[发明专利]一种电镀污泥材料化利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及环保利废领域，尤其涉及一种电镀污泥材料化利用方法。

背景技术

电镀行业是当今全球三大污染行业之一，也是我国重要的基础性加工行业，而电镀过程产生的电镀污泥富集了电镀废水中的几乎所有元素包括有害重金属，电镀污泥中常规化合物成分主要有:CaO 、SO₃ 、Al₂O₃ 、Fe₂O₃ 、CuO 、NiO、ZnO、CdO、CrO、SiO₂ 、Na₂O、MgO、Co₂O₄ 、SrO、Nb₂O₅ 、ZrO₂、PbO、HgO 等及一些阴离子,其中的铜、镍、铬等重金属主要为氢氧化物沉淀物。大多数电镀污泥中主要含铬、铁、镍、铜、锌等重金属化合物及其可溶性盐类，具有含水率高、重金属组分易迁移等特点,为偏碱性混合物质,一般pH值为6.5～10,水分达70～90%，干基灰分达62～80%%,焚烧（分解）挥发物（烧失）为CO₂ 、H₂O和SO₂等。因含大量重金属被列为国家危险废物。当前，我国电镀企业规模相对较小而产品多，产生的电镀污泥基本上是含多种重金属成分的混合污泥，且每年产生的电镀污泥逾1000万t。目前大部分电镀污泥只是简单的堆存或者填埋处理，对环境造成严重污染，同时也造成了资源的浪费，如何资源化无害化处理电镀污泥一直是相关领域的热点。目前，国内外对电镀污泥的处理技术路径、方法包括：

1）湿法工艺（湿法冶金）回收电镀污泥中有价金属（废渣填埋）技术。

湿法工艺（湿法冶金）回收污泥中有价金属可分为浸出和金属分离两个大工序，浸出主要有生物浸取法、酸浸法、碱浸法; 金属分离主要有还原分离法（用铁片或锰铁还原）、电解沉积法、化学沉淀法、金属萃取法。

其酸浸法是加入硫酸或盐酸或硝酸等无机酸或无机酸和氧化剂或有机酸使污泥中金属离子进入溶液变为游离态以分离回收，酸浸法研究与应用较为成熟，可用于回收污泥中的铜、镍、铬、钛、锌、铅、镉、锰、铁、镁等各种金属。酸浸法浸出效率高，对铜、镍、铬等金属都有很高的浸出率，酸浸后废渣量一般可减少约50%。

碱浸法主要采用的是氨浸法，氨浸法一般采用氨水溶液或氨水-氨盐溶液作浸出剂，氨对Cu、Ni 等具有较高的选择性，能与其生成稳定的络合物，再通过浮选法，以环烷酸作萃取剂回收铜镍，而其他金属或不生成络合物或只生成不稳定的络合物，铬、铁、铝进入氨浸渣，氨浸后废渣量一般可减少50～60%。

生物浸取法是利用化能自养型嗜酸硫杆菌等产酸、酶化作用，将电镀污泥中难溶重金属从固相溶出变为游离态进入液相，再予以回收。生物浸取后废渣量一般可减少约50%。

客观上，现所有的湿法工艺仅仅局限在对有价金属的分离，仍残留下约一半的污泥废渣量，这些仍含有重金属的废渣现基本上是直接弃置或填埋。

2）热化学法（火法冶金）回收技术

热化学法（火法冶金）回收技术主要有熔炼法、热化学预处理法（焙烧浸取法）、焚烧回收法。

电镀污泥的热化学回收技术着眼于回收其中的有价金属尤其是贵金属。

其熔炼法主要以回收铜、镍为目的。熔炼法以煤炭、焦炭为燃料和还原物质,铁矿石、铜矿石、石灰石等为辅料。熔炼以铜为主的污泥时, 炉温1300℃以上,熔出的铜称为冰铜;熔炼以镍为主的污泥时,炉温在1455℃以上,熔出的镍称为粗镍。

焙烧浸取法利用高温焙烧预处理污泥中的杂质,再用酸、水等介质提取焙烧产物中的有价金属。如Fábio 等在处理含有Au、Ag、Cu 和Zn 的电镀污泥时采用硫化焙烧-两步浸出法分离贵金属。污泥与硫化剂质量按1.0∶0.44的比例混合，在550℃下焙烧90min，焙砂用水浸出15min 后得到Ag、Cu 和Zn，浸出渣再用硫代硫酸钠浸出得到Au，废渣填埋。也有用黄铁矿废料作酸化原料与电镀污泥混合后焙烧,然后在室温下用去离子水对焙烧产物进行浸取分离回收锌、镍、铜，废渣弃置。

焚烧回收法是先对电镀污泥经焚烧预处理,减小体积和质量、提高渣中重金属的质量分数。如项长友等采用焚烧还原熔炉处理含镍、铜的电镀污泥，在高温和还原条件下,将镍、铜氧化物还原为镍、铜合金，铬、铁还原进入炉渣中，再对炉渣中的铬采用碱性介质氧化培烧法,回收重铬酸钠，废渣弃置。