结晶法回收电镀污泥中有价金属的工艺研究..docVIP

结晶法回收电镀污泥中有价金属的工艺研究 ? 摘要：着重介绍综合利用海滨的巨大风能和地场对电镀污泥酸解液进行自然浓缩、结晶提取浸出液中的铜、镍、铬、锌等金属及其化合物的工艺方法，进而阐述利用天然海边晒场资源浓缩结晶回收电镀污泥中的有价金属，既节能，又环保，可实现循环生产。???? 关键词：结晶；回收；电镀污泥；有价金属；循环生产??文章编号：1672-4143（2011）05-0093-04中图分类号：X781.1文献标识码：A??目前，电镀行业的大多数企业仍使用铜、镍、铬、锌等金属材料为电镀载体，过 程中残留大量的电镀废水和污泥。处理电镀污泥的技术有火法回收和湿法回收[1]，而湿法回收技术有酸浸和氨浸两种工艺[2-3]，因此在处理过程中会产生 大量含Cu等重金属的混合污泥。这种混合污泥含有多种金属成分，性质复杂。若将电镀污泥作为一种廉价的二次可再生资源，回收其中的铜、镍、铬、锌等金属， 不仅可缓解环境污染，实现清洁生产，而且具有显著的生态和经济效益。因此，研究电镀污泥中金属的回收利用技术对我国实现可持续发展具有深远的现实意义。??回收电镀污泥中有价金属的工艺途径有多种。本文论述的回收电镀污泥中的有价 金属的工艺是采用硫酸及精制过程产生的滤液浸泡电镀污泥，综合利用海边晒场对浸出液进行浓缩、分步结晶，分别提取各种有价金属。优点是有价金属浸出率高， 提取方法简单，成本低，可实现节能和环保生产。??1·基本原理??电镀污泥里的金属主要以氢氧化物形式存在，如Cu(OH)2、 Ni(OH)2、Cr(OH)3、Zn(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3等，所以采用硫酸浸的方法，反应后生成溶于水的硫酸盐混合物，如 CuSO4、NiSO4、Cr2(SO4)3、ZnSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3等。此过程大致产生如下反应：??Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O??Ni(OH)2+H2SO4=NiSO4+2H2O??2Cr(OH)3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+6H2O??Zn(OH)2+H2SO4=ZnSO4+2H2O??Fe(OH)2+H2SO4=FeSO4+2H2O??2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+6H2O??硫酸盐溶解度大，但结晶难，通过硫酸盐与(NH4)2SO4形成复盐，使溶解度降低。反应式如下：??CuSO4+(NH4)2SO4=(NH4)2Cu(SO4)2??NiSO4+(NH4)2SO4=(NH4)2Ni(SO4)2??Cr2(SO4)3+(NH4)2SO4=(NH4)2Cr2(SO4)4??ZnSO4+(NH4)2SO4=(NH4)2Zn(SO4)2??硫酸铜铵和硫酸镍铵溶解度（25℃时的溶解度分别为8.9g/100L水和 9.3g/100L水）与硫酸铬铵和硫酸锌铵溶解度（25℃时的溶解度分别为19.7?g/100?L水和20.0?g/100?L水）相差较大，所以通 过复盐反应，采取分步结晶的方法，先提取硫酸铜铵和硫酸镍铵混晶，再提取硫酸铬铵和硫酸锌铵混晶。再通过亚硫酸氢钠还原将硫酸铜铵和硫酸镍铵以氧化亚铜和 硫酸镍铵的形式分离开来；采用草酸将硫酸铬铵和硫酸锌铵以硫酸铬铵和草酸锌的形式分离开来，进而通过分步结晶提取各种有价金属。??2·工艺流程??2.1酸浸电镀污泥??采用浓硫酸浸泡电镀污泥，生成溶于水的硫酸盐混合物。??2.2浸出液与残渣分离??通过压滤、澄清等将金属浸出液与废渣分离。??2.3提取金属或金属化合物??（1）浸出液通过防酸、防渗漏海边晒场自然浓缩到某一浓度后，加入定量的固体硫酸铵进行复盐反应，结晶分离出硫酸铜铵和硫酸镍铵混晶。? （2）分离出硫酸铜铵和硫酸镍铵混晶后的金属浸出液继续晒场浓缩到某一浓度后加入定量的固体硫酸铵进行复盐反应，结晶分离出硫酸铬铵和硫酸锌铵混晶。? （3）分离出硫酸铬铵和硫酸锌铵混晶后的金属浸出液循环浓缩结晶提取金属化合物。??2.4混合物的分离? （1）硫酸铜铵和硫酸镍铵混晶的分离用亚硫酸氢钠将硫酸铜铵还原成氧化亚铜，过滤分离出氧化亚铜，滤液结晶、分离出硫酸镍铵；分离出硫酸镍铵的滤液返回浸泡电镀污泥。反应过程如下：????????????????（2）硫酸铬铵和硫酸锌铵混晶的分离??采用草酸将硫酸锌铵以草酸锌的形式沉淀出来，滤液重新结晶、分离出硫酸铬铵；分离出硫酸铬铵的滤液返回浸泡电镀污泥。反应过程如下：???????????????? 3·结果与讨论??3.1酸浸温度??对常温酸浸和加热酸浸进行试验比较，最终确定最佳的浸出条件，电镀污泥完全溶解，浸出终点pH=1.5，浸出时间45min，试验结果见表1。?????????????? 试验发现常温酸浸反应