[发明专利]一种含铜污泥中回收重金属的方法

说明书

本发明提供了一种含铜污泥中回收重金属的方法，先将大豆根瘤菌、洋葱假单胞菌和乳酸杆菌混合制成混合菌粉，然后将混合菌粉接种至含铜污泥中，发酵得到发酵产物，接着向发酵产物中依次加入第一部分浓盐酸、磷酸水溶液和第二部分浓盐酸，搅拌反应后离心得到上清液和沉淀Ⅰ，上清液利用过量铁丝置换得到沉淀Ⅱ，沉淀Ⅰ利用浓盐酸溶解反应得到沉淀Ⅲ，合并沉淀Ⅱ和沉淀Ⅲ即为海绵铜，回收含铜污泥中重金属，特别是铜，实现含铜污泥高效资源化利用。

技术领域

本发明涉及废弃物再生利用技术领域，特别地，涉及一种含铜污泥中回收重金属的方法。

背景技术

重矿山开采、有色金属冶炼、机械加工、电镀是产生含铜废水的主要行业。由于含铜废水具有持久性、毒性大、污染严重、不能生物降解等特点，所以对生态环境危害极大。目前含铜废水处理方法一般是采用絮凝剂等污水净化剂使污水中重金属污染物沉淀与水分离，以达到污水中重金属含量符合国家污水排放标准的目的。由此产生含铜及含其它金属含量较高的含铜污泥。由于含铜污泥成分复杂、比重小、粘度高、吸附性强，且含水率通常大于90％，虽然其数量较含铜废水少得多，但却因为废水中的铜已转移至污泥中，所以从某种意义来说含铜污泥对环境的危害要比含铜废水严重得多，若对其处置不当或未加处理而直接填埋，将会给环境带来极大的危害，造成严重的二次污染。

虽然这些含铜污泥属于危险工业固废，但污泥经干燥处理后含铜品位一般在3～18％之间，其中还含有镍、锌、硒、碲、钯、金、银等稀贵及有色金属，而地球上铜矿的开采品位只有0.4％以上，因此，从减缓铜资源耗竭及资源再利用的角度看，含铜污泥中重金属回收意义重大。

污泥的主要物相之一是碳酸钙，其中的铜、铁等金属离子主要以氢氧化物的无定形形式存在，对污泥做消解分析，发现部分的铜离子可能被包裹在含钙物相当中，采用合理的手段破坏含钙物相有利于铜的回收。

火法处置工艺是针对含铜等多金属危险工业固废的主流处置工艺，其具有产生无害炉渣、流程短的优点，但也存在烟气SO₂排放量高、能耗高和有价金属回收率低等问题。因此，目前急需一种可实现含铜污泥高效资源化利用的方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种含铜污泥中回收重金属的方法，以解决含铜污泥的资源浪费等技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种含铜污泥中回收重金属的方法，具体步骤如下：

(1)先将大豆根瘤菌、洋葱假单胞菌和乳酸杆菌按照质量比1：0.3～0.5：0.5～0.8混合制成混合菌粉，然后将混合菌粉接种至含铜污泥中，发酵得到发酵产物；

(2)接着向发酵产物中加入第一部分浓盐酸，边搅拌边滴加磷酸水溶液，滴加完毕后加入第二部分浓盐酸，搅拌反应，离心，得到上清液和沉淀Ⅰ，分别进入步骤(3)和(4)；

(3)再将过量铁丝浸入上清液中，搅拌反应，离心收集沉淀Ⅱ；

(4)最后将沉淀Ⅰ加入浓盐酸中，搅拌反应，过滤收集沉淀Ⅲ，合并沉淀Ⅱ和沉淀Ⅲ即为海绵铜；

其中，在发酵过程中进行间歇式磁场处理，具体工艺条件为：200～300mT处理5～8分钟，停止50～80分钟，如此循环，直至发酵结束。

优选的，步骤(1)中，混合菌粉的制备方法如下：先将大豆根瘤菌、洋葱假单胞菌和乳酸杆菌分别单独进行接种培养、絮凝、压滤、干燥及粉碎，得到相应的菌粉，然后混合即得。

进一步优选的，分别将大豆根瘤菌接种于PDA培养基，洋葱假单胞菌、乳酸杆菌接种于肉汁胨培养基，培养4～6天后，分别于150～160r/min摇床培养，各自的培养条件如下：大豆根瘤菌的培养温度为28～30℃，培养时间为45～48小时；洋葱假单胞菌的培养温度为27～29℃，培养时间为47～49小时；乳酸杆菌的培养温度为27～30℃，培养时间为46～48小时。