電鍍污泥中有價金屬的回收技術

1、酸浸法和氨浸法  

酸浸法是固體廢物浸出法中應用最廣泛的一種方法,具體采用何種酸進行浸取需根據(jù)固體廢物的性質(zhì)而定。對電鍍、鑄造、冶煉等工業(yè)廢物的處理而言,硫酸是一種最有效的浸取試劑,因其具有價格便宜、揮發(fā)性小、不易分解等特點而被廣泛使用[18]。Silva等以磷酸二異辛酯為萃取劑,對電鍍污泥進行了硫酸浸取回收鎳、鋅的研究實驗。Vegli惏等的研究顯示,硫酸對銅、鎳的浸出率可達95%～100%,而在電解法回收過程中,二者的回收率也高達94%～99%。  
   
也可用其他酸性提取劑(如酸性硫脲)來浸取電鍍污泥中的重金屬。Paula等利用廉價工業(yè)鹽酸浸取電鍍污泥中的鉻,浸取時將5mL工業(yè)鹽酸(純度為25.8%,質(zhì)量濃度為1.13g/mL)添加到大約1g預制好的試樣中,然后在150r/min的搖床上震蕩30min,鉻的浸出率高達97.6%。  

氨浸法提取金屬的技術雖然有一定的歷史,但與酸浸法相比,采用氨浸法處理電鍍污泥的研究報道相對較少,且以國內(nèi)研究報道居多。氨浸法一般采用氨水溶液作浸取劑,原因是氨水具有堿度適中、使用方便、可回收使用等優(yōu)點。采用氨絡合分組浸出-蒸氨-水解渣硫酸浸出-溶劑萃取-金屬鹽結(jié)晶回收工藝,可從電鍍污泥中回收絕大部分有價金屬,銅、鋅、鎳、鉻、鐵的總回收率分別大于93%,91%,88%,98%,99%[24]。針對適于從氨浸液體系中分離銅的萃取劑難以選擇的問題,祝萬鵬等開發(fā)了一種名為N510的萃取劑,該萃取劑在煤油-H2SO4體系中能有效地回收電鍍污泥氨浸液中的Cu2+,回收率高達99%。王浩東等對氨浸法回收電鍍污泥中鎳的研究表明,含鎳污泥經(jīng)氧化焙燒后得焙砂,用NH3質(zhì)量分數(shù)7%、CO2質(zhì)量分數(shù)5%～7%的氨水對焙砂進行充氧攪拌浸出,得到含Ni(NH3)4CO3的溶液,然后對此溶液進行蒸發(fā)處理,使Ni(NH3)4CO3轉(zhuǎn)化為NiCO3·3Ni(OH)2,再于800℃鍛燒即可得商品氧化鎳粉。  

酸浸或氨浸處理電鍍污泥時,有價金屬的總回收率及同其他雜質(zhì)分離的難易程度,主要受浸取過程中有價金屬的浸出率和浸取液對有價金屬和雜質(zhì)的選擇性控制。酸浸法的主要特點是對銅、鋅、鎳等有價金屬的浸取效果較好,但對雜質(zhì)的選擇性較低,特別是對鉻、鐵等雜質(zhì)的選擇性較差;而氨浸法則對鉻、鐵等雜質(zhì)具有較高的選擇性,但對銅、鋅、鎳等的浸出率較低。 
 
2、生物浸取法  

生物浸取法的主要原理是,利用化能自養(yǎng)型嗜酸性硫桿菌的生物產(chǎn)酸作用,將難溶性的重金屬從固相溶出而進入液相成為可溶性的金屬離子,再采用適當?shù)姆椒◤慕∫褐屑右曰厥?作用機理比較復雜,包括微生物的生長代謝、吸附,以及轉(zhuǎn)化等。就目前能收集到的文獻來看,利用生物浸取法來處理電鍍污泥的研究報道還比較少[28],原因是電鍍污泥中高含量的重金屬對微生物的毒害作用大大限制了該技術在這一領域的應用。因此,如何降低電鍍污泥中高含量的重金屬對微生物的毒害作用,以及如何培養(yǎng)出適應性強、治廢效率高的菌種,仍然是生物浸取法所面臨的一大難題,但也是解決該技術在該領域應用的關鍵。
 
3、熔煉法和焙燒浸取法  

熔煉法處理電鍍污泥主要以回收其中的銅、鎳為目的。熔煉法以煤炭、焦炭為燃料和還原物質(zhì),輔料有鐵礦石、銅礦石、石灰石等。熔煉以銅為主的污泥時,爐溫在1300℃以上,熔出的銅稱為冰銅;熔煉以鎳為主的污泥時,爐溫在1455℃以上,熔出的鎳稱為粗鎳。冰銅和粗鎳可直接用電解法進行分離回收。爐渣一般作建材原料。  

焙燒浸取法的原理是先利用高溫焙燒預處理污泥中的雜質(zhì),然后用酸、水等介質(zhì)提取焙燒產(chǎn)物中的有價金屬。用黃鐵礦廢料作酸化原料,將其與電鍍污泥混合后進行焙燒,然后在室溫下用去離子水對焙燒產(chǎn)物進行浸取分離,鋅、鎳、銅的回收率分別為60%,43%,50%。  

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