CN111500864A - 一种基于铬回收的资源化处置电镀污泥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于铬回收的资源化处置电镀污泥的方法，通过采用双氧水作为氧化剂，将电镀污泥浸出液中的Fe2+、Cr3+氧化成Fe3+、Cr6+后，再向溶液中加入液碱产生沉淀，实现溶液中铬离子的完全分离，再向溶液中加入焦亚硫酸钠将Cr6+还原成Cr3+，加液碱将铬离子沉淀成氢氧化铬，经高温煅烧，粉碎制备成三氧化二铬。本发明能够将电镀污泥中的铜、镍、锌实现99％的高效回收，同时实现了电镀污泥中Cr的98％以上的回收效率并制备成高价值产品，浸提残渣完全脱毒，使来料的危废完全转为一般固废,整个生产过程的原辅料价格低廉，设备操作简单，收益明显，无危废排放。
Description
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铬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，电镀污泥中铬含量相对较高，具有较高的回收价值。
现有技术中资源化处置电镀污泥回收利用重金属，常利用火法、湿法技术将污泥中的重金属提取，回收利用，而火法技术有高温熔融法、焙烧法和焚烧法，采用火法技术处置电镀污泥需利用燃料，耗能较多而且焚烧过程易造成二次污染；湿法技术相对来说成本低、二次污染小，但目前的湿法技术对铜、镍、铬的选择性较差，导致回收率较低。
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，现提出一种基于铬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：
一种基于铬回收的资源化处置电镀污泥的方法，包括以下步骤：
步骤1、将电镀污泥化浆后进行一次浸出处理后得到滤液；
步骤2、步骤1的滤液中加入铜萃取剂进行铜萃取，得到富铜液和铜萃余液；
步骤3、向铜萃余液中加入双氧水反应，向反应后溶液中加入液碱直至溶液中的沉淀不再产生，过滤；
步骤4、将步骤3过滤后滤液进行压滤，向滤液中加焦亚硫酸钠反应，之后加入液碱，从溶液中得到氢氧化铬沉淀。
优选地，将电镀污泥与水按照固液比1:4进行化浆处理，向化浆后浆液中加入硫酸，使浆液pH稳定在1.5～2.0之间。
进一步地，步骤1中一次浸出得到的滤渣加入生物酸并进行二次浸出，得到的滤液执行步骤2。
优选地，步骤1中一次浸出得到的滤渣按照固液比1:8加入生物酸，生物酸pH＝0.8。
进一步地，二次浸出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。
优选地，铜萃取剂由铜专用萃取剂Lix984和D110溶剂油组成。
进一步地，步骤2中得到的富铜液经蒸发结晶得到五水硫酸铜。
进一步地，步骤4中得到的氢氧化铬沉淀经过高温煅烧制备成三氧化二铬。
进一步地，向步骤3中过滤后得到的滤渣中加入硫酸进行溶解，向溶解液中加入镍萃取剂萃取得到富镍液和镍萃余液、将富镍液蒸发结晶得到六水硫酸镍，其中，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，向镍萃余液中加入锌萃取剂萃取得到富锌液和锌萃余液、将富锌液蒸发结晶得到七水硫酸锌，其中，所述锌萃取剂由P204萃取剂和D110溶剂油体积比1：5混匀后经皂化处理得到。
有益效果
通过本发明方法实现了电镀污泥中的铜、镍、锌99％的高效回收，同时实现了电镀污泥中Cr98％以上的回收效率并制备成高价值产品，浸提残渣完全脱毒，使来料的危废完全转为一般固废，整个生产过程的原辅料价格低廉，设备操作简单，收益明显，无危废排放。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中基于铬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。
一种基于铬回收的资源化处置电镀污泥的方法，通过采用双氧水作为氧化剂，将电镀污泥浸出液中的Fe2+、Cr3+氧化成Fe3+、Cr6+后，再向溶液中加入液碱，产生沉淀，实现溶液中铬离子的完全分离，再向溶液中加入焦亚硫酸钠将Cr6+还原成Cr3+，加液碱沉淀成氢氧化铬，经高温煅烧，粉碎制备成三氧化二铬。
一种基于铬回收的资源化处置电镀污泥方法，如图1所示，包括以下步骤：
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，搅拌反应完全后浆液的pH呈酸性。
优选的，S1中所述电镀污泥与水的固液比为1:4，搅拌时间为2小时，所述浆液pH控制在1.5～2.0之间。
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的生物酸，搅拌两小时反应完全。
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，S2中所述滤渣与所述生物酸的固液比为1:8，所述生物酸的pH值为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，该滤液和S2的滤液混合后进入萃取系统，滤渣按照一定固液比加入清水，化浆水洗一定时间后，浆液经板框压滤，洗水可回用到S2中，滤渣为脱毒残渣可作为建材砖再利用。
优选的，S3中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:将铜专用萃取剂Lix984和D110溶剂油1:5混匀后，再加入S3中的混合滤液进行萃取铜操作，经3级逆流萃取，1级洗涤，3级逆流反萃共7级萃取线路，反萃后有机相不皂化直接通过中转槽进入萃取，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200g/L的稀硫酸。整个萃取操作在多级混合澄清槽中进行，温度控制在30℃左右，萃取段，洗涤段，反萃段的相比(有机相/水相)分别为1:1,5～6:1,6:1。在以上萃取运行后，一是获得富铜液，其中铜的浓度为39.74g/L，镍的浓度为0.003g/L，锌的浓度为0.0007g/L，铬的浓度为0.0008g/L，进入蒸发浓缩结晶系统制备五水硫酸铜，二是获得铜萃余液，其中铜的浓度为0.03g/L。
S5:S4所获得的铜萃余液中加入适量的双氧水，将溶液中的Fe2+、Cr3+完全氧化成Fe3+、Cr6+后，向溶液中加入液碱，液碱的质量浓度为30％，直至溶液中的沉淀不再产生。
S6:S5中的浆液经板框压滤后，向滤液中加入适量的焦亚硫酸钠将Cr6+完全还原成Cr3+后，向溶液中加入液碱，液碱的质量浓度为30％，将溶液中的铬沉淀成氢氧化铬，氢氧化铬再经过高温煅烧制备成三氧化二铬，清液作为生产水回用到S1中。
S7:S6所获得的滤渣中加入适量的硫酸，将滤渣完全中和溶解。
S8: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％的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，相比(有机相/水相)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，进入蒸发浓缩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。
S9:将P204萃取剂和D110溶剂油1:5混匀后，加入适量的质量浓度为30％的氢氧化钠溶液对其进行皂化处理，再加入S8中的溶液，经1级皂化，4级逆流萃取，2级洗涤，3级逆流反萃，2级反洗共12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200g/L的稀硫酸。整个萃取操作在多级混合澄清槽中进行，温度控制在30℃左右，萃取段相比(有机相/水相)分别为1:1。在以上萃取运行后，一是获得富锌液，其中锌的浓度为45g/L，进入蒸发浓缩结晶系统制备成七水硫酸锌，二是获得锌萃余液进入污水处理，其中锌浓度为0.09g/L。
本发明能够将电镀污泥中的铜、镍、锌实现99％的高效回收，同时实现了电镀污泥中Cr的98％以上的回收效率并制备成高价值产品，浸提残渣完全脱毒，使来料的危废完全转为一般固废,整个生产过程的原辅料价格低廉，设备操作简单，收益明显，无危废排放。
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 (10)
1.一种基于铬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、将电镀污泥化浆后进行一次浸出处理后得到滤液；
步骤2、步骤S1的滤液中加入铜萃取剂进行铜萃取，得到富铜液和铜萃余液；
步骤3、向铜萃余液中加入双氧水反应，向反应后溶液中加入液碱直至溶液中的沉淀不再产生，过滤；
步骤4、将步骤S3过滤后滤液进行压滤，向滤液中加焦亚硫酸钠反应，之后加入液碱，从溶液中得到氢氧化铬沉淀。
2.根据权利要求1所述的基于铬回收的资源化处置电镀污泥的方法，其特征在于，将电镀污泥与水按照固液比1:4进行化浆处理，向化浆后浆液中加入硫酸，使浆液pH稳定在1.5～2.0之间。
3.根据权利要求1所述的基于铬回收的资源化处置电镀污泥的方法，其特征在于，步骤1中一次浸出得到的滤渣加入生物酸并进行二次浸出，得到的滤液执行步骤S2。
4.根据权利要求3所述的基于铬回收的资源化处置电镀污泥的方法，其特征在于，步骤1中一次浸出得到的滤渣按照固液比1:8加入生物酸，生物酸pH＝0.8。
5.根据权利要求3所述的基于铬回收的资源化处置电镀污泥的方法，其特征在于，二次浸出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3所述的基于铬回收的资源化处置电镀污泥的方法，其特征在于，铜萃取剂由铜专用萃取剂Lix984和D110溶剂油组成。
7.根据权利要求1所述的基于铬回收的资源化处置电镀污泥的方法，其特征在于，步骤2中得到的富铜液经蒸发结晶得到五水硫酸铜。
8.根据权利要求1所述的基于铬回收的资源化处置电镀污泥的方法，其特征在于，步骤4中得到的氢氧化铬沉淀经过高温煅烧制备成三氧化二铬。
9.根据权利要求1所述的基于铬回收的资源化处置电镀污泥的方法，其特征在于，向步骤3中过滤后得到的滤渣中加入硫酸进行溶解，向溶解液中加入镍萃取剂萃取得到富镍液和镍萃余液、将富镍液蒸发结晶得到六水硫酸镍，其中，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。
10.根据权利要求9所述的基于铬回收的资源化处置电镀污泥的方法，其特征在于，向镍萃余液中加入锌萃取剂萃取得到富锌液和锌萃余液、将富锌液蒸发结晶得到七水硫酸锌，其中，所述锌萃取剂由P204萃取剂和D110溶剂油按照体积比1：5混匀后经皂化处理得到。
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