專利名稱：電鍍污泥的處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電鍍污泥的處理方法。
背景技術：
電鍍污泥是電鍍廢水處理過程中產生的排放物，其中含有大量的鉻、鎘、銅、鎳、鋅等有毒重金屬，成分十分復雜，被列入國家危險廢物名單中的第十七類危險廢物。我國耕地面積僅占國土面積10%強,不到世界平均水平的一半。我國房屋建筑材料中70%是墻體材料，其中粘土磚占據(jù)主導地位，生產粘土磚每年耗用粘土資源達10多億立方米，約相當于毀田50萬畝。同時，我國每年生產粘土磚消耗7000多萬噸標準煤。如果實心粘土磚產量繼續(xù)增長，不僅增加墻體材料的生產能耗，而且導致新建建筑的采暖和空調能耗大幅度增加，將嚴重加劇能源供需矛盾。 《國務院辦公廳關于進一步推進墻體材料革新和推廣節(jié)能建筑的通知》(國辦發(fā)[2005]33號)明確規(guī)定逐步禁止生產和使用實心粘土磚，積極推廣新型墻體材料。要求到2010年，新型墻體材料產量占墻體材料總量的比重達到55%以上，建筑應用比例達到65%以上；嚴寒、寒冷地區(qū)應執(zhí)行節(jié)能率65%的標準。在目前電鍍污泥處理技術方案中，穩(wěn)定化/固化技術、材料化技術雖然相對比較成熟，但其內含的重金屬基本不進行回收，經濟效益低、綜合效益一般，只適合在局部范圍內使用。熱化學處理技術可大幅度的減少電鍍污泥的體積，并可降低其對環(huán)境的危害，但容易在焚燒過程中對環(huán)境造成二次污染，焚燒中需要加輔助燃料，且投資及運行費用較高，需要進一步的改進。有價金屬回收技術符合當今社會可持續(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，帶來可觀經濟和環(huán)境效益，是目前最好的電鍍污泥資源化利用技術。電鍍污泥有價金屬回收技術各有特點、各有優(yōu)勢，其中生物浸取法、離子交換膜
法、氫還原分離技術、肼(N2H4)還原技術回收金屬銅等4種工藝技術受應用實例、規(guī)?；瘧?br> 用等制約。濕法冶金回收重金屬技術置換效率低，費用偏高，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，投資及運行費用較高。而酸浸法在實現(xiàn)電鍍污泥無
害化處置的同時，可高效回收有價金屬，工藝方案技術成熟、通用性好，能規(guī)模化應用，且通
過配套工程措施，可實現(xiàn)不對環(huán)境造成二次污染，具有明顯的經濟效益、環(huán)境效益和社會效.、
Mo但是，就目前而言，對酸浸法實現(xiàn)電鍍污泥無害化處置后所產生的濾渣并沒有充分利用。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種金屬回收率高、廢渣可以進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行酸浸出并進行過濾，得到浸出液和濾渣山)將所述浸出液進行銅萃取，得到富銅相和第一萃余液；c)對所述富銅相利用硫酸進行反萃，得到硫酸銅溶液；d)對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行混合，成型后在1100-1200°C下燒制5-6小時，得到環(huán)保磚。根據(jù)本發(fā)明實施例的電鍍污泥的處理方法，采用酸浸法在實現(xiàn)電鍍污泥無害化處置的同時，高效回收有價金屬。采用萃取法萃取鎳、鋅，替代傳統(tǒng)的氟化鈉除鈣鎂。革除了舊工藝中對設備腐蝕厲害、對環(huán)境污染大、價格貴、消耗量大的NaF的使用，降低了生產成本，避免了 F離子對環(huán)境的污染和對設備的腐蝕。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，符合產業(yè)政策要求，實現(xiàn)電鍍污泥徹底綜合利用。另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的電鍍污泥的處理方法還可以具有如下附加的技術特征根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述步驟a)包括在所述電鍍污泥中加入濃硫酸并調 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小時后進行壓力過濾，以得到所述浸出液和濾渣。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述濃硫酸為96%濃硫酸。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，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，水相與有機相的體積比為I :1。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在所述步驟c)中，對所述富銅相利用15%的硫酸進行反萃。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，將所述硫酸銅溶液濃縮得到五水合硫酸銅。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述硫酸銅溶液用于電積生產陰極銅，或用作超細銅粉、銅漿的原料。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述電積生產陰極銅具體包括將所述硫酸銅溶液加熱到30-35 °C并作為電解液進入電解槽以進行電積，其中陰極為不銹鋼板，陽極為pb-ca-sn合金，所述電解液采取下進上出循環(huán)方法，在直流電作用下，以7天為周期陰極析出電極銅，所述電極銅經洗滌、人工剝板而得到所述陰極銅。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，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)明的一個實施例，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)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實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)明的一個實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)明的另一實施例的電鍍污泥的處理方法的流程示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號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施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，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、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(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或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，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，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，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，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(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描述根據(jù)本發(fā)明實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行酸浸出并進行過濾，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，利用化學反應熱(也可以通過蒸汽)浸出，并調節(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，鎳、銅的浸出率大于99%。然后進行壓力過濾，以得到所述浸出液和濾渣。浸出液送后道進行萃取，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反應如下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,水相與有機相的體積比為I :1，此時Ni幾乎不被萃取。c)對所述富銅相利用硫酸進行反萃，得到硫酸銅溶液。也就是說，萃取到終點后靜置分層，銅負載有機相用15%的硫酸反萃得硫酸銅溶液，空載有機相返回銅萃取。銅的萃取率可達99%以上。反萃液經熱濃縮后得到工業(yè)五水硫酸銅送電積生產陰極銅，或作為超細銅粉、銅漿的原料。電積使用不溶(惰性)陽極，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，陽極反應是生成氧氣
20H--2e^ H2O+ -O2
2 2 2由萃取得到的CuSO4溶液加熱到30_35°C，進入電解槽進行電積。陰極為不銹鋼板，陽極為pb-ca-sn合金，電解液為下進上出循環(huán)方法。在直流電作用下，陰極析出銅周期為7天，陽極放出氧氣，電極銅經洗滌，人工剝板得到產品陰極銅。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到99. 99-99. 999%。d)對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,經過銅萃取后,萃余液中還含有鐵、韓、鎂等雜質，傳統(tǒng)方法必須除雜后才能制得符合硫酸鎳工業(yè)標準或其它新能源材料的原料標準。本工藝采用HBLllO特效萃取劑萃取鎳、鋅，HBLllO特效萃取劑萃應用于難冶低品位鎳、鈷、銅、鎢、鈦、鑰、釩等有色金屬提取領域，金屬萃取效率高。替代傳統(tǒng)的氟化鈉除鈣鎂，革除了舊工藝中對設備腐蝕厲害、對環(huán)境污染大、價格貴、消耗量大的NaF的使用，降低了生產成本，避免了 F離子對環(huán)境的污染和對設備的腐蝕。e)將所述濾渣與粘土和助劑進行混合，成型后在1100-1200°C下燒制5_6小時，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%)，成型后加溫燒制成環(huán)保磚，以最佳的原料配比和燒成制度，使濾渣中的六價鉻還原成三價鉻，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，從而使電鍍污泥中的鉻徹底解毒，并長期穩(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，燒制時間5-6h (升溫時間10h，降溫時間20h)。燒成后的環(huán)保磚物理化學性能燒成先收縮率I. 5%-3. 5%、酌減7%_9%、吸水性〈6%、耐酸性98. 65%、耐堿性98. 75%、抗壓強度33_48MPa、抗折強度6_8MPa、凍融損失〈I. 5%。燒成后的環(huán)保磚的長期穩(wěn)定性按照鉻渣污染治理環(huán)境保護技術規(guī)范中規(guī)定的重金屬濃度測定方法測定，燒成品中水溶性六價鉻含量為〈O. lmg/L,總鉻〈O. 3mg/L,符合規(guī)范要求。根據(jù)本發(fā)明實施例的電鍍污泥的處理方法，采用酸浸法在實現(xiàn)電鍍污泥無害化處置的同時，高效回收有價金屬。采用萃取法萃取鎳、鋅，替代傳統(tǒng)的氟化鈉除鈣鎂。革除了舊工藝中對設備腐蝕厲害、對環(huán)境污染大、價格貴、消耗量大的NaF的使用，降低了生產成本，避免了 F離子對環(huán)境的污染和對設備的腐蝕。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，符合產業(yè)政策要求，實現(xiàn)電鍍污泥徹底綜合利用。本發(fā)明專利可廣泛應用于目前國內電鍍污泥綜合利用領域。 在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。盡管上面已經示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
權利要求
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行酸浸出并進行過濾，得到浸出液和濾渣； b)將所述浸出液進行銅萃取，得到富銅相和第一萃余液； c)對所述富銅相利用硫酸進行反萃，得到硫酸銅溶液； d)對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行混合，成型后在1100-1200°C下燒制5_6小時，得到環(huán)保磚。
2.根據(jù)權利要求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小時后進行壓力過濾，以得到所述浸出液和濾渣。
3.根據(jù)權利要求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,水相與有機相的體積比為I :Io
5.根據(jù)權利要求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，對所述富銅相利用15%的硫酸進行反萃。
6.根據(jù)權利要求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陰極銅，或用作超細銅粉、銅漿的原料。
8.根據(jù)權利要求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并作為電解液進入電解槽以進行電積，其中陰極為不銹鋼板，陽極為pb-ca-sn合金，所述電解液采取下進上出循環(huán)方法，在直流電作用下，以7天為周期陰極析出電極銅，所述電極銅經洗滌、人工剝板而得到所述陰極銅。
9.根據(jù)權利要求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行酸浸出并進行過濾，得到浸出液和濾渣；b)將所述浸出液進行銅萃取，得到富銅相和第一萃余液；c)對所述富銅相利用硫酸進行反萃，得到硫酸銅溶液；d)對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行混合，成型后在1100-1200℃下燒制5-6小時，得到環(huán)保磚。根據(jù)本發(fā)明實施例的電鍍污泥的處理方法，金屬回收率高、濾渣可進行制磚，實現(xiàn)電鍍污泥徹底綜合利用。
文檔編號C22B7/00GK102758091SQ20121024824
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月18日 優(yōu)先權日2012年7月18日
發(fā)明者盧金龍, 史敦權, 張銘發(fā), 甘露, 胡奔流, 胡小芳 申請人:中國瑞林工程技術有限公司