專利名稱：電鍍污泥的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電鍍污泥的處理方法。
背景技術(shù)：
電鍍污泥是電鍍廢水處理過程中產(chǎn)生的排放物，其中含有大量的鉻、鎘、銅、鎳、鋅等有毒重金屬，成分十分復(fù)雜，被列入國(guó)家危險(xiǎn)廢物名單中的第十七類危險(xiǎn)廢物。我國(guó)耕地面積僅占國(guó)土面積10%強(qiáng),不到世界平均水平的一半。我國(guó)房屋建筑材料中70%是墻體材料，其中粘土磚占據(jù)主導(dǎo)地位，生產(chǎn)粘土磚每年耗用粘土資源達(dá)10多億立方米，約相當(dāng)于毀田50萬(wàn)畝。同時(shí)，我國(guó)每年生產(chǎn)粘土磚消耗7000多萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。如果實(shí)心粘土磚產(chǎn)量繼續(xù)增長(zhǎng)，不僅增加墻體材料的生產(chǎn)能耗，而且導(dǎo)致新建建筑的采暖和空調(diào)能耗大幅度增加，將嚴(yán)重加劇能源供需矛盾。 《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)墻體材料革新和推廣節(jié)能建筑的通知》(國(guó)辦發(fā)[2005]33號(hào))明確規(guī)定逐步禁止生產(chǎn)和使用實(shí)心粘土磚，積極推廣新型墻體材料。要求到2010年，新型墻體材料產(chǎn)量占?jí)w材料總量的比重達(dá)到55%以上，建筑應(yīng)用比例達(dá)到65%以上；嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)應(yīng)執(zhí)行節(jié)能率65%的標(biāo)準(zhǔn)。在目前電鍍污泥處理技術(shù)方案中，穩(wěn)定化/固化技術(shù)、材料化技術(shù)雖然相對(duì)比較成熟，但其內(nèi)含的重金屬基本不進(jìn)行回收，經(jīng)濟(jì)效益低、綜合效益一般，只適合在局部范圍內(nèi)使用。熱化學(xué)處理技術(shù)可大幅度的減少電鍍污泥的體積，并可降低其對(duì)環(huán)境的危害，但容易在焚燒過程中對(duì)環(huán)境造成二次污染，焚燒中需要加輔助燃料，且投資及運(yùn)行費(fèi)用較高，需要進(jìn)一步的改進(jìn)。有價(jià)金屬回收技術(shù)符合當(dāng)今社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的要求，既能有效消除電鍍污泥危害，又能回收重金屬，帶來可觀經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，是目前最好的電鍍污泥資源化利用技術(shù)。電鍍污泥有價(jià)金屬回收技術(shù)各有特點(diǎn)、各有優(yōu)勢(shì)，其中生物浸取法、離子交換膜
法、氫還原分離技術(shù)、肼(N2H4)還原技術(shù)回收金屬銅等4種工藝技術(shù)受應(yīng)用實(shí)例、規(guī)?；瘧?yīng)
用等制約。濕法冶金回收重金屬技術(shù)置換效率低，費(fèi)用偏高，有一定的局限性。熔煉法和焙
燒浸取法在焙燒過程中需加輔助燃料，投資及運(yùn)行費(fèi)用較高。而酸浸法在實(shí)現(xiàn)電鍍污泥無
害化處置的同時(shí)，可高效回收有價(jià)金屬，工藝方案技術(shù)成熟、通用性好，能規(guī)模化應(yīng)用，且通
過配套工程措施，可實(shí)現(xiàn)不對(duì)環(huán)境造成二次污染，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效.、
Mo但是，就目前而言，對(duì)酸浸法實(shí)現(xiàn)電鍍污泥無害化處置后所產(chǎn)生的濾渣并沒有充分利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種金屬回收率高、廢渣可以進(jìn)行制磚等綜合利用的電鍍污泥的處理方法。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電鍍污泥的處理方法，包括以下步驟a)在所述電鍍污泥中加入酸進(jìn)行酸浸出并進(jìn)行過濾，得到浸出液和濾渣山)將所述浸出液進(jìn)行銅萃取，得到富銅相和第一萃余液；c)對(duì)所述富銅相利用硫酸進(jìn)行反萃，得到硫酸銅溶液；d)對(duì)所述第一萃余液利用HBLllO萃取劑萃取其中的鎳和鋅，得到富鎳鋅液和第二萃余液；e)將所述濾渣與粘土和助劑進(jìn)行混合，成型后在1100-1200°C下燒制5-6小時(shí)，得到環(huán)保磚。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電鍍污泥的處理方法，采用酸浸法在實(shí)現(xiàn)電鍍污泥無害化處置的同時(shí)，高效回收有價(jià)金屬。采用萃取法萃取鎳、鋅，替代傳統(tǒng)的氟化鈉除鈣鎂。革除了舊工藝中對(duì)設(shè)備腐蝕厲害、對(duì)環(huán)境污染大、價(jià)格貴、消耗量大的NaF的使用，降低了生產(chǎn)成本，避免了 F離子對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)設(shè)備的腐蝕。采用特效萃取劑萃取，萃取選擇性和萃取效率高，成本低。廢渣摻雜粘土，制成環(huán)保磚，符合產(chǎn)業(yè)政策要求，實(shí)現(xiàn)電鍍污泥徹底綜合利用。另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的電鍍污泥的處理方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述步驟a)包括在所述電鍍污泥中加入濃硫酸并調(diào) 節(jié)PH值為I. 0 2. 0，其中所述電鍍污泥水濃硫酸的重量比為1:4: 1，在攪拌2. 5小時(shí)后進(jìn)行壓力過濾，以得到所述浸出液和濾渣。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述濃硫酸為96%濃硫酸。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述步驟b)中，使用N902作為萃取劑，控制水相的pH為3，硫酸根離子濃度為0. 5mol/L，水相與有機(jī)相的體積比為I :1。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在所述步驟c)中，對(duì)所述富銅相利用15%的硫酸進(jìn)行反萃。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，將所述硫酸銅溶液濃縮得到五水合硫酸銅。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述硫酸銅溶液用于電積生產(chǎn)陰極銅，或用作超細(xì)銅粉、銅漿的原料。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述電積生產(chǎn)陰極銅具體包括將所述硫酸銅溶液加熱到30-35 °C并作為電解液進(jìn)入電解槽以進(jìn)行電積，其中陰極為不銹鋼板，陽(yáng)極為pb-ca-sn合金，所述電解液采取下進(jìn)上出循環(huán)方法，在直流電作用下，以7天為周期陰極析出電極銅，所述電極銅經(jīng)洗滌、人工剝板而得到所述陰極銅。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述步驟e)中，所述助劑包括礬土渣和煤矸石。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述環(huán)保磚的原料配比為濾渣20重量份；粘土 50重量份；帆土洛10重量份；煤砰石10重量份。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電鍍污泥的處理方法的流程示意圖；和圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的電鍍污泥的處理方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面參考附圖來詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電鍍污泥的處理方法。如圖I和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電鍍污泥的處理方法，包括以下步驟a)在所述電鍍污泥中加入酸進(jìn)行酸浸出并進(jìn)行過濾，得到浸出液和濾渣。具體而言，在所述電鍍污泥中加入96%濃硫酸，利用化學(xué)反應(yīng)熱(也可以通過蒸汽)浸出，并調(diào)節(jié)pH值為1.0 2. O。其中所述電鍍污泥水濃硫酸的重量比為I : 4 : 1，攪拌2. 5小時(shí)，鎳、銅的浸出率大于99%。然后進(jìn)行壓力過濾，以得到所述浸出液和濾渣。浸出液送后道進(jìn)行萃取，濾渣水洗后送至渣安全處置車間，清洗水返回。浸出過程的主要化學(xué)反應(yīng)如下Ni+H2SO4=Ni S04+H2 tNi (OH) 2+H2S04=NiS04+2H20Ni CHH2SO4=Ni S04+H20FeCHH2SO4=FeSO4+H2OZnCHH2SO4=ZnSO4+H2OCr (OH) 2+H2S04=CrS04+2H20
2Cr (OH) 3+3H2S04=Cr2 (SO4) 3+6H20Cu0+H2S04=CuS04+H20Cu (OH) 2+H2S04=CuS04+2H20b)將所述浸出液進(jìn)行銅萃取，得到富銅相和第一萃余液。具體地說，使用N902作為萃取劑,控制水 相的pH為3,硫酸根離子濃度為0. 5mol/L,水相與有機(jī)相的體積比為I :1，此時(shí)Ni幾乎不被萃取。c)對(duì)所述富銅相利用硫酸進(jìn)行反萃，得到硫酸銅溶液。也就是說，萃取到終點(diǎn)后靜置分層，銅負(fù)載有機(jī)相用15%的硫酸反萃得硫酸銅溶液，空載有機(jī)相返回銅萃取。銅的萃取率可達(dá)99%以上。反萃液經(jīng)熱濃縮后得到工業(yè)五水硫酸銅送電積生產(chǎn)陰極銅，或作為超細(xì)銅粉、銅漿的原料。電積使用不溶(惰性)陽(yáng)極，在電積過程中所有沉積在陰極上的銅都來源于銅溶液，溶液銅濃度不斷下降。電解和電積過程的陰極反應(yīng)是一樣的，可用下列方程表示Cu2+ 十 2e — Cu但是，硫酸銅溶液電積過程，陽(yáng)極反應(yīng)是生成氧氣
20H--2e^ H2O+ -O2
2 2 2由萃取得到的CuSO4溶液加熱到30_35°C，進(jìn)入電解槽進(jìn)行電積。陰極為不銹鋼板，陽(yáng)極為pb-ca-sn合金，電解液為下進(jìn)上出循環(huán)方法。在直流電作用下，陰極析出銅周期為7天，陽(yáng)極放出氧氣，電極銅經(jīng)洗滌，人工剝板得到產(chǎn)品陰極銅。電積作業(yè)主要操作參數(shù)如下電積的總槽電壓在I. 9-2. 3V之間。槽電壓乘以還原每噸銅所需的電量就是所消耗的直流電能，再考慮到整流的效率，電積I噸銅的電能耗約為 2000-2700KwH。同極距9. 5-10. 2cm,陰極表面電解液流速0. 12m3/(h *1112)，槽溫40-46'C。電流密度190-240A/m2。溶劑萃劑-電積廠的陰極銅純度達(dá)到99. 99-99. 999%。d)對(duì)所述第一萃余液利用HBLllO萃取劑萃取其中的鎳和鋅，得到富鎳鋅液和第二萃余液。具體而言,經(jīng)過銅萃取后,萃余液中還含有鐵、韓、鎂等雜質(zhì)，傳統(tǒng)方法必須除雜后才能制得符合硫酸鎳工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或其它新能源材料的原料標(biāo)準(zhǔn)。本工藝采用HBLllO特效萃取劑萃取鎳、鋅，HBLllO特效萃取劑萃應(yīng)用于難冶低品位鎳、鈷、銅、鎢、鈦、鑰、釩等有色金屬提取領(lǐng)域，金屬萃取效率高。替代傳統(tǒng)的氟化鈉除鈣鎂，革除了舊工藝中對(duì)設(shè)備腐蝕厲害、對(duì)環(huán)境污染大、價(jià)格貴、消耗量大的NaF的使用，降低了生產(chǎn)成本，避免了 F離子對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)設(shè)備的腐蝕。e)將所述濾渣與粘土和助劑進(jìn)行混合，成型后在1100-1200°C下燒制5_6小時(shí)，得到環(huán)保磚。也就是說，濾渣主要含F(xiàn)e、Ca、Mg、Cr,將濾渣代替部分粘土加入到制磚原料中(濾渣配入比例為20%)，成型后加溫?zé)瞥森h(huán)保磚，以最佳的原料配比和燒成制度，使濾渣中的六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻，并與配料中的其他成分形成穩(wěn)定的固溶體，封固在環(huán)保磚內(nèi)，從而使電鍍污泥中的鉻徹底解毒，并長(zhǎng)期穩(wěn)定。配比方案(重量份)濾渣20%、粘土 50%、礬土渣10%、煤矸石10%。入窯溫度1100-1200°C，燒制時(shí)間5-6h (升溫時(shí)間10h，降溫時(shí)間20h)。燒成后的環(huán)保磚物理化學(xué)性能燒成先收縮率I. 5%-3. 5%、酌減7%_9%、吸水性〈6%、耐酸性98. 65%、耐堿性98. 75%、抗壓強(qiáng)度33_48MPa、抗折強(qiáng)度6_8MPa、凍融損失〈I. 5%。燒成后的環(huán)保磚的長(zhǎng)期穩(wěn)定性按照鉻渣污染治理環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范中規(guī)定的重金屬濃度測(cè)定方法測(cè)定，燒成品中水溶性六價(jià)鉻含量為〈O. lmg/L,總鉻〈O. 3mg/L,符合規(guī)范要求。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電鍍污泥的處理方法，采用酸浸法在實(shí)現(xiàn)電鍍污泥無害化處置的同時(shí)，高效回收有價(jià)金屬。采用萃取法萃取鎳、鋅，替代傳統(tǒng)的氟化鈉除鈣鎂。革除了舊工藝中對(duì)設(shè)備腐蝕厲害、對(duì)環(huán)境污染大、價(jià)格貴、消耗量大的NaF的使用，降低了生產(chǎn)成本，避免了 F離子對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)設(shè)備的腐蝕。采用特效萃取劑萃取，萃取選擇性和萃取效率高，成本低。廢渣摻雜粘土，制成環(huán)保磚，符合產(chǎn)業(yè)政策要求，實(shí)現(xiàn)電鍍污泥徹底綜合利用。本發(fā)明專利可廣泛應(yīng)用于目前國(guó)內(nèi)電鍍污泥綜合利用領(lǐng)域。 在本說明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
權(quán)利要求
1.一種電鍍污泥的處理方法，其特征在于，包括以下步驟 a)在所述電鍍污泥中加入酸進(jìn)行酸浸出并進(jìn)行過濾，得到浸出液和濾渣； b)將所述浸出液進(jìn)行銅萃取，得到富銅相和第一萃余液； c)對(duì)所述富銅相利用硫酸進(jìn)行反萃，得到硫酸銅溶液； d)對(duì)所述第一萃余液利用HBLllO萃取劑萃取其中的鎳和鋅，得到富鎳鋅液和第二萃余液； e)將所述濾渣與粘土和助劑進(jìn)行混合，成型后在1100-1200°C下燒制5_6小時(shí)，得到環(huán)保磚。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電鍍污泥的處理方法，其特征在于，所述步驟a)包括 在所述電鍍污泥中加入濃硫酸并調(diào)節(jié)PH值為I. O 2.0，其中所述電鍍污泥水濃硫酸的重量比為I : 4 1，在攪拌2. 5小時(shí)后進(jìn)行壓力過濾，以得到所述浸出液和濾渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電鍍污泥的處理方法，其特征在于，所述濃硫酸為96%濃硫酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電鍍污泥的處理方法，其特征在于，所述步驟b)中，使用N902作為萃取劑，控制水相的pH為3,硫酸根離子濃度為O. 5mol/L,水相與有機(jī)相的體積比為I :Io
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電鍍污泥的處理方法，其特征在于，在所述步驟c)中，對(duì)所述富銅相利用15%的硫酸進(jìn)行反萃。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電鍍污泥的處理方法，其特征在于，將所述硫酸銅溶液濃縮得到五水合硫酸銅。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電鍍污泥的處理方法，其特征在于，所述硫酸銅溶液用于電積生產(chǎn)陰極銅，或用作超細(xì)銅粉、銅漿的原料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電鍍污泥的處理方法，其特征在于，所述電積生產(chǎn)陰極銅具體包括 將所述硫酸銅溶液加熱到30-35°C并作為電解液進(jìn)入電解槽以進(jìn)行電積，其中陰極為不銹鋼板，陽(yáng)極為pb-ca-sn合金，所述電解液采取下進(jìn)上出循環(huán)方法，在直流電作用下，以7天為周期陰極析出電極銅，所述電極銅經(jīng)洗滌、人工剝板而得到所述陰極銅。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電鍍污泥的處理方法，其特征在于，所述步驟e)中，所述助劑
包括礬土渣和煤矸石。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電鍍污泥的處理方法，其特征在于，所述環(huán)保磚的原料配比為 濾、渣 20重量份 粘土 50重量份 鞏土渣 1 重量份 煤野石 10重量份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電鍍污泥的處理方法，包括以下步驟a)在所述電鍍污泥中加入酸進(jìn)行酸浸出并進(jìn)行過濾，得到浸出液和濾渣；b)將所述浸出液進(jìn)行銅萃取，得到富銅相和第一萃余液；c)對(duì)所述富銅相利用硫酸進(jìn)行反萃，得到硫酸銅溶液；d)對(duì)所述第一萃余液利用HBL110萃取劑萃取其中的鎳和鋅，得到富鎳鋅液和第二萃余液；e)將所述濾渣與粘土和助劑進(jìn)行混合，成型后在1100-1200℃下燒制5-6小時(shí)，得到環(huán)保磚。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電鍍污泥的處理方法，金屬回收率高、濾渣可進(jìn)行制磚，實(shí)現(xiàn)電鍍污泥徹底綜合利用。
文檔編號(hào)C22B7/00GK102758091SQ20121024824
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者盧金龍, 史敦權(quán), 張銘發(fā), 甘露, 胡奔流, 胡小芳 申請(qǐng)人:中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司