專利名稱：一種污泥有價(jià)成分的提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冶金危險(xiǎn)固體廢棄物綜合利用技術(shù)，是一種銅污泥有價(jià)成分提取技術(shù)，屬于資源綜合利用與危險(xiǎn)廢棄物無害化處置領(lǐng)域。技術(shù)背景
銅火法冶煉過程中產(chǎn)生大量酸性廢水，這類廢水的處理目前通常采用石灰中和沉淀處理，使重金屬以氫氧化物的形式沉淀析出，產(chǎn)生大量含Cu、Sn、Zn、As的混合污泥。這些污泥其主要成分為石膏，但富含砷及其他重金屬，若任其隨意堆放，會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。由于污泥成分復(fù)雜且含有多種有毒有害物質(zhì)，長期堆放不僅侵占土地，而且會(huì)嚴(yán)重地污染地下水、土壤和農(nóng)田，影響人體健康和生態(tài)環(huán)境。該污泥含有多種有毒有害物質(zhì)，必須經(jīng)無害化處置，以達(dá)到防治污染目的。
由于此類銅污泥中含有大量的有價(jià)成分，如As、Zn、Cu、Ag、Sb、Se等，如果能有效的回收其中有價(jià)成分，不僅避免了資源浪費(fèi)，更重要的是可以降低污泥中有害成分的含量， 減少對環(huán)境的污染。
與傳統(tǒng)的濕法浸出相比，不需要進(jìn)行多次的固液分離，減少了污泥的處理過程。與傳統(tǒng)的直接高溫焙燒相比，提高了砷及其它易揮發(fā)元素的收得率，節(jié)約成本。與傳統(tǒng)的污泥直接固化技術(shù)相比，提高了污泥利用率回收了有價(jià)金屬，節(jié)約成本，降低了污泥固化成本和減少污泥對環(huán)境的危害。
鑒于以上原因，本發(fā)明提出一種回收銅污泥中砷及易揮發(fā)的有價(jià)金屬，實(shí)現(xiàn)污泥綜合利用新方法。發(fā)明內(nèi)容
本方法提出一種銅污泥有價(jià)成分的提取方法，以銅火法冶煉產(chǎn)生的污泥為主要原料，利用真空技術(shù)實(shí)現(xiàn)砷及砷氧化物及其他易揮發(fā)性金屬的分離與提取，達(dá)到降低銅污泥中有害成分含量的目的，進(jìn)而降低銅污泥的浸出毒性或固化成本。
該發(fā)明包括以下幾個(gè)步驟(1)對污泥進(jìn)行脫水預(yù)處理，在10 0°c 150°C下烘干處理12小時(shí)，脫除其中水分，預(yù)處理后將樣品進(jìn)行研磨處理，控制物料粒度為O. 45^1. Omm左右；(2)將預(yù)處理過樣品與一定量的還原劑(煤粉、焦炭等)進(jìn)行充分混合，其中還原劑的添加量控制在5 10%的范圍內(nèi)；充分混合后的物料放入真空爐內(nèi)，同時(shí)將爐子抽真空；控制真空爐殘壓6. 67^26. 7Pa范圍內(nèi)，溫度控制在(80(Tl200°C )范圍內(nèi)，進(jìn)行真空高溫處理20 60min時(shí)間；(3)隨著真空爐溫度與真空度的升高，通過還原或分解反應(yīng)污泥中的As、Sb等易揮發(fā)性成分揮發(fā)出來，并且以冷凝的方式進(jìn)行收集得到一次精餾產(chǎn)物，一次精餾產(chǎn)物中主要是砷、銻的混合物，含有少量的Pb、Zn等少量易揮發(fā)的雜質(zhì)及焙燒產(chǎn)生的灰塵，將含有砷、銻的一次精 餾產(chǎn)物重新放入真空爐中進(jìn)行二次精餾可進(jìn)一步提高其中有價(jià)成分含量，蒸餾溫度為400-800°C，真空爐殘壓5. 33 66. 7Pa下蒸餾30_50min，冷凝收集揮發(fā)性得到含砷、銻的合金，合金的收得率在95%以上；(4 )將上述收集As、Sb合金采用常規(guī)銻精煉方法進(jìn)行砷和銻的回收，在砷、銻合金精煉時(shí)砷優(yōu)先蒸發(fā)，精煉是在50(T70(TC時(shí)，殘壓40Pa下處理3(T60min，分別回收得到砷和銻， 其中在合金精煉中加入還原劑，還原劑的添加量為物料質(zhì)量的5 10% ；(5)將第一次蒸餾產(chǎn)生的殘留物料與第二次蒸餾的殘留物料放在一起，放入焙燒爐，通入O2進(jìn)行氧化焙燒，焙燒溫度在50(T850°C，焙燒時(shí)間6(Tl20min，收集As2O3氣體，防止污染環(huán)境，將焙燒后的物料進(jìn)行固化處理。
本發(fā)明中還原劑為煤粉、焦炭。
本發(fā)明中處理的污泥為銅火法冶煉過程中用煙氣制酸后產(chǎn)生的廢水，廢水經(jīng)廢水處理站后產(chǎn)生的含高砷及其它重金屬污泥，一般統(tǒng)稱為銅污泥。
本發(fā)明中固化處理是采用常規(guī)方法，利用物理-化學(xué)方法將焙燒后的污泥摻合并包容在密實(shí)的惰性基材中，使其穩(wěn)定化的一種過程；或者是將焙燒后的污泥用惰性材料加以包容的過程。處理后的污泥中含有大量的重金屬元素，為了防止重金屬元素對環(huán)境產(chǎn)生二次污染，必須對污泥進(jìn)行固化處理。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與傳統(tǒng)的對污泥直接固化處理相比，可以有效的回收As、Sb等有價(jià)元素，提高了資源的利用率，防止砷等有害元素進(jìn)入大氣環(huán)境，給周邊環(huán)境帶來污染。
本發(fā)明與以往的直接焙燒污泥脫砷相比，通過一次蒸餾和二次蒸餾更好的保證了對砷、銻的回收效果，而且可以不用額外的再加入熟石灰來防止煅燒過的污泥中的砷的浸出。
本發(fā)明與濕法浸出相比，不需要進(jìn)行多次的固液分離，減少操作的環(huán)節(jié)，節(jié)約成本。
本發(fā)明由于采用上述工藝方法，工藝簡單，投入設(shè)備少，成本低，提取過程不產(chǎn)生污染，為處理污泥的一種新工藝。
通過本發(fā)明方法可以將有價(jià)成分中砷銻的回收率提高到98%以上、銻的回收率提高到95%以上。


圖1是本發(fā)明工藝流程不意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 :本污泥有價(jià)成分的提取方法，具體內(nèi)容如下本實(shí)施例使用的是煉銅廠廢水處理后產(chǎn)生的污泥，其組分見表1:
權(quán)利要求
1.一種銅污泥有價(jià)成分的提取方法，其特征在于按如下步驟進(jìn)行(1)污泥的預(yù)處理對銅污泥進(jìn)行脫水預(yù)處理，在10(Tl5(rC下烘干處理12小時(shí)，干燥后樣品進(jìn)行研磨，研磨后物料粒度為O. 45"1. Omm ；(2)將預(yù)處理后物料與還原劑混合，混勻后物料放入真空爐中，真空爐殘壓為 6. 67 26. 7Pa，在80(Tl20(TC下進(jìn)行真空高溫精餾處理2(T60min，然后將反應(yīng)污泥中揮發(fā)出來的易揮發(fā)性成分以冷凝的方式進(jìn)行收集，得到一次精餾產(chǎn)物，將含有砷、銻的一次精餾產(chǎn)物再放入真空爐中進(jìn)行真空重蒸餾，蒸餾溫度為40(T80(TC，真空爐殘壓5. 33飛6. 7Pa下蒸餾3(T50min，冷凝收集揮發(fā)份，得到含砷、銻的合金，其中還原劑的添加量為物料質(zhì)量的 5 10% ；(3)將收集的砷、銻合金采用常規(guī)銻精煉方法進(jìn)行砷和銻的回收，銻精煉是在 50(T70(TC、殘壓40Pa下處理3(T60min，分別得到砷和銻，其中在合金精煉中加入還原劑， 還原劑的添加量為物料質(zhì)量的5"10% ；(4)將第一次精餾產(chǎn)生的殘留物料與第二次精餾的殘留物料收集在一起，放入焙燒爐， 通入O2進(jìn)行氧化焙燒，焙燒溫度為50(T85(TC，焙燒時(shí)間6(Tl20min，同時(shí)收集As2O3氣體， 將焙燒后的物料進(jìn)行固化處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅污泥有價(jià)成分的提取方法，其特征在于還原劑為煤粉、焦炭。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種污泥有價(jià)成分的提取方法，該方法利用真空蒸餾技術(shù)、真空二次蒸餾、高溫氧化焙燒、砷的提取和粗銻精煉，實(shí)現(xiàn)砷及砷氧化物及其它易揮發(fā)性金屬的分離與提取，實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬的回收以及降低污泥中有害成分含量的目的，該工藝簡單、設(shè)備投入少，砷和銻不經(jīng)氧化還原直接提取回收，達(dá)到了降低了污泥中的有害元素含量的目的，進(jìn)而降低污泥的浸出毒性或固化成本。
文檔編號(hào)C22B30/04GK103060570SQ20131001413
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者祁先進(jìn), 廖天鵬, 王 華, 祝星, 胡建杭 申請人:昆明理工大學(xué)