專利名稱：電鍍污泥中有價金屬的回收方法
技術領域：
本發明涉及電鍍污泥中有價金屬的回收方法，屬于環保工程技術。
背景技術：
目前，人們對電鍍污泥中有價金屬的回收利用研究和應用的方法有一、溶劑萃取法20世紀70年代瑞典提出了H-MAR與Am-MAR“浸出-溶劑萃取”工藝，使電鍍污泥中銅、鋅、鎳的回收率達到了70％，并已形成工業化規模；美國在此工藝的基礎上進行改進，使銅鎳的回收率達到90％以上；我國祝萬鵬等人在此基礎上又進行了改進，采用氨絡合分組浸出-蒸氨-水解渣酸浸-溶劑萃取-結晶分離工藝回收電鍍污泥中的有價金屬。該法金屬回收率高，但操作過程和設備很復雜，運行成本也高。
二、氫還原法張冠東等人研究的氨浸-焙燒-酸溶-氫還原-沉淀工藝回收電鍍污泥中的有價金屬。該法金屬回收率高，工序多、對設備要求高，運行成本較高。
三、鐵屑置換法陳凡植等人研究的酸浸-鐵屑置換-多步沉淀-浸出渣固化回收銅、鎳。該法回收了銅、鎳，但鉻等金屬沒能得到回收，且該法操作過程復雜，運行成本高。
四、多步沉淀法徐麗陽等人研究開發的酸浸-硫化物多步沉淀分離-酸性氧化除雜等工藝分離提純污泥中的銅、鎳、鉻、鐵等金屬。該法過程復雜，操作麻煩。
五、膜分離法液膜分散于電鍍污泥浸出液時，流動載體在膜外相界面有選擇地絡合重金屬離子，然后在液膜內擴散，在膜內界面上解絡。重金屬離子進入膜內得到富集，流動載體返回膜外相界面，如此過程不斷進行，重金屬得到回收利用。該法裝置簡單，操作容易，分離效率高，但薄膜容易堵塞、壽命短，處理成本昂貴，且操作管理煩鎖，投資大。
六、煅燒酸溶法itka Jandova等人研究的對含銅污泥進行酸溶-煅燒-再酸溶，最后以硫酸銅的形式回收。該法流程簡單，不添加別的試劑，但回收的銅鹽含雜質較多，銅以外的金屬沒能得到回收。
發明內容
本發明的目的在于提供一種電鍍污泥中有價金屬的回收方法，以治理污染，回收寶貴的金屬資源，實現資源循環利用，實現環境效益、社會和經濟效益的統一。
為了達到上述目的，本發明的技術方案是先對電鍍污泥進行酸解(加入H2SO4、H2O等)，過濾澄清，再將清液A進行曬場濃縮，然后，將濃縮液經復鹽反應，結晶分離出銅離子、鎳離子的混晶，濾液B繼續濃縮，濃縮液再經復鹽反應，結晶分離出鉻離子晶體。
其中，上述濾液B也采用曬場濃縮。
上述電鍍污泥酸解后的過濾是先壓濾再沉降澄清，壓濾的濾液A經沉降澄清后清液A進行曬場濃縮，沉降澄清后的混濁液回流至電鍍污泥的酸解液中重復浸泡電鍍污泥，壓濾的濾渣則水洗再壓濾，廢渣可用于燒磚，而水洗液也回流至電鍍污泥的酸解液中重復浸泡電鍍污泥，以提高金屬回收率。
上述復鹽反應是加入(NH4)2SO4，分別生成硫酸銅銨、硫酸鎳銨和硫酸鉻銨。
上述銅離子、鎳離子的混晶用熱水溶解后，經NaH2PO2氧化還原反應，過濾、洗滌得金屬銅，濾液C濃縮結晶、洗滌得硫酸鎳銨晶體。
上述濾液C結晶硫酸鎳銨晶體后的濾液D用于鋅鹽沉淀。
上述硫酸鎳銨晶體用熱水溶解后，經碳酸鹽沉淀反應，過濾、洗滌得碳酸鎳，碳酸鎳加入濃硫酸溶解后，濃縮結晶得六水硫酸鎳。
上述過濾、洗滌得碳酸鎳后的清液C循環溶解硫酸鎳銨晶體，清液C循環二次后回流至電鍍污泥的酸解液中重復回收。
上述濾液B繼續濃縮、(NH4)2SO4復鹽反應、結晶分離得硫酸鉻銨粗晶，經重結晶得硫酸鉻銨。
上述結晶分離出硫酸鉻銨粗晶后的清液B返回繼續濃縮結晶，循環二次后與濾液D混合，用NaOH調節PH值后，加入Na3PO4沉淀反應，曬干得鋅渣。
采用上述方案后，本發明不同于其它的方法優點在于一、采用防酸、防滲漏海邊曬場自然蒸發工藝，利用海邊風大、蒸發快等氣候特點，將銅等金屬浸出液進行自然濃縮，設備投資少、不耗能；二、利用硫酸復鹽結晶度低提取金屬浸出液中的金屬的工藝，工藝簡單，且便產品進一步提純；三、利用硫酸銅銨、硫酸鎳銨與硫酸鉻銨的結晶度相差較大，先分離出銅鎳離子，再分離出鉻離子，從而達到一次即分離出鉻離子的目的；四、采用閉路循環生產工藝，生產過程不排放污染物，即生產過程洗液、濾液、清液等全部循環使用，不外排；這樣，本發明可以治理具有污染的電鍍污泥，回收寶貴的金屬資源，變廢為寶，實現資源循環利用，實現環境效益、社會和經濟效益的統一。
圖1是本發明的流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示，是本發明的較佳實施例。
第一步，酸解。先向電鍍污泥中加入H2SO4、H2O等進行酸解。
第二步，過濾澄清。具體采用先壓濾再沉降澄清。壓濾的濾液A經沉降澄清后的清液A進入第三步的曬場濃縮，沉降澄清后的混濁液回流至電鍍污泥的酸解液中重復浸泡回收，壓濾的濾渣則水洗再二次壓濾，得到的廢渣可用于燒磚，而水洗液也回流至電鍍污泥的酸解液中重復浸泡回收，以提高金屬回收率。
第三步，曬場濃縮。經壓濾、沉降澄清的清液A輸送至防酸、防滲漏的海邊曬場，利用海風進行自然濃縮。濃縮至可使后續生成的硫酸銅銨、硫酸鎳銨達到飽和濃度即可。
第四步，復鹽反應。向曬場濃縮液中加入定量的(NH4)2SO4進行復鹽反應，使濃縮液中銅離子、鎳離子完全生成硫酸銅銨、硫酸鎳銨。
第五步，結晶分離。將復鹽反應液經結晶、洗滌，分離出硫酸銅銨和硫酸鎳銨的混晶，分離后的濾液B進入第六步的再濃縮。硫酸銅銨和硫酸鎳銨混晶的分離方法不受本文限制，可采用常規分離方法，也可以如本文所示進行分離。
第六步，再濃縮。第五步分離出的濾液B可采用設備濃縮，也可采用與第三步一樣的曬場濃縮(設備投資更少、能耗更低)。濃縮至可使后續生成的硫酸鉻銨達到飽和濃度即可。
第七步，復鹽反應。向濃縮液中加入定量的(NH4)2SO4進行復鹽反應，使濃縮液中鉻離子完全生成硫酸鉻銨。
第八步，結晶分離。將第七步復鹽反應液經結晶、洗滌，分離出硫酸鉻銨粗晶。硫酸鉻銨粗晶經重結晶得硫酸鉻銨。重結晶的濾液可以回流與復鹽反應液一起再反復濃縮結晶分離。結晶分離的清液B則回流至第六步再濃縮。
本文所示實施例銅離子、鎳離子的進一步分離回收見圖1將硫酸銅銨和硫酸鎳銨的混晶按完全溶解的比例用80℃的熱水溶解后，按反應比例加入NaH2PO2氧化還原，保溫1小時，過濾、洗滌，直接得金屬銅粉，而濾液C濃縮結晶、洗滌得硫酸鎳銨晶體。將硫酸鎳銨晶體按完全溶解的比例用80℃的熱水溶解后，經Na2CO3沉淀，過濾、洗滌得碳酸鎳，碳酸鎳加入濃硫酸溶解后，濃縮結晶得六水硫酸鎳。而過濾、洗滌得碳酸鎳后的清液C返回溶解硫酸鎳銨，清液C循環二次后，鈉離子的濃度較高，返回酸解浸泡電鍍污泥。
其中，結晶分離出硫酸鉻銨粗晶的清液B循環二次后，鋅的濃度也富集到一定濃度，和濃縮結晶、洗滌得硫酸鎳銨后的濾液D一起，用NaOH調節PH值后，與Na3PO4進行沉淀反應，生成磷酸鹽沉淀，曬干，可得到含鋅量高的鋅渣，鋅渣可作為回收副產品出售。
本發明的關鍵是以混合電鍍污泥為對象，采用硫酸酸解污泥，曬場自然濃縮、硫酸復鹽分步結晶提取浸出液里的銅離子、鎳離子、鉻離子，設備投資少、能耗極低。其中，洗液、濾液、清液等全部循環使用，不外排，有利環保。后續采用重結晶提純硫酸鉻銨；采用次磷酸鈉還原使銅與鎳最終以單質銅和硫酸鎳銨的形式分離開來；通過碳酸鎳沉淀、硫酸酸化、結晶等將硫酸鎳銨轉化成硫酸鎳；工藝簡單，治理了具有污染的電鍍污泥，回收了寶貴的金屬資源，變廢為寶，實現資源循環利用。
權利要求
1.電鍍污泥中有價金屬的回收方法，其特征在于先對電鍍污泥進行酸解，過濾澄清，再將清液A進行曬場濃縮，然后，將濃縮液經復鹽反應，結晶分離出銅離子、鎳離子的混晶，濾液B繼續濃縮，濃縮液再經復鹽反應，結晶分離出鉻離子晶體。
2.如權利要求1所述電鍍污泥中有價金屬的回收方法，其特征在于濾液B也采用曬場濃縮。
3.如權利要求1所述電鍍污泥中有價金屬的回收方法，其特征在于電鍍污泥酸解后的過濾是先壓濾再沉降澄清，壓濾的濾液A經沉降澄清后清液A進行曬場濃縮，沉降澄清后的混濁液回流至電鍍污泥的酸解液中重復浸泡電鍍污泥，壓濾的濾渣則水洗再壓濾，廢渣用于燒磚，而水洗液也回流至電鍍污泥的酸解液中重復浸泡電鍍污泥。
4.如權利要求1所述電鍍污泥中有價金屬的回收方法，其特征在于復鹽反應是加入(NH4)2SO4，分別生成硫酸銅銨、硫酸鎳銨和硫酸鉻銨。
5.如權利要求4所述電鍍污泥中有價金屬的回收方法，其特征在于銅離子、鎳離子的混晶溶解后，經氧化還原反應，過濾、洗滌得金屬銅，濾液C濃縮結晶、洗滌得硫酸鎳銨晶體。
6.如權利要求5所述電鍍污泥中有價金屬的回收方法，其特征在于濾液C結晶硫酸鎳銨晶體后的濾液D用于鋅鹽沉淀。
7.如權利要求5所述電鍍污泥中有價金屬的回收方法，其特征在于硫酸鎳銨晶體溶解后，經碳酸鹽沉淀反應，過濾、洗滌得碳酸鎳，碳酸鎳加入濃硫酸溶解后，濃縮結晶得六水硫酸鎳。
8.如權利要求7所述電鍍污泥中有價金屬的回收方法，其特征在于過濾、洗滌得碳酸鎳后的清液C循環溶解硫酸鎳銨晶體，清液C循環二次后回流至電鍍污泥的酸解液中重復回收。
9.如權利要求4或6所述電鍍污泥中有價金屬的回收方法，其特征在于濾液B繼續濃縮、(NH4)2SO4復鹽反應、結晶分離得硫酸鉻銨粗晶，經重結晶得硫酸鉻銨。
10.如權利要求9所述電鍍污泥中有價金屬的回收方法，其特征在于結晶分離出硫酸鉻銨粗晶后的清液B返回繼續濃縮結晶，循環二次后與濾液D混合，用NaOH調節PH值后，加入Na3PO4沉淀反應，曬干得鋅渣。
全文摘要
本發明公開一種電鍍污泥中有價金屬的回收方法，先對電鍍污泥進行酸解，過濾澄清，再將清液A進行曬場濃縮，然后，將濃縮液經復鹽反應，結晶分離出銅離子、鎳離子的混晶，濾液B繼續濃縮，濃縮液再經復鹽反應，結晶分離出鉻離子晶體。本發明工藝簡單，設備投資少、能耗極低，既回收寶貴的金屬資源，又有利于治理污染，實現資源循環利用，實現環境效益、社會和經濟效益的統一。
文檔編號C22B3/20GK101070564SQ200710008950
公開日2007年11月14日 申請日期2007年5月1日 優先權日2007年5月1日
發明者史鳳煙, 楊文森 申請人:福建省科輝環保工程有限公司