[发明专利]循环式重金属污泥回收铜及混凝剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿化重金属污泥以回收铜精矿及混凝剂的方法，特别涉及一种在提供可回收高价含铜重金属，并有效将铝系含铜重金属污泥减量及含铜金属的品位浓缩的富集工艺，又于工艺中浸渍液可循环再使用，进而达到污泥减量、有限金属资源再利用、降低处理成本、增加产物经济效益及减少废液产生的多重目标。

背景技术

重金属污泥的产生源业别多、分布广、种类复杂且数量庞大，其来源主要为印刷电路板业、电镀业、电池制造业、电线电缆业及金属表面处理业等，因其工艺中所产生废弃物处理后的污泥中所含重金属，经TCLP毒性特性溶出试验后大都超过法规标准，故此类型重金属污泥为目前最迫切需要妥善处理的事业废弃物之一。

针对重金属污泥的铜金属回收技术，较具有可行性主要为高温熔融、湿法浸渍(氨、硫酸)或将固定化，做为它种用途，如砖化烧结、改质塑料制品、发泡炼石、陶瓷颜料等。现有的铜金属回收处理技术中，高温熔融等技术除浪费大量电及热能外，产生的残渣仍为有害废弃物；酸液(氨、硫酸)浸渍、萃取等技术针对含铜污泥的浸渍率仅达60～70％，仍然产生大量的有害废弃物残渣；固定化技术虽然可将有害污泥转为无害后再予以掩埋或制成地砖，但却造成其中所含有价金属(如铜等)的资源浪费。

请配合参阅图1所示，重金属污泥的产生为在工业工艺或废水处理程序中会混入各种金属离子与化学药剂或为了帮助氢氧化物胶羽快速沉淀而加入混凝剂(Al³⁺或Fe³⁺)，重金属污泥(人造矿物)在特性上与天然矿物资源有极大的差异。这些特性差异也造成上述处理技术不仅无法提高含铜污泥的回收率，又由于杂质的影响造成纯化不易且影响浸渍程序的过滤时间，再因浸渍残渣的产生，无法有效解决环境污染的问题，对环境及处理成本造成相当大的负担。

发明人因鉴于传统重金属污泥回收的缺失，因而研发本法所提供的处理流程及装置，可有效将铝系含铜重金属污泥(即废水处理以Al³⁺做为混凝剂者)的铝盐溶出，污泥中的铜成分则浓缩于浸渍残渣中。处理程序所产生的碱性浸渍液因为含有大量的氢氧化钠与铝离子，因此可以回收循环至废水处理单元再利用，以大幅节省处理药剂费用。

发明内容

本发明的主要目的，是提供循环式矿化重金属污泥回收铜精矿及混凝剂的方法。

本发明是将电镀工厂、电路板厂等产生的废水，以Al³⁺(三价铝离子)做为混凝剂进行废水处理后所产生的铝系含铜重金属污泥，以碱性溶液(如氢氧化钠溶液)在搅拌或加热曝气搅拌(指可以只在反应槽内单纯搅拌或是在反应槽内进行加热与曝气与搅拌三者同时动作，后者可以让反应速率加快)的条件下，以单一浸渍或连续浸渍步骤提高重金属污泥中铝成分的溶出量，并将污泥中的铜成分浓缩在浸渍残渣，此残渣可以做为冶炼铜的精矿。经过固液分离后的浸渍过滤液因含有大量的氢氧化钠与铝离子，可以循环至废水处理单元做为重金属废水的中和剂与混凝剂使用。由于本法的开发，可将铝系含铜重金属污泥转变为适合冶炼铜的精矿并降低有害污泥对环境的冲击，实为兼顾资源再利用及污染防治的重金属污泥资源化处理流程。

具体来说，本发明的一种循环式矿化重金属污泥回收铜精矿及混凝剂的方法，主要是将重金属污泥泥浆加入碱性溶液控制pH值大于10.0，并经搅拌、浸渍，待pH平衡后，进行固液分离，其中固相残渣具有浓缩富集的铜成分，可为冶炼铜精矿，浸渍液作为废水处理中和剂及混凝剂再利用。

更具体来说，本发明的循环式矿化重金属污泥回收铜精矿及混凝剂的方法，具体处理流程为：

(1)以碱液浸渍污泥浆：将浆化的污泥置入第一浸渍槽，再添加液碱调整pH大于10.0进行浸渍，并持续搅拌直到pH值变动幅度达到平衡；

(2)固液分离：步骤(1)完成后输送至第一固液分离槽，经第一次固、液分离后，所产生的含铝离子碱性浸渍过滤液予以回收以供废水处理厂再使用；

(3)再浸渍：由步骤(2)所得的固体污泥输送至第二浸渍槽再加入液碱调整pH大于10.0进行浸渍，并持续搅拌，待pH值达到平衡，完成浸渍后，输送至第二固液分离槽；

(4)固液分离：经固液分离后所得的过滤液可回收供用于调制污泥浆使用，所得固体物即为矿化产品。