從電鍍污泥中回收有價金屬制備陰極銅和電池級硫酸鎳的方法
【專利說明】從電濾巧泥中回收有價金屬制備陰極銅和電池級硫酸鎮(zhèn)的 方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明涉及一種電錐污泥的處理提取金屬方法，特別涉及一種從電錐污泥中回收有價 金屬制備陰極銅和電池級硫酸媒的方法。
[000引【背景技術(shù)】： 現(xiàn)代社會電錐產(chǎn)品隨處可見，大到飛機、軍艦，小至手機、鋼筆，都離不開電錐。電錐產(chǎn) 品已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?。而電錐廢水處理產(chǎn)生的電錐污泥更是數(shù)量 龐大！送些廢物含有大量重金屬，而且有價值的金屬亦是非常可觀，如果不能妥善處理會 造成嚴重的環(huán)境污染，而其中含有的化、Ni、Zn、化等重金屬更是危害巨大，因此無害化處 理電錐污泥回收其中有價值金屬成為冶金業(yè)內(nèi)現(xiàn)在熱議的一個話題。而電錐污主要成含有 化、化、化、化、Fe、有機添加劑等。
[0003]目前，電錐污泥處理處置方法大致有W下幾種： 1、 用于制磚或作為水泥的原材料。此方法沒有對化、Ni、化等有價金屬進行回收； 2、 火法冶煉處理。此方法回收的銅媒產(chǎn)品附加值低且工藝不環(huán)保； 3、 酸浸法。一般酸浸法處理電錐污泥得到的產(chǎn)品為海綿銅及碳酸媒或硫化銅及硫化 媒，送些產(chǎn)品的附加值低而且銅、媒的總回收率低； 4、 氨浸法。此方法需要用到氨水，由于氨的易揮發(fā)、有強烈的刺激性氣味，造成工作環(huán) 境較差。
[0004]目前，酸浸法是電錐污泥綜合回收利用有價金屬最熱口、最成熟的工藝，國內(nèi)外對 酸浸法的研究和應用都比較多，如中國專利CN102031373A公開一種從電錐污泥中回收媒、 銅的方法，其先將硫酸加入電錐污泥中，浸出該電錐污泥中含有的媒、銅、鐵、巧、鎮(zhèn)和館等 金屬；加入過氧化氨，采用E.Z.針鐵礦法去除鐵和館；加入氣化鋼去除巧鎮(zhèn)；加入P507萃 取劑和煤油萃銅，反萃后的硫酸銅溶液生產(chǎn)硫酸銅或電極銅；萃取銅后的含媒萃余液中再 次加入P507萃取劑和煤油萃取媒，反萃后的硫酸媒溶液生產(chǎn)硫酸媒。該方法去除巧、鎮(zhèn)所 用的氣化鋼價格昂貴，造成生產(chǎn)成本高，而且生產(chǎn)過程中還會產(chǎn)生大量的氣化巧和氣化鎮(zhèn) 渣，帶走部分銅和媒，造成銅、媒的回收率降低，氣化巧和氣化鎮(zhèn)渣還屬于危險廢物，難W處 理；中國專利CN102417987A公開一種從電錐污泥中回收有價金屬的方法，W電錐泥為 原料，綜合運用濕法冶金中的浸出原理、氧化還原原理、萃取原理、鐵屑置換原理、蒸發(fā)結(jié)晶 原理等理論和手段，采用"電錐污泥酸分解-浸出液凈化除館鐵-P204除雜-P507富集-濃 縮結(jié)晶"工藝，同時采用萃取除巧鎮(zhèn)的方法除巧鎮(zhèn)，替代傳統(tǒng)的氣化鋼除巧鎮(zhèn)。媒的回收率 達95%，回收海綿銅的銅含量大于80%。該方法回收的銅產(chǎn)品為海綿銅，附加值低，而且萃 取化時需要用液堿皂化，生產(chǎn)成本較高；而且Mg2邢Ni2+的抑-E曲線相隔較化回收的硫 酸媒溶液中的鎮(zhèn)去除不徹底，只能生產(chǎn)電錐級的硫酸媒。
[000引
【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種從電錐污泥中回收有價金屬制備陰 極銅和電池級硫酸媒的方法，W電錐污泥為原料，將電錐污泥制成混合水溶液，加濃硫酸溶 解，污泥中的有價金屬回收率高，產(chǎn)品附加值高、對環(huán)境友好的綜合回收電錐污泥中銅、媒 金屬的方法，提取成本更低，生產(chǎn)工藝更環(huán)保，不會造成二次污染。
[0006] 本發(fā)明一種從電錐污泥中回收有價金屬制備陰極銅和電池級硫酸媒的方法，W電 錐污泥為原料，電錐污泥的溶解浸出，將電錐污泥制成混合水溶液，加濃酸溶解為溶解液， 包括1)化萃取、電解；2)Ni除雜；3)Ni萃取除雜、富集萃?。?)Ni蒸發(fā)結(jié)晶；控制溶解液中 的化、Ni的濃度分別各為5-20g/l，pH=l-2. 5,并控制溶解液中的化、Ni的浸出率> 98. 5%。
[0007] 本發(fā)明所述的一種電錐污泥中回收有價金屬制備陰極銅和電池級硫酸媒的方法， 所述1)化萃取、電解，化萃取其優(yōu)選是W萃取劑M5640或LiX984與260#煤油混合為有 機相，溶解液為水相，控制水相與有機相流比為1 ; 1. 5-4,進行化萃取，得萃余液，控制 萃余液中的化《0. 〇2g/L;所述電解，是控制電貧液化濃度為25-40g/L，W2. 5-3N的 硫酸-硫酸銅混合液為反萃酸，控制反萃酸和負載有機相質(zhì)量比為1 ;3-4,得到化濃度 為30-45g/L、為2-2. 5N的硫酸銅溶液作電前液，控制電解槽溫度在41-45 °C，槽電壓 1. 5-2. 0V，電流3000-6000mA電積，制99. 95%-99. 99%的陰極銅板；控制萃取劑與260#煤油 的V/V比為 10-25 ;90-75。
[0008] 所述負載有機相為含電貧液的溶液。
[0009] 本發(fā)明所述的方法，所述2)Ni除雜，優(yōu)選是將1)化萃取后所得的萃余液，加入氧 化劑雙氧水或氯酸鹽，將二價化2+離子氧化成化 3+，水解，用堿調(diào)整抑=3. 5-5. 5所述堿為純 堿或氨氧化巧，控制溫度為60-9(TC，除去化、化雜質(zhì)，得硫酸媒溶液F1，控制硫酸媒溶液F1 中到含化、化濃度小于lOppm，Ni的濃度為6-20g/L。所述氯酸鹽優(yōu)選氯酸鋼。
[0010] 本發(fā)明所述的方法，3)Ni萃取除雜、富集萃取，所述Ni萃取除雜優(yōu)選是W 切anex272為萃取劑與260#煤油按V/V比10-25 ;90-75的配比為有機相，W硫酸媒溶液F1 為水相，控制有機相的皂化度在35-70%，控制水相的抑為5. 2-5. 8，水相與有機相流比為1 ; 1. 5-3對硫酸媒溶液F1的金屬雜質(zhì)深度除雜萃取，得到硫酸媒溶液F2,控制硫酸媒溶液F2 中的化、化、化、Zn、化、Mg金屬含量分別都小于lOppm，Ni的濃度為6-20g/L;所述富集萃 取，是WP507為萃取劑與260#煤油按按V/V比10-25 ;90-75的配比作有機相，W硫酸媒溶 液F2為水相，控制有機相的皂化度在35-70%，水相與有機相流比為1 ; 1. 5-3,進行對硫酸媒 溶液F2的除化及陰離子和Ni富集萃取，W濃度為3-6N的硫酸作反萃酸進行反萃，得硫酸 媒溶液F3,控制硫酸媒溶液F3中的化、陰離子含量都小于0.Olg/l，Ni濃度為100~120g/ L。
[0011] 本發(fā)明所述的方法，4)Ni蒸發(fā)結(jié)晶，優(yōu)選是將硫酸媒溶液F3經(jīng)過多效蒸發(fā)至密 度1. 5-1. 9g/cm3,冷卻至40-52°C結(jié)晶獲得顆粒均勻、得媒含量大于22%的六水合硫酸媒晶 體。
[0012] 本發(fā)明方法采用上述技術(shù)方案的有益效果是： (1)本發(fā)明技術(shù)方案處理電錐污泥，得到銅為含量99. 95%-99. 99%銅板，和完全達到 電池材料要求的六水合硫酸媒，產(chǎn)品附加值高； 口）本發(fā)明采用料多種，萃取技術(shù)銅、媒回收率高，均大于98%，且反萃得到的硫酸鋒溶 液可生產(chǎn)工業(yè)硫酸鋒，很好的實現(xiàn)了變廢為寶，綜合利用的循環(huán)經(jīng)濟，降低資源浪費，降低 生產(chǎn)成本低，提煉成本低； 樹本發(fā)明技術(shù)方案處理電錐污泥產(chǎn)生的廢水后，能夠回用于生產(chǎn)，沒有危險廢物氣化 巧和氣化鎮(zhèn)渣，只有少量的鐵館渣，可w用作制磚或水泥原材料，不會造成二次污染； (4)本發(fā)明生產(chǎn)成本低，不用使用昂貴的氣化鋼；Ni可富集到100~120g/l，蒸汽消耗量 少；送也就提高了從電錐污泥中提取銅、媒的經(jīng)濟效益，更易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0013] 本發(fā)明提取銅可按如下工藝，也可采用現(xiàn)有生產(chǎn)工藝方法進行： 電錐污泥、濃硫酸、水一浸出溶銅一銅萃取、萃余液一銅反萃一銅電積、電貧液一陰極 銅。
[0014] 工藝說明；將電錐污泥先用純水制成水溶液后和濃硫酸一般是質(zhì)量濃度為96%W 上的硫酸，制成酸性溶解液，進行浸出溶銅，經(jīng)銅萃取，銅萃取后的萃余液經(jīng)凈化除雜后，濾 液提取其余的貴金屬，過濾的為鐵洛渣，進行H廢處理；銅萃后的含銅溶液進行銅反萃，經(jīng) 銅反萃后銅電積，經(jīng)銅電積后的電貧液再回到原料處理階段和濃酸配為浸出溶銅原料，循 環(huán)利用。
【具體實施方式】 [0015] ；下面結(jié)合對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0016] 本發(fā)明所述的各原料均可通過市售獲得，同時在實施方案中所述的生產(chǎn)工藝及技 術(shù)要求除實施例中的有說明之處外，其余均可按現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝及技術(shù)方案進行。
[0017] 本發(fā)明針對的電錐污泥是電錐廢水處理產(chǎn)生的污泥，有著龐大的數(shù)量，其常見成 分如下表1所示；表1
說明；表1中所述的各組分含量均為質(zhì)量百分比含量。
[0018] 本發(fā)明提供了一種從電錐污泥回收有價金屬制備陰極銅和電池級硫酸媒的方法， 其通過化萃取、電解將電錐污泥中的化提煉成99. 95%-99. 99%陰極銅板；再通過將化萃取 的萃余液經(jīng)過萃取劑切anex272、P507兩道萃取，除去其他各種雜質(zhì)，并將硫酸媒溶液中的 Ni由10~20g^富集到100~120g^左右，最后通過蒸發(fā)結(jié)晶，得到電池材料用的NiS04，6 肥0。
[0019] 本發(fā)明所述的方法，包括電錐污泥的溶解浸出工序；1)化萃取、電解工序；2)Ni除 雜工序；3)Ni深度萃取除雜、富集萃取工序；4)Ni蒸發(fā)結(jié)晶工序。
[0020] 本發(fā)明所述的溶解浸出工序是將水和電錐污泥按液固比4~1:1的量混合，用濃硫 酸溶解，控制得到的溶解液中化、Ni的濃度各為5-20g/l，抑=1~2. 5,化、Ni的浸出率達到 98. 5~99. 5%。上述主要的化學反應方程式為： CUCO3+H2SO4陽陽陽陽陽罐CuS〇4+H2O+CO2? NiC〇3+馬SO4~胃，嘶NiS〇4+ H2O+CO2， ZnC〇3+H2SO4??????????!^ZnS〇4+H2O+CO2, FeC〇3+H2SO4>*********帶FeS〇4+ H2O+CO2? Ca(^〇3 +H2SO4聊 CaS〇4+ 馬0+〔〇2， MC03+馬8〇4賴喔喔哪歌MgS〇4+ H2O+CO2? Ct2(CO3)3+3H2SO4做化化化化職於Ct2(SO4)3+3H20+3C02? 本發(fā)明所述的1)化萃取、電解工序是WM5640或LiX984為萃取劑與260#煤油按 10-90 ;25-75的配比作有機相，水相與有機相比為1 ; 1. 5-4,進行化萃取，得萃余液；控制 萃余液中的銅0. 〇2g/LW下，W電貧液銅約為25-40g/L、H+為2. 5-3N的硫酸-硫酸銅混合 液為反萃酸，與負載有機相比約為1: 3-4,得到銅約為30-45g/L、為2~2. 5N的硫酸銅溶 液，作電前液，控制電解槽溫度在20~6(TC，槽電壓1. 5~2. 0V，電流3000~6000mA電積，得到 99. 95%-99. 99% 陰極銅板。
[0021] 本發(fā)明上述工序技術(shù)方案的有益效果是；（1)提煉得到的化產(chǎn)品為 99. 95%-99. 99%陰極銅板，附加值高；口）提煉成本低；樹化的回收率大于98%。其主要的化 學反應方程式為：
說明；皿表示萃取劑，R表示萃取劑的有機基團。
[0022] 本發(fā)明所述的Ni除雜工序是指將經(jīng)過1)化萃取，即萃取銅