4％)按质量比1：0.15：0.05混合均匀后置于电炉中加热，在1550℃、1L/min氮气体积流量下熔炼120min；
(4)熔炼结束后，将收集到的烟气进行冷却和电收尘，得到含铅、锌烟尘，将渣与合金锭自然冷却至室温，分离合金锭与熔渣后检测熔渣中金属含量，计算得到的金属回收率如表5所示。电镀污泥中有价金属得到高效回收。
表5熔炼渣元素含量和回收率
实施例3
(1)将某电镀污泥(主要化学成分如表1所示)烘干后与25％质量浓度的碳酸钠溶液按1kg:5L比例混合均匀，在20℃温度下以100转/分的搅拌速度搅拌60min进行脱硫；
(2)搅拌结束后进行脱水抽滤，滤液中通入CO2气体进行结晶分离碳酸钠和硫酸钠，滤渣进行烘干，烘干后检测滤渣化学成分，结果如表6所示，脱硫率达82.51％；
表6脱硫后滤渣主要化学组成
(3)将烘干后的滤渣与工业硅渣(Si 18.6％)、废活性炭(固定碳76.9％)按质量比1：0.30：0.10混合均匀后置于电炉中加热，在1450℃、0.5L/min氮气体积流量下熔炼30min；
(4)熔炼结束后，将收集到的烟气进行冷却和电收尘，得到含铅、锌烟尘，将渣与合金锭自然冷却至室温，分离合金锭与熔渣后检测熔渣中金属含量，计算得到的金属回收率如表7所示。电镀污泥中有价金属得到高效回收。
表7熔炼渣元素含量和回收率
实施例4
(1)将某电镀污泥(主要化学成分如表8所示)烘干后与25％质量浓度的碳酸钠溶液按1kg:10L比例混合均匀，在80℃温度下以500转/分的搅拌速度搅拌30min进行脱硫；
表8电镀污泥主要化学组成
(2)搅拌结束后进行脱水抽滤，滤液中通入CO2气体进行结晶分离碳酸钠和硫酸钠，滤渣进行烘干，烘干后检测滤渣化学成分，结果如表9所示，脱硫率达90.38％；
表9脱硫后滤渣主要化学组成
(3)将烘干后的滤渣与废旧多晶硅(Si 89.4％)、煤焦油渣(固定碳64.8％)按质量比1：0.05：0.2混合均匀后置于电炉中加热，在1500℃、3L/min氮气体积流量下熔炼60min；
(4)熔炼结束后，将收集到的烟气进行冷却和电收尘，得到含铅、锌烟尘，将渣与合金锭自然冷却至室温，分离合金锭与熔渣后检测熔渣中金属含量，计算得到的金属回收率如表10所示。
表10熔炼渣元素含量和回收率
综上所述，本发明通过将干燥的电镀污泥与碳酸钠溶液混合后加热搅拌进行脱硫，脱硫滤渣进行干燥后与含硅物料、废碳混合均匀，加热到设定温度后进行熔炼，即可得到含铅锌烟尘、含重金属合金锭和无害渣。且脱硫率达90％以上，有价金属回收率达95％以上，可实现电镀污泥低成本脱硫和有价金属资源高效综合回收，具有操作简单、处理量大、适应性强的优势，对电镀污泥资源化处置具有重要意义。
以上对发明的具体实施方式进行了详细说明，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该发明进行的等同修改或替代也都在本发明的范畴之中，因此，在不脱离本发明的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (9)
1.一种回收电镀污泥中有价金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将干燥的电镀污泥与脱硫剂混合均匀后加热并搅拌，获得固液混合物料；
(2)将步骤(1)中的所述固液混合物料进行过滤，获得滤液和滤渣；
(3)将步骤(2)中的所述滤液进行结晶分离获得脱硫剂和硫酸钠晶体，将所述滤渣进行干燥获得干燥物；
(4)将步骤(3)中的所述干燥物与单质硅和单质碳混合均匀，在惰性气氛下熔炼，将熔炼过程中产生的高温烟气降温收尘后获得含铅锌烟尘，待熔炼结束后经自然冷却到室温后分离，即可获得合金锭和渣。
2.根据权利要求1所述的回收电镀污泥中有价金属的方法，其特征在于，所述电镀污泥的组成包括Cu、Ni、Cr、Fe、Pb、Zn、Mn、S、Co、CaO、SiO2。
3.根据权利要求1所述的回收电镀污泥中有价金属的方法，其特征在于，步骤(1)中所述脱硫剂为碳酸钠溶液，所述加热并搅拌为在20～80℃下搅拌30～120min。
4.根据权利要求3所述的回收电镀污泥中有价金属的方法，其特征在于，所述碳酸钠溶液的质量分数为25～100％，所述电镀污泥与碳酸钠溶液的质量体积比为1:(5～20)kg/L。
5.根据权利要求1所述的回收电镀污泥中有价金属的方法，其特征在于，步骤(3)中所述结晶分离为，向所述滤液中通入CO2气体，将滤液进行结晶；所述结晶为冷却结晶或蒸发结晶中的一种。
6.根据权利要求1所述的回收电镀污泥中有价金属的方法，其特征在于，步骤(4)中所述干燥物、单质硅和单质碳的质量比为1：(0.05～0.30)：(0.05～0.20)。
7.根据权利要求1所述的回收电镀污泥中有价金属的方法，其特征在于，步骤(4)中所述单质硅和单质碳的粒度均小于0.15mm。
8.根据权利要求1所述的回收电镀污泥中有价金属的方法，其特征在于，步骤(4)中所述惰性气氛为氮气或氩气气体中的任意一种，气体流量为0.5～3L/min。
9.根据权利要求8所述的回收电镀污泥中有价金属的方法，其特征在于，步骤(4)中所述熔炼温度为1450～1550℃，熔炼时间为30～120min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310993004.3A CN116855747A (zh) | 2023-08-08 | 2023-08-08 | 一种回收电镀污泥中有价金属的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310993004.3A CN116855747A (zh) | 2023-08-08 | 2023-08-08 | 一种回收电镀污泥中有价金属的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116855747A true CN116855747A (zh) | 2023-10-10 |
Family
ID=88219209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310993004.3A Pending CN116855747A (zh) | 2023-08-08 | 2023-08-08 | 一种回收电镀污泥中有价金属的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116855747A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117385178A (zh) * | 2023-10-24 | 2024-01-12 | 韶关鹏瑞环保科技有限公司 | 一种复杂多金属电子电镀污泥的综合处理工艺 |
-
2023
- 2023-08-08 CN CN202310993004.3A patent/CN116855747A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117385178A (zh) * | 2023-10-24 | 2024-01-12 | 韶关鹏瑞环保科技有限公司 | 一种复杂多金属电子电镀污泥的综合处理工艺 |
| CN117385178B (zh) * | 2023-10-24 | 2024-05-07 | 广东鹏瑞环保资源股份有限公司 | 一种复杂多金属电子电镀污泥的综合处理工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102559495B1 (ko) | 리튬을 회수하기 위한 방법 | |
| CN106893864B (zh) | 一种从黑铜泥中回收砷的方法 | |
| CN113684368A (zh) | 一种铜冶炼硫化砷渣与含砷烟尘协同处理的方法 | |
| CN105293564A (zh) | 一种钢铁厂含锌烟尘灰循环利用的方法 | |
| CN110564970A (zh) | 一种从高炉布袋灰中回收钾、钠、锌的工艺方法 | |
| CN109811132B (zh) | 一种从高炉瓦斯泥中综合回收利用碳、铁、铝、锌、铅的方法 | |
| CN111041221B (zh) | 一种从含镉高砷烟灰中回收镉的方法 | |
| CN116855747A (zh) | 一种回收电镀污泥中有价金属的方法 | |
| CN109355508B (zh) | 一种高砷多金属含铟物料的综合回收方法 | |
| CN111926187A (zh) | 一种从酸泥中综合回收硒、汞、铅和银的方法 | |
| CN113637840A (zh) | 利用钙化球磨焙烧-碱浸法从铁酸锌资源中回收锌的方法 | |
| CN113120911A (zh) | 一种超声强化分离铜冶炼炉渣中的硅和铁并利用硅制备白炭黑的方法 | |
| JP2018087365A (ja) | 金属マンガンの製造方法 | |
| CN115744940A (zh) | 一种回收废旧磷酸铁锂正极粉中有价金属的方法 | |
| CN113862464B (zh) | 一种黑铜泥中铜及稀散金属回收的方法 | |
| CN113388738B (zh) | 一种回收含铅废渣中铅的方法及其应用 | |
| CN109055764B (zh) | 一种高氯低锌物料的综合回收方法 | |
| CN111206158B (zh) | 一种高炉布袋除尘灰资源化全利用的方法 | |
| CN113044815A (zh) | 综合处理含硒碲废料的方法和系统 | |
| CN108063295A (zh) | 从火法回收锂电池产生的炉渣中提取锂的方法 | |
| CN114015879B (zh) | 一种砷冰铜火法处理回收铜的方法 | |
| CN108118158B (zh) | 从硫化渣与高炉瓦斯灰中提取有价金属的方法 | |
| CN111074076A (zh) | 一种冶金固体废弃物的综合利用系统及方法 | |
| CN113215413B (zh) | 一种脱硫剂及其脱除废铅膏中硫制备零碳冶炼前驱体的方法 | |
| CN111455188B (zh) | 一种从冰铜渣中碱性湿法浸出铜的工艺方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |