[发明专利]一种含铜污泥无害化处理及高值化利用的方法

说明书

本发明公开了一种含铜污泥无害化处理及高值化利用的方法，经过一级浸出、二级浸出和萃取电积后得到铜产品。本发明将沉铁与含铜污泥两级浸出进行巧妙耦合，脱水性能好，提高过滤性能，减少杂质对铜萃取剂的影响，利于铜萃取过程的稳定控制，解决了高铁含铜污泥浸出液中铁离子浓度远高于铜离子浓度的问题，使通过萃取后得到的铜富液中杂质更低，更容易获得高品质阴极铜；采用两级浸出，经过一级浸出处理后大大减少了高浓度的铜离子对二级浸出中的硫铁氧化微生物的抑制效应，利于微生物在短时间内深度浸提含铜污泥一级浸出渣中的不容易被浸出的多种复杂的形态的铜，实现了含铜污泥无害化处理产物的高值化利用。

技术领域

本发明属于危险废物无害化处置及资源化利用领域，尤其涉及一种含铜污泥无害化处理及高值化利用的方法。

背景技术

含铜污泥主要为表面处理行业、印制电路板行业、电镀行业及电线电缆行业的废水处理过程中的最终产物，其中的往往含有大量的重金属氢氧化物和硫化物，为一种非稳定形态，若处置不当极易对土壤或地下水造成严重污染，被归为危险废物，在《国家危险废物名录(2016年8月1日起施行)》中列为HW17和HW22，其收集、处理、贮存、运输、转移、处置均应遵循国家危险废弃物相关管理规定。由于含铜污泥中的金属铜含量高于现有可开采铜矿的品位，并且具有危险废物的属性，目前对含铜污泥处置方法主要有热处理法、化学法和固化法等，具体的方法如下：

(1)高温冶炼回收法，专利CN100506727C公开了一种电镀污泥的资源化处理工艺，将烘干后的含铜污泥与熔剂、焦炭配料后进入熔炼炉回收金属铜。专利CN102433437A公开了一种重金属污泥资源化及无害化处理方法，先对污泥进行脱水干燥，加入溶剂、粘结剂进行配料制球，最后在熔炼炉中回收金属。这两个方法存在能耗高，环境污染大且不适用于低含量重金属污泥的处理。

(2)化学处理法，专利CN100402676C公开了一种“从电镀污泥中回收有价金属的方法”，将电镀污泥用酸浸出有价金属，浸出液加入硫化钠沉铜得到硫化铜，但酸耗高，固液分离极难，洗涤效果极差，铜的总回收率低。专利CN104726700A公开了一种“用含铜污泥生产铜精矿的方法”，以硫酸溶液浸提含铜污泥中的金属，向浆液中加入硫化钠，将溶液中的金属转化为硫化物，然后浮选硫化铜，扫选尾渣经过中和脱水后堆存，滤液达标外排。但该法得到的扫选尾渣不处理同样容易造成二次污染，而且得到的硫化铜仅能作为化工原料，进一步转化成金属铜或铜盐产品，流程长，成本高。

(3)高温煅烧-酸浸联合法，发明专利CN103979755A公开了一种电镀污泥与低量含铜污泥综合处理方法，联合和火法和湿法工艺，先将污泥进行1000℃左右高温干化处理，在采用稀酸浸出得到的含金属溶液，通过电解得到混合金属电解板，处理后的干渣可以制备固化免烧砖。但该工艺涉及到了高温加热及多金属的电解，能耗高，会排放有毒有害气体，且制备的合金电解板为粗产品，其中金属仍然需要进一步的分离提取。

可见，热处理法存在能耗高和环境污染大等问题，化学处理法虽然能回收污泥中的铜，但排放的尾渣依然可能无法符合浸出毒性标准，而固化法处理后污泥的长期稳定性很难保证，现有处理方式很难兼顾经济和环保两方面的效益。为寻求一种处理处置成本低，适应性强、环境友好，并能对含铜污泥实现减量化、资源化和无害化的处理处置方法就显得尤为迫切。

目前，关于含铜污泥高值资源化已有多种方式，如一种印刷线路板含铜污泥制备纳米氧化亚铜的方法(CN103979755A)、一种利用铜金矿石生产中的含铜污泥制备高纯金和硫酸铜的方法(CN103397190A)、一种利用含铜污泥生产阴极铜的方法(CN103422119A)，以及一种蚀刻废液与线路板污泥同时处理制备硫酸铜的方法(CN104692447A)等。但这些方法存在成本高、浸出渣稳定性差、产品质量难控制、附加值低等特点，大规模应用难度较大，且浸出渣中的重金属在遇到剧烈变化的环境或者极端嗜酸微生物的情况下，极易流入环境造成严重污染。