[发明专利]一种含铁重金属污泥的资源化处理方法

说明书

本发明公开了一种以含铁重金属污泥为原料的聚硅酸铁絮凝剂的制备方法及重金属污泥的资源化处理方法，属于环保技术领域。通过废酸液溶解重金属污泥，添加硫化物去除溶解液中的镉、铅离子，得到络合沉淀物和含铁絮凝剂制备液；再用氨浸法处理络合沉淀物，得到含镉的氨浸液和氨浸残渣，在氨浸液中加入硫化物得到硫化镉沉淀，氨浸残渣则可作为铅粗矿处置；在含铁絮凝剂制备液中补充氯化亚铁后加入硅酸钠和氯酸钠充分混合，调节盐基度并反应后静置熟化得到熟化液，继而得到聚硅酸铁絮凝剂。本发明所制得的絮凝剂处理效果好、沉降速度快、絮凝剂用量少，且生产流程简单，可以实现重金属污泥的减量化、无害化和资源化，具有良好的经济效益和环境效益。

技术领域

本发明属于环保技术领域，更具体地说，涉及一种以含铁重金属污泥为原料的聚硅酸铁复合絮凝剂的制备方法及重金属污泥的资源化处理方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，工业企业在生产过程中产生的含重金属污泥成为处理难题，将污泥直接处理存在处理成本高，能源消耗大等问题，且对于处理后的重金属元素无法进行资源化处置，造成大量重金属元素的浪费；通过用工业废酸液溶解含重金属污泥，利用硫化物沉淀法处理溶解液，再对沉淀后的络合沉淀物进行分离处理，最后对分离后的污泥进行资源化处理，这样虽然能解决硫化物污泥的处理成本高和能源消耗大的问题，但对于溶液的资源化问题仍无法改善。

经检索，目前对于含重金属的污泥资源化研究较少。其中，公开日为2003年8月20日的中国专利02103187.8公开了重金属污泥的结晶处理方法及其装置。该专利主要是通过电化学氧化还原以及结晶的原理，通过溶提、浓缩、结晶等步骤处理重金属污泥，经过溶提分离出来的重金属溶液则通过浓缩结晶的方式实现资源化回收利用，剩余污泥则作为普通污泥处置。该方法虽然可以将重金属从污泥中分离回收利用，但对于多种重金属的污泥而言，在溶提的过程中无法实现多种重金属的分离，结晶的运行成本会增加，操作复杂，也会出现晶体不纯的问题。

又如，公开日为2011年5月4日的中国专利201010541598.7公开了含重金属污泥的资源化处理方法，该专利是先用酸液浸出含重金属污泥中的重金属离子，用超声波处理酸浸液后对沉淀物和溶液进行分离，分离后的溶液通过氧化结晶的方法制备铁氧体，沉淀通过洗涤和干燥后制备成石膏。该发明所采用的氧化结晶的方法虽然可以实现溶液的资源化目标，但运行成本高，操作复杂，难以达到经济化。

絮凝处理是水处理中最常见的处理方式，聚铁絮凝剂在水处理过程中适用范围广、形成的“矾花”大、絮体紧实，且对COD、浊度和微生物等都有良好的去除效果，但色度去除效果差；无机高分子絮凝剂中，聚硅酸盐类絮凝剂的絮凝效果和色度去除效果更为优异，将聚硅酸盐和铁盐结合能达到更好的处理效果。而且聚硅酸铁絮凝剂中以铁和二氧化硅为主体，不存在对人体和环境有害的铝元素，其效果优于铝盐絮凝剂。

在实际生产过程中发现，针对不同的无机酸、氧化剂和稳定剂，不同的投加量及投加方式会对Fe的转化率、稳定性、絮凝效果产生很大影响。经检索，有不少现有技术中涉及到聚硅酸铁絮凝剂的制备方法。如，公开日为2013年2月27日的中国专利201210524138.2公开了一种聚铁絮凝剂的制备工艺，其步骤为，将过量铁屑与盐酸反应，反应完全后滤掉未反应的铁屑，得氯化亚铁溶液，其中盐酸的摩尔浓度大于6mol/L小于10mol/L；在氯化亚铁溶液中加入氯酸钾，同时在高速搅拌状态缓慢加聚硅酸溶液，得到聚铁絮凝剂，其中氯化亚铁与氯酸钾的物质的量之比为(5.5～6)：1，聚硅酸溶液的加入速率为10～30mL/min。该工艺路线简单，副反应少，反应条件温和，成本容易控制，产物较为纯净。但仍存在的问题是该专利以铁屑作为原料只考虑到铁元素的存在，在制备絮凝剂的过程中没有考虑其他重金属的干扰，无法处理含有多种重金属干扰的重金属污泥。