电镀污泥的综合利用试验研究

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1、电镀污泥的综合利用试验研究[提要]提出了电镀污泥综合利用的工艺流程，并试验考察了各工序的技术经济指标。试验结果表明，铜粉品位大于90%，铜的回收率大于95%，硫酸镍质量达到工业一级，镍回收率大于80%，浸出渣和净化渣经固化处理后可作普通建筑材料使用，工艺过程产生的废水可以达标排放。关键词：电镀污泥、铜粉、硫酸镍、固化处理电镀污泥是电镀废水处理过程中产生的固体废弃物，它含有大量的重金属如铜、铬、镍、锌、铁等，是一种廉价的二次可再生资源。电镀污泥综合利用方面的研究报道很多，如采用氨浸电镀污泥，然后用氢还原分别回收铜、镍和锌[1，

2、2]；用萃取法回收污泥氨浸液中的金属资源[3]；采用微生物净化法回收电镀污泥及废液中的铬和其它重金属等。这些研究成果在实践中都不同程度地存在一些缺陷和弊端，如工艺过于复杂、运行不太稳定，易造成二次污染等。就总体而言，我国电镀污泥的综合利用技术还不成熟，目前仍处于探索阶段。广东东莞某镇聚集了近90家电镀厂，每月产出电镀污泥约150T，目前每家电镀厂产出污泥基本上均采用堆放处理，由于污泥水分含量高，在堆放过程中容易使其中的重金属渗入水土中，对周边环境造成严重的污染。故采纳我们的建议准备对辖区内的所有电镀厂的电镀污泥进行集中处理，

3、本文结合电镀污泥的污染治理与综合利用试验研究的中试（电镀污泥为100kg/次）情况，探讨从电镀污泥中提取金属铜粉和硫酸镍工艺的有关理论和实际问题。1实验部分1.1原材料原料为东莞某镇10家电镀厂的混合电镀污泥，污泥外观呈灰绿色，自由水分含量为85%，干污泥的主要化学组成为Cu：14.64%、Ni：13.27%、Cr：2.16%、Mg：0.60%、Zn：0.30%、Ca：13.50%、其他：55.53%。材料主要有：化学纯的硫酸、氯酸钠、硫化钠、碳酸钠、氢氧化钠、氟化钠和除去表面油污的铁屑。1.2分析方法铜和硫酸镍的测定按国家

4、标准进行，固态物料按《矿石及有色金属分析方法》[4]的有关规定进行，溶液的主要化学成分分析采用容量法，微量元素分析采用原子吸收分光光度法。1.3工艺流程与工艺条件从铜镍电镀污泥中提取金属铜和硫酸镍的中试工艺过程主要包括浸出、置换、净化、制取硫酸镍和固化处理五大部分6，各部分的工艺控制技术条件都是通过小试优选出来的。工艺流程如图1所示。浸出污泥←水、H2SO4铁屑置换过滤浸出渣浸出液海绵铜水泥置换液除铁、除铬固化处理固化体Na2CO3NaClO3除钙砂石NaOHNaF过滤净化渣沉镍Na2CO3含镍净化液过滤洗涤排放滤液自来水碱

5、式碳酸镍溶解H2SO4蒸发结晶硫酸镍61.3.1浸出稀硫酸在常温下浸出，液固比为2：1，浸出终点PH值为1.5，浸出时间45min。1.3.2置换常温，加入干净铁屑，加入量为溶液中铜量的1.5倍，搅拌时间30min，取出未反应完的铁屑后过滤得到海绵铜粉。1.3.3净化净化过程分步进行：第一步，加热至95℃，加入适量的Na2S；第二步，加入氯酸钠，氧化时间60min，并用1%的2,2—联吡啶检测，无红色产生，表明氧化结束，之后加入80g/L的碳酸钠溶液控制溶液的PH值为2.0；第三步，用20%的NaOH溶液调整溶液的PH值为5

6、.5—6.0，加入适量的NaF，搅拌60min；最后过滤，分离净化液和净化渣。1.3.4硫酸镍的蒸发与结晶在不断搅拌的条件下，往净化液中加入碳酸钠溶液，直至上清液无绿色，控制溶液的PH值为8.0，经过虑、洗涤后得到碱式碳酸镍沉淀。用浓硫酸重新溶解碱式碳酸镍沉淀，控制终点PH值为4.5—5.0、硫酸镍溶液密度为1.5g/m3,经蒸发、结晶得到硫酸镍产品。1.3.5浸出渣与净化渣的固化按m（浸出渣）：m（净化渣）：m（水泥）：m（砂）=2:1:7:2的比例混合搅均，铸模静置24h使其成为固化体。按国家固体废物浸出液制备标准（GB

7、/T15555.1—1995）的规定，对固化体进行浸出试验，分析浸出液成分，鉴别固化效果。2结果与讨论2.1浸出试验按试验方法，进行硫酸浸出铜镍电镀污泥试验，试验结果见表1。用稀硫酸在常温下浸出电镀污泥，其中的绝大部分金属很容易以离子状态进入浸出液，减少液固比可以增大浸出液中金属离子的浓度，浸出液终点PH值应控制在1.5，PH值过低不利于后面的净化过程，PH值太高，会影响金属离子的浸出率。表1浸出试验结果%成分CuNiCrCa浸出渣0.851.110.5126.38浸出率99.1298.7496.460.34渣率10.882

8、.2置换铜试验按试验方法，进行铁屑置换铜的试验，试验结果为浸出液含Cu：10.88g/L、置换液含Cu：0.058g/L、铜粉品位：92.2%、铜回收率：96.60%。6铁屑置换铜时，使用的铁屑不能太碎，否则过剩铁屑无法与铜粉分离。铁屑量过多或置换时间太长都会使溶液中的铁量增加，这将加重后