CN108866337A

CN108866337A - 一种处理金属污泥的方法

Info

Publication number: CN108866337A
Application number: CN201810540421.1A
Authority: CN
Inventors: 刘来宝; 周旋
Original assignee: JIANGSU JIAYU RESOURCE UTILIZATION CO Ltd
Current assignee: JIANGSU JIAYU RESOURCE UTILIZATION CO Ltd
Priority date: 2018-05-30
Filing date: 2018-05-30
Publication date: 2018-11-23
Anticipated expiration: 2038-05-30
Also published as: CN108866337B

Abstract

本发明公开一种处理金属污泥的方法，包括浸机研磨、稀硫酸，调重金属料浆pH、经纳滤膜过滤后检测膜过滤浓缩液，根据膜过滤浓缩液中的铜、镍金属离子含量选择还原铁粉直接处理膜过滤浓缩液、加金属捕捉剂处理、以及萃取三种处理方式，其中萃取包括萃取铜、萃取镍两步萃取操作，本发明公开的技术方案在不除铁、铬、钙、镁等金属离子状态下直接萃取铜镍金属，相对传统工艺方法，不仅工艺流程简单，操作简单且萃取处理效率高。

Description

一种处理金属污泥的方法

技术领域

本发明涉及金属污泥处理，具体是一种处理金属污泥的方法。

背景技术

金属生产过程中会产生大量的金属粉尘以及化合物，上述粉尘以及化合物在随着循环水在水处理污泥中沉积形成金属污泥，而金属污泥中由于重金属离子以及化合物含量超标直接排放，不仅造成严重的环境污染，威胁生态系统的平衡，且对于人体健康影响较大。

因此，关于金属污泥的处理，对于环保、绿色生产至关重要，而由于污泥中重金属含量高、种类繁杂，造成重金属污泥的处理不仅处理工艺繁琐，且伴随处理过程产生的二次污染物也较严重。

基于，重金属污泥处理的困难以及必要性，一系列关于重金属污泥处理的工艺改进的专利文献相继报道如中国专利号为：CN.201410111803.4，公开一种“利用铜冶炼废酸从重金属污泥中回收铜锌镍的方法”，该技术方案萃取效率较为低下，污泥萃取不够充分，导致萃取后的废液或废渣中仍含有大量的重金属离子如金属镍等。

且现有技术方案在萃取铜、镍等元素过程中，需要预先将萃取液中的金属铁、铬、钙、镁等金属离子清除，不仅工艺步骤繁杂，生产成本高，且处理过程中的“三废”产量也较高。

针对现有技术不足，至今未有一种实施有效方式解决。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种处理金属污泥的方法。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种处理金属污泥的方法，包括以下步骤：

S1、将重金属危废泥料输送至磨浸机研磨，按照废泥料与生产循环水的比列为1：3-5的比列混合后，研磨成重金属料浆，控制金属料浆出料细度超过100目；

S2、往步骤S1中的重金属料浆中缓慢加入配置好的30％稀硫酸，调重金属料浆pH至0.5-1，常温搅拌反应2小时后，往重金属料浆中添加石灰乳溶液，调重金属料浆pH至2.0-2.5，经过滤后得到滤渣一和滤液一，往滤渣一中加石灰乳液调pH至7.0，经过滤洗涤后，得到得到滤渣二和滤液二，滤渣二作为石膏产品回收利用，滤液二作为生产循环水回收利用；

S3、将步骤S2中的滤液一经纳滤膜过滤后得到膜过滤浓缩液以及清液，清夜作为生产循环水回收利用，对膜过滤浓缩液中的金属离子进行检测；

其中，步骤S3中的检测结果显示膜过滤浓缩液中，不含有镍离子以及铜离子低时，直接往膜过滤浓缩液中加入适量的还原铁粉进行置换反应，反应毕，反应液经过滤，得到滤渣三和滤液三，滤渣三为海绵铜，滤液三经铁铬工艺处理后，得到氢氧化铁以及氢氧化铬沉淀；

其中，步骤S3中的检测结果显示膜过滤浓缩液中含有镍离子，以及镍离子浓度较低时，直接往膜过滤浓缩液中加金属捕捉剂，同时加液碱调膜过滤浓缩液pH至5.0-8.0，稳定后，过滤洗涤，得到滤渣四以及滤液四，滤渣四为金属富集物，滤液四作为生产循环水回收利用；

其中，步骤S3中的检测结果显示膜过滤浓缩液中镍离子以及铜离子含量较高时，对膜过滤浓缩液采用萃取操作，所述萃取操作包括以下步骤：

A1、萃取铜：往膜过滤浓缩液中加入足量的M5640铜专用萃取剂，经萃取、分离后，得到有机层一和萃余液一，有机层一经反萃后得到反萃液一，反萃液一经旋流电解沉积后，得到金属铜和电解贫液一，电解贫液一重新作为反萃液一备用；

A2、萃取镍：将步骤A1中的萃余液一调pH至2.0-2.5后，加入足量的HBL110镍专用萃取剂，经萃取、分离后，得到有机层二和萃余液二，有机层二经反萃后得到反萃液二，反萃液二经旋流电解沉积后，得到金属镍和电解贫液二，电解贫液二重新作为反萃液二备用，所述萃余液二经铁铬工艺处理、过滤后，得到氢氧化铁、氢氧化铬沉淀，以及处理废液一，处理废液一经沉锌处理、过滤洗涤后，得到氢氧化锌沉淀以及处理废液二，所述处理废液二重新作为步骤S3中滤液一备用。

优选地，所述铁铬工艺处理为：分别往滤液三以及步骤A1中的萃余液二中依次加入适量的双氧水后，加入碳酸钠或氢氧化钠溶液中的任一一种，调溶液pH至3.8-4.8，稳定后经过滤、洗涤后，得到氢氧化铁以及氢氧化铬沉淀。

优选地，所述步骤A2中的沉锌处理为：往处理废液一中加碳酸钠调pH7.8-9.0，稳定后，经过滤洗涤后，得到氢氧化锌沉淀。

优选地，所述步骤S1中将重金属危废泥料输送至磨浸机研磨，按照废泥料与生产循环水的重量比为1：3的比列混合，研磨成重金属料浆，控制金属料浆出料细度超过100目。

优选地，所述步骤A1中M5640铜专用萃取剂的重量与膜过滤浓缩液重量配比为4-15:1。

优选地，所述步骤A2中HBL110镍专用萃取剂的重量与萃余液一的重量配比为4-15:1。

有益效果

本发明提供了一种处理金属污泥的方法，本发明公开的处理工艺具有以下有益效果：

1、全工艺是在常温常压下进行环保无害处理，有效利用资源；

2、采用了先进的磨浸技术，出料细度更均匀，易操作(工艺步骤S1)；

3、采用了先进的膜过滤技术，在强酸环境中对金属进行富集，同时回收了酸液，减少了生产用酸清洗，富集金属离子3倍以上，减少了工序处理量；

4、采用了先进的萃取技术，与传统萃取工艺相比，此工艺在不除铁、铬、钙、镁等金属离子状态下直接萃取，相比用P204、P507萃取工艺，更不易造成二次污染，降低了辅料消耗，提高了金属回收率；

5、采用了先进的旋流电积技术，电积全过程封闭运行无废气排放，提高了产品重量，产品铜≧99.9％，镍≧99.5％；

6、后工序也采用了膜过滤，前工序产生的液体经膜过滤达到生产用水标准，水循环使用，没有污水排放；

7、生产用水循环使用节约用水，2吨水/吨干基危废污泥，全年可节约用水4万吨，符合国家节能降耗政策。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明整体工艺流程示意图。

具体实施方式

实施例1:

一种处理金属污泥的方法，包括以下步骤：

S1、将重金属危废泥料输送至磨浸机研磨，按照废泥料与生产循环水的重量比为1：3的比列混合后，研磨成重金属料浆，控制金属料浆出料细度超过100目；

S2、往步骤S1中的重金属料浆中缓慢加入配置好的30％稀硫酸，调重金属料浆pH至0.5，常温搅拌反应2小时后，往重金属料浆中添加石灰乳溶液，调重金属料浆pH至2.0-2.5，经过滤后得到滤渣一和滤液一，往滤渣一中加石灰乳液调pH至7.0，经过滤洗涤后，得到得到滤渣二和滤液二，滤渣二作为石膏产品回收利用，滤液二作为生产循环水回收利用；

A1、萃取铜：往膜过滤浓缩液中加入膜过滤浓缩液15倍重量的M5640铜专用萃取剂，经萃取、分离后，得到有机层一和萃余液一，有机层一经反萃后得到反萃液一，反萃液一经旋流电解沉积后，得到金属铜和电解贫液一，电解贫液一重新作为反萃液一备用；

A2、萃取镍：将步骤A1中的萃余液一调pH至2.0-2.5后，加入膜过滤浓缩液10倍重量的HBL110镍专用萃取剂，经萃取、分离后，得到有机层二和萃余液二，有机层二经反萃后得到反萃液二，反萃液二经旋流电解沉积后，得到金属镍和电解贫液二，电解贫液二重新作为反萃液二备用，所述萃余液二经铁铬工艺处理、过滤后，得到氢氧化铁、氢氧化铬沉淀，以及处理废液一，处理废液一经沉锌处理、过滤洗涤后，得到氢氧化锌沉淀以及处理废液二，所述处理废液二重新作为步骤S3中滤液一备用；沉锌处理的反应方程式为：

Zn²⁺+2OH^-→Zn(OH)₂↓

其中，铁铬工艺处理为：分别往滤液三以及步骤A1中的萃余液二中依次加入适量的双氧水后，加入碳酸钠或氢氧化钠溶液中的任一一种，调溶液pH至3.8-4.8，稳定后经过滤、洗涤后，得到氢氧化铁以及氢氧化铬沉淀，铁铬工艺处理的反应方程式为：

CaCO₃+2H⁺→H₂O+CO₂↑+Ca²⁺；

2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺→2H₂O+2Fe³⁺；

2Fe³⁺+2Cr³⁺+12OH^-→Fe(OH)₃↓+Cr(OH)₃↓；

其中，步骤A2中的沉锌处理为：往处理废液一中加碳酸钠调pH7.8-9.0，稳定后，经过滤洗涤后，得到氢氧化锌沉淀。

其中，步骤S2中涉及到化学反应原理为：

CuR+H₂SO₄→Cu²⁺+SO₄ ^2-+R^2-+2H⁺；

NiR+H₂SO₄→Ni²⁺+SO₄ ^2-+R^2-+2H⁺；

ZnR+H₂SO₄→Zn²⁺+SO₄ ^2-+R^2-+2H⁺；

CrR+nH₂SO₄→Cr^3+/6++nSO₄ ^2-+R^3-/6-+2nH⁺；

其中，步骤S3中的检测结果显示膜过滤浓缩液中，不含有镍离子以及铜离子低时，直接往膜过滤浓缩液中加入适量的还原铁粉进行置换反应，置换反应的化学反应原理为：

Cu²⁺+Fe→Cu↓+Fe²⁺；

上述反应方程式中，R代表各种酸根或碱。

其中，步骤A1中萃取铜的萃取以及反萃取原理方程式为：

萃取：2R_OH+Cu²⁺→R_O2Cu+2H⁺；反萃：R_O2Cu+2H⁺→2R_OH+Cu²⁺；

反萃液一经旋流电解沉积反应的方程式为：

阴极反应：Cu²⁺+2e→Cu；阳极反应：2OH^--2e→O₂↑+H₂O；

其中，步骤A2中萃取镍的萃取原理以及反萃取原理方程式为：萃取：2R_OH+Ni²⁺→R_O2Ni+2H⁺；反萃：R_O2Ni+2H⁺→2R_OH+Ni²⁺；

反萃液二经旋流电解沉积反应的方程式为：

阴极反应：Ni²⁺+2e→Ni；阳极反应：2OH^--2e→O₂↑+H₂O；

上述RO表示萃取剂结合官能团。

实施例2:

一种处理金属污泥的方法，包括以下步骤：

S1、将重金属危废泥料输送至磨浸机研磨，按照废泥料与生产循环水的重量比为1：5的比列混合后，研磨成重金属料浆，控制金属料浆出料细度超过100目；

Zn²⁺+2OH^-→Zn(OH)₂↓

CaCO₃+2H⁺→H₂O+CO₂↑+Ca²⁺；

2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺→2H₂O+2Fe³⁺；

2Fe³⁺+2Cr³⁺+12OH^-→Fe(OH)₃↓+Cr(OH)₃↓；

其中，步骤S2中涉及到化学反应原理为：

CuR+H₂SO₄→Cu²⁺+SO₄ ^2-+R^2-+2H⁺；

NiR+H₂SO₄→Ni²⁺+SO₄ ^2-+R^2-+2H⁺；

ZnR+H₂SO₄→Zn²⁺+SO₄ ^2-+R^2-+2H⁺；

CrR+nH₂SO₄→Cr^3+/6++nSO₄ ^2-+R^3-/6-+2nH⁺；

Cu²⁺+Fe→Cu↓+Fe²⁺；

上述反应方程式中，R代表各种酸根或碱。

其中，步骤A1中萃取铜的萃取以及反萃取原理方程式为：萃取：2R_OH+Cu²⁺→R_O2Cu+2H⁺；反萃：R_O2Cu+2H⁺→2R_OH+Cu²⁺；反萃液一经旋流电解沉积反应的方程式为：阴极反应：Cu²⁺+2e→Cu；阳极反应：2OH^--2e→O₂↑+H₂O；

其中，步骤A2中萃取镍的萃取原理以及反萃取原理方程式为：萃取：2R_OH+Ni²⁺→R_O2Ni+2H⁺；反萃：R_O2Ni+2H⁺→2R_OH+Ni²⁺；反萃液二经旋流电解沉积反应的方程式为：阴极反应：Ni²⁺+2e→Ni；阳极反应：2OH^--2e→O₂↑+H₂O；

上述R_O表示萃取剂结合官能团。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种处理金属污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将重金属危废泥料输送至磨浸机研磨，按照废泥料与生产循环水的重量比为1：3-5的重量比混合后，研磨成重金属料浆，控制金属料浆出料细度超过100目；

2.根据权利要求1所述的处理金属污泥的方法，特征在于，所述铁铬工艺处理为：分别往滤液三以及步骤A1中的萃余液二中依次加入适量的双氧水后，加入碳酸钠或氢氧化钠溶液中的任一一种，调溶液pH至3.8-4.8，稳定后经过滤、洗涤后，得到氢氧化铁以及氢氧化铬沉淀。

3.根据权利要求1所述的处理金属污泥的方法，特征在于，所述步骤A2中的沉锌处理为：往处理废液一中加碳酸钠调pH7.8-9.0，稳定后，经过滤洗涤后，得到氢氧化锌沉淀。

4.根据权利要求1所述的处理金属污泥的方法，特征在于，所述步骤S1中将重金属危废泥料输送至磨浸机研磨，按照废泥料与生产循环水的重量比为1：3的重量比混合，研磨成重金属料浆，控制金属料浆出料细度超过100目。

5.根据权利要求1所述的处理金属污泥的方法，特征在于，所述步骤A1中M5640铜专用萃取剂的重量与膜过滤浓缩液重量配比为4-15:1。

6.根据权利要求1所述的处理金属污泥的方法，特征在于，所述步骤A2中HBL110镍专用萃取剂的重量与萃余液一的重量配比为4-15:1。