本申請(qǐng)涉及電鍍污泥的回收處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高含量鐵、低含量銅鎳的電鍍污泥的資源化處理方法。

背景技術(shù)：

作為電鍍廢水沉淀處理后的“終態(tài)物”，電鍍污泥中包含了cu、ni、zn、cr、fe等重金屬，成分十分復(fù)雜、重金屬難以降解，已被列入了國(guó)家危險(xiǎn)廢棄物名錄。電鍍污泥中的這些重金屬具有不穩(wěn)定、易積累、易流失等特點(diǎn)，若對(duì)其不作妥善處理，在外部環(huán)境作用下很容易發(fā)生遷移，造成次生污染、危害環(huán)境，進(jìn)而影響人類(lèi)健康。

電鍍污泥的主要處理方法包括無(wú)害化處置和資源化利用。從污染防治和資源循環(huán)利用的角度考慮，對(duì)電鍍污泥中重金屬資源進(jìn)行綜合回收具有重要的環(huán)境、資源與社會(huì)效益。重金屬回收技術(shù)包括火法與濕法回收，其中火法受限于成本高、能耗大、金屬回收率和純度不高等因素。而濕法工藝用于回收電鍍污泥中金屬涉及了浸出和分離兩大工序，浸出主要采用酸浸及堿浸，而分離主要通過(guò)化學(xué)沉淀法、還原分離法、電解沉積法等。

電鍍污泥中，涉及到含有銅鎳鐵等多種金屬分離的研究很多，如專(zhuān)利cn200610050002.7提出了一種從電鍍污泥中回收有價(jià)金屬的方法，通過(guò)向酸浸出液中加入硫化物得到硫化銅沉淀而分離出銅，再通過(guò)堿依次調(diào)節(jié)ph先后分離出鉻、鐵、鎳與鋅，此法形成的硫化銅在后期處理中不可避免會(huì)造成二次污染，同時(shí)處理過(guò)程中再次產(chǎn)生了電鍍廢渣未提出進(jìn)一步處理方法。

專(zhuān)利cn201510311839.1提供了一種電鍍污泥綜合回收有價(jià)金屬的方法，通過(guò)氨浸-酸浸聯(lián)合浸出金屬，然后依然是引入了硫化鈉沉淀分離出銅，同樣在后期處理中面臨二次污染的問(wèn)題。

專(zhuān)利cn201410192292.3提供了一種從電鍍污泥中分離回收銅、鎳、鐵的方法，首先調(diào)節(jié)酸浸出液ph沉淀去除鐵，然后向銅鎳沉淀物中使用甘油分離出銅、鎳，此法介紹了銅、鎳、鐵三種金屬的分離，引入的甘油在稀溶液中反應(yīng)速率極低，且與氧化物接觸可能會(huì)造成溶液變黑而增加后續(xù)濾液的處理難度，同時(shí)工藝中硫酸鈉的引入亦會(huì)造成硫酸鎳產(chǎn)品純度不高。

專(zhuān)利cn201310267803.9提供了一種從電鍍廢泥中綜合回收有價(jià)金屬的方法，同樣是先后通過(guò)酸浸、沉淀分離出金屬，處理工藝易形成六價(jià)鉻等有毒物質(zhì)，同樣引入的碳酸鈉會(huì)影響最終產(chǎn)品碳酸鎳與鋅酸鈉的純度。

不僅如此，以上專(zhuān)利側(cè)重點(diǎn)大多在于如cu、ni等更具價(jià)值金屬資源化，而對(duì)其中含量較少的fe通常只是通過(guò)簡(jiǎn)單分離處理。鐵的資源化處理關(guān)注度一般或如專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)cn103252340a所述，通常只是對(duì)于單一特定鐵泥。而對(duì)于以鐵為主，同時(shí)包含其他金屬的電鍍污泥的分離利用則報(bào)道相對(duì)較少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)研究的不足，本申請(qǐng)人提供了一種鐵含量高、銅鎳含量低的電鍍污泥的回收處理方法。本發(fā)明工藝易于控制，具有保證其它低含量金屬的回收利用率，而能夠規(guī)?；a(chǎn)的特點(diǎn)。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種鐵含量高、銅鎳含量低的電鍍污泥的回收處理方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)將電鍍污泥加入到硫酸溶液中，攪拌溶解得到含fe³⁺、cu²⁺、ni²⁺的溶液，加氨水調(diào)節(jié)ph＝3～4，靜置沉降，過(guò)濾得到氫氧化鐵泥及含cu²⁺、ni²⁺的濾液；

(2)將氫氧化鐵泥先后通過(guò)2～3次水洗干凈，洗后水溶液再循環(huán)至步驟(1)；

(3)將步驟(2)中洗后氫氧化鐵沉淀完全溶解于硫酸溶液中，加入過(guò)量鐵粉室溫?cái)嚢瑁^(guò)濾得到硫酸亞鐵溶液，而濾液通過(guò)濃縮、重結(jié)晶、離心后可得工業(yè)級(jí)硫酸亞鐵晶體；

(4)使用硫酸調(diào)節(jié)步驟(1)中所得cu²⁺、ni²⁺濾液，使其ph＝1～2，分兩次加入鐵粉，攪拌后過(guò)濾、篩分先后得到不規(guī)則類(lèi)球狀銅、鎳粉末及含fe²⁺的濾液，而濾液按步驟(3)工藝制備硫酸亞鐵。

上述步驟(1)中，使用質(zhì)量濃度20％硫酸將污泥完全溶解后溶液ph＝0.2～1，溶解時(shí)間1～3h。

上述步驟(1)中，常溫下使用氨水調(diào)節(jié)ph后，溶液需靜置沉降3～5h。

上述步驟(2)中，氫氧化鐵泥水洗：將氫氧化鐵沉淀在固液比為1:1.5～2的條件下先后打漿洗滌2～3次，每次打漿時(shí)間為2～3h。

上述步驟(3)中，同樣使用質(zhì)量濃度20％硫酸溶解氫氧化鐵污泥，鐵粉的加入量是濾液中鐵的物質(zhì)的量的0.5～1倍。

上述步驟(4)中，每次加入的鐵粉量是濾液中銅或鎳的物質(zhì)的量的1～1.5倍。

上述步驟(4)中，使用質(zhì)量濃度為80％的硫酸調(diào)節(jié)溶液ph。

以上所述鐵含量高、銅鎳含量低的電鍍污泥中，鐵含量在10wt％以上，而銅鎳含量在2wt％以下。

本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于：

本發(fā)明充分利用了金屬的物理化學(xué)性質(zhì)特點(diǎn)，首先通過(guò)水解沉淀分離出鐵，然后利用氧化還原電勢(shì)的差異通過(guò)置換先后還原得到銅、鎳粉末，由此實(shí)現(xiàn)了銅鎳鐵三種金屬的分步提取，從而解決了此類(lèi)電鍍污泥中回收有用金屬的問(wèn)題。

與專(zhuān)利cn200610050002.7、cn201510311839.1相比，本發(fā)明整體工藝溫和，中間無(wú)次生廢棄物產(chǎn)生，無(wú)需再進(jìn)行處理，同樣不會(huì)造成二次污染。而與專(zhuān)利cn201410192292.3、cn201310267803.9相比，本發(fā)明中無(wú)體系外其他金屬和有機(jī)溶劑的引入，體系總體成分前后未變動(dòng)，無(wú)有毒物質(zhì)及廢水出現(xiàn)，濾液最終進(jìn)入蒸餾濃縮得到純度可達(dá)到工業(yè)級(jí)的硫酸亞鐵，同時(shí)中間回收的銅、鎳粉末回收率與純度亦很高，可作為其他功能材料如導(dǎo)電漿料的原材料，工藝簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛、操作性強(qiáng)，可進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)實(shí)現(xiàn)此類(lèi)鐵泥的充分資源化利用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所提供的工藝流程圖；

圖2分別為得到產(chǎn)品硫酸亞鐵、銅粉、鎳粉的示意圖；

圖3為銅、鎳粉末高倍掃描電鏡圖。

具體實(shí)施方式

以下是結(jié)合附圖1與實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體敘述。

實(shí)施例1

取400kg的電鍍污泥，緩慢加入質(zhì)量濃度20％的硫酸溶液，攪拌溶解1h，測(cè)定浸出液的終點(diǎn)ph＝0.4，慢慢加入氨水調(diào)節(jié)溶解液ph＝3，靜置沉降3h后壓濾得到氫氧化鐵污泥與濾液；氫氧化鐵污泥按固液比1:1.5打漿水洗，每次洗滌2h，水洗后的打漿水回用至電鍍污泥的溶解，使用質(zhì)量濃度20％的硫酸溶液溶解洗后氫氧化鐵泥，向其中投加溶液中鐵的物質(zhì)的量的0.5倍鐵粉，室溫?cái)嚢柽^(guò)濾得到硫酸亞鐵溶液，濾液濃縮、重結(jié)晶、離心最終得到達(dá)到工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞鐵(純度87.95％)；而濾液在常溫下加入80％硫酸調(diào)節(jié)ph至1，向其中分兩次加入鐵粉，每次加入量是濾液中銅或鎳的物質(zhì)的量的1～1.5倍，攪拌后過(guò)濾、篩分先后得到銅粉(純度98％)、鎳粉(純度97％)，兩者回收率分別為97.8％、98％。

圖2是回收得到的產(chǎn)品硫酸亞鐵(a)、銅粉(b)、鎳粉(c)的示意圖，從圖中可看出，硫酸亞鐵晶體為淺綠色顆粒，顆粒大小分布均勻，而形成的紅色銅粉末與灰色鎳粉末，粉末細(xì)膩、色澤均勻，具有較高的孔隙率與毛細(xì)作用。而從圖3回收產(chǎn)品銅粉(a)、鎳粉(b)的高倍掃描電鏡圖可看出，銅、鎳粉末呈現(xiàn)類(lèi)球狀形貌，測(cè)定相關(guān)性能如導(dǎo)電性(兩者電阻率ρ分別達(dá)到16.85nω·m與68.25nω·m，20℃)、松裝密度(3.75g/cm³)等明顯優(yōu)于一些不規(guī)則形狀系列粉末(兩者電阻率ρ分別為24.35nω·m與74.68nω·m，20℃；松裝密度1.25g/cm³)。

實(shí)施例2

取600kg的電鍍污泥，緩慢加入質(zhì)量濃度20％的硫酸溶液，攪拌溶解2h，測(cè)定浸出液的終點(diǎn)ph＝0.7，慢慢加入氨水調(diào)節(jié)溶解液ph＝3.5，靜置沉降4h后壓濾得到氫氧化鐵污泥與濾液；氫氧化鐵污泥按固液比1:1.8打漿水洗，每次洗滌2.5h，水洗后的打漿水回用至電鍍污泥的溶解，使用質(zhì)量濃度20％的硫酸溶液溶解洗后氫氧化鐵泥，向其中投加溶液中鐵的物質(zhì)的量的0.8倍鐵粉，室溫?cái)嚢柽^(guò)濾得到硫酸亞鐵溶液，濾液濃縮、重結(jié)晶、離心最終得到達(dá)到工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞鐵(純度91.25％)；而濾液在常溫下加入80％硫酸調(diào)節(jié)ph至1.5，向其中分兩次加入鐵粉，每次加入量是濾液中銅或鎳的物質(zhì)的量的1～1.5倍，攪拌后過(guò)濾、篩分先后得到銅粉(純度97.8％)、鎳粉(純度98.5％)，兩者回收率分別為99％、98.9％。

圖2是回收得到的產(chǎn)品硫酸亞鐵(a)、銅粉(b)、鎳粉(c)的示意圖，從圖中可看出，硫酸亞鐵晶體為淺綠色顆粒，顆粒大小分布均勻，而形成的紅色銅粉末與灰色鎳粉末，粉末細(xì)膩、色澤均勻，可認(rèn)為具有較高的孔隙率與毛細(xì)作用。而從圖3回收產(chǎn)品銅粉(a)、鎳粉(b)的高倍掃描電鏡圖可看出，銅、鎳粉末呈現(xiàn)類(lèi)球狀形貌，測(cè)定相關(guān)性能如導(dǎo)電性(兩者電阻率ρ分別為18.75nω·m與68.94nω·m，20℃)、松裝密度(4.25g/cm³)等明顯優(yōu)于一些不規(guī)則形狀系列粉末(兩者電阻率ρ分別為28.64nω·m與78.45nω·m，20℃；松裝密度1.78g/cm³)。

實(shí)施例3

取800kg的電鍍污泥，緩慢加入質(zhì)量濃度20％的硫酸溶液，攪拌溶解3h，測(cè)定浸出液的終點(diǎn)ph＝1，慢慢加入氨水調(diào)節(jié)溶解液ph＝4，靜置沉降5h后壓濾得到氫氧化鐵污泥與濾液；氫氧化鐵污泥按固液比1:2打漿水洗，每次洗滌3h，水洗后的打漿水回用至電鍍污泥的溶解，使用質(zhì)量濃度20％的硫酸溶液溶解洗后氫氧化鐵泥，向其中投加溶液中鐵的物質(zhì)的量的1.0倍鐵粉，室溫?cái)嚢柽^(guò)濾得到硫酸亞鐵溶液，濾液濃縮、重結(jié)晶、離心最終得到達(dá)到工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞鐵(純度89.78％)；濾液在常溫下加入80％硫酸調(diào)節(jié)ph至2，向其中分兩次加入鐵粉，每次加入量是濾液中銅或鎳的物質(zhì)的量的1～1.5倍，攪拌后過(guò)濾、篩分先后得到銅粉(純度99.2％)、鎳粉(純度98.7％)，兩者回收率分別為98.3％、99.1％。

圖2是回收得到的產(chǎn)品硫酸亞鐵(a)、銅粉(b)、鎳粉(c)的示意圖，從圖中可看出，硫酸亞鐵晶體為淺綠色顆粒，顆粒大小分布均勻，而形成的紅色銅粉末與灰色鎳粉末，粉末細(xì)膩、色澤均勻，可認(rèn)為具有較高的孔隙率與毛細(xì)作用。而從圖3回收產(chǎn)品銅粉(a)、鎳粉(b)的高倍掃描電鏡圖可看出，銅、鎳粉末呈現(xiàn)類(lèi)球狀形貌，測(cè)定相關(guān)性能如導(dǎo)電性(兩者電阻率ρ分別為19.87nω·m與70.16nω·m，20℃)、松裝密度(2.87g/cm³)等明顯優(yōu)于一些不規(guī)則形狀系列粉末(兩者電阻率ρ分別為26.38nω·m與79.86nω·m，20℃；松裝密度0.98g/cm³)。