申請日2014.01.10

　　公開(公告)日2014.04.02

　　IPC分類號C22B7/00; C22B15/00; C22B23/00

　　摘要

　　本發(fā)明提供了一種從不銹鋼酸洗污泥中回收貴金屬的方法，屬于有色冶金及廢物利用領(lǐng)域。該方法主要包括以下步驟：1)濃密、壓濾;2)浸出;3)除鐵壓濾;4)P204萃�。耗敢航�(jīng)過濾、澄清后送往P204萃取箱中，經(jīng)過連續(xù)皂化和逆流萃取后分離出有機(jī)相A和濾液A;經(jīng)過萃取除去其中Zn、Cu、Mn、Ca等雜質(zhì)元素;5)P507萃�。翰襟E4分離的濾液A進(jìn)入P507萃取箱中，在室溫下在萃取箱中連續(xù)皂化、逆流萃取，分離有機(jī)相B和濾液B;有機(jī)相B先使用稀鹽酸反萃得到高純度的氯化鈷溶液，濾液B再用稀硫酸對鎳進(jìn)行富集，得到高純度高濃度硫酸鎳溶液;本發(fā)明最終得到硫酸銅、硫酸鎳、高純鎳、草酸鈷等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了污泥貴重金屬的資源化回收，具有經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益的綜合效益。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種從不銹鋼酸洗污泥中回收貴重金屬的方法，該方法包括以下步驟：

　　1) 濃密、壓濾：將低品位的不銹鋼酸洗污泥送入中心傳動(dòng)式高效濃縮機(jī)進(jìn)行污泥濃密，并對濃密后的污泥進(jìn)行脫水處理;

　　2)浸出：繼續(xù)向污泥中加入質(zhì)量濃度98%硫酸溶液，調(diào)節(jié)pH值至1.5～1.7，用蒸汽加熱，控制溫度在70～90℃條件下攪拌4～8h;再通過壓濾機(jī)壓濾分液;

　　3)除鐵壓濾：在濾液中加入氧化劑雙氧水將溶液中的二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵，待反應(yīng)完全后，通過壓濾后得母液;

　　4)P204萃�。耗敢航�(jīng)過濾、澄清后送往P204萃取箱中，經(jīng)過連續(xù)皂化和逆流萃取后分離出有機(jī)相A和濾液A;經(jīng)過萃取除去其中Zn、Cu、Mn、Ca等雜質(zhì)元素;

　　5)P507萃�。翰襟E4分離的濾液A進(jìn)入P507萃取箱中，在室溫下在萃取箱中連續(xù)皂化、逆流萃取，分離有機(jī)相B和濾液B;有機(jī)相A先使用6mol/L的稀鹽酸反萃得到高純度的氯化鈷溶液，濾液B再用0.5mol/l稀硫酸對鎳進(jìn)行富集，得到高純度高濃度硫酸鎳溶液。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是：將步驟5得到高純度高濃度硫酸鎳溶液泵入真空蒸發(fā)設(shè)備，將蒸發(fā)后液放入冷卻結(jié)晶機(jī)進(jìn)行冷卻結(jié)晶，然后放入臥式離心機(jī)進(jìn)行離心甩干，得到結(jié)晶硫酸鎳產(chǎn)品。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是：將步驟5得到的高濃度高純硫酸鎳溶液加入添加劑硼酸至硼酸濃度5g/L，再調(diào)節(jié)pH至2～2.5，將此溶液加入電積鎳設(shè)備中電解，陰極產(chǎn)出高純鎳板;陽極液返回P507萃取箱。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是：向步驟5得到的高濃度高純氯化鈷溶液中加入草酸銨調(diào)節(jié)pH值至1.0～1.5，控制溫度36～42℃，溶液至基本無色，經(jīng)離心分離，90℃純水洗滌，得到濕的草酸鈷，再于120～130℃經(jīng)閃蒸，得到產(chǎn)品草酸鈷。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是：步驟4得到的有機(jī)相A用稀硫酸采用分段反萃得到硫酸銅溶液，將硫酸銅溶液泵入真空蒸發(fā)設(shè)備中蒸發(fā)，蒸發(fā)溫度40～50℃得產(chǎn)物，待溫度降至28～35℃時(shí)，將產(chǎn)物送入臥式離心機(jī)進(jìn)行離心甩干，得到結(jié)晶硫酸銅。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是：步驟1中濃密機(jī)中均加入占污泥0.3‰的絮凝劑聚丙烯酰胺PAM，濾餅含水率低于12%。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是：步驟3除鐵壓濾過程中，先調(diào)節(jié)pH值至3.0～3.5，溫度在25℃條件下，然后加入氧化劑，再加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH值保持在3.0～3.5，反應(yīng)后壓濾。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的方法，其特征是：步驟4和步驟5中萃取劑分別選用P204和P507，稀釋劑均選用260#溶劑油。

　　說明書

　　從不銹鋼酸洗污泥中回收貴金屬的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于有色冶金及回收利用領(lǐng)域，具體涉及一種從不銹鋼酸洗污泥中回收貴金屬的方法。

　　背景技術(shù)

　　不銹鋼生產(chǎn)過程中，為獲得較好的表面質(zhì)量，冷軋前需經(jīng)過硫酸、氫氟酸等酸洗表面處理，從而產(chǎn)生大量含有鈷、鎳、銅等有毒有害物質(zhì)的酸洗廢液。絕大多數(shù)不銹鋼企業(yè)均使用石灰中和沉淀法進(jìn)行處理，產(chǎn)生的大量重金屬污泥，屬于工業(yè)危險(xiǎn)廢棄物。污泥中重金屬以碳酸鹽、氫氧化物沉淀等形式存在，如果不經(jīng)處理，隨意堆放或簡單填埋，重金屬極易浸出擴(kuò)散到自然環(huán)境中，對土壤及地表水產(chǎn)生重大影響，危害人體健康。

　　目前國內(nèi)污泥產(chǎn)生廠家對這種金屬污泥的處理方式主要輸出填埋，大多數(shù)被堆放在垃圾填埋場，這種方式治標(biāo)不治本，不僅占用大量土地，而且嚴(yán)重污染環(huán)境，給人類的生存環(huán)境帶來很大的危害。

　　除了填埋，對于污泥處理，國外的方法還有:土地利用(用于農(nóng)林業(yè))、海洋棄置和焚燒。第一種方式，土地利用，將酸洗污泥直接土地利用會(huì)造成二次污染，不可取;第二種方式，將酸洗污泥排海處理，則會(huì)對海洋造成污染，不可取;第三種方式，污泥焚燒，這種處理方法以日本、德國、奧地利等國占比例高，一般大型污水廠污泥通過焚燒無害化，產(chǎn)生的熱能可回收利用，污泥減容減量化程度很高，但是主要問題是焚燒投資巨大，操作管理復(fù)雜，能耗和運(yùn)行費(fèi)均很高。同時(shí)，焚燒產(chǎn)生的有毒氣體會(huì)造成空氣的二次污染。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明提供一種從不銹鋼酸洗污泥中回收貴金屬的方法，可以從低品味的不銹鋼酸洗污泥中提取出高附加值的貴重金屬，提取出了硫酸銅、硫酸鎳、高純鎳和草酸鈷，從而有效實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)價(jià)值;本發(fā)明操作簡單、原料普及，而且生產(chǎn)成本較低，經(jīng)濟(jì)效果顯著;本發(fā)明綜合利用酸洗污泥中所附帶的廢酸，節(jié)約了成本的同時(shí)減少了環(huán)境的污染。

　　本發(fā)明技術(shù)方案如下：

　　一種從不銹鋼酸洗污泥中回收貴重金屬的方法，該方法包括以下步驟：

　　1) 濃密、壓濾：將低品位的不銹鋼酸洗污泥送入中心傳動(dòng)式高效濃縮機(jī)進(jìn)行污泥濃密，并對濃密后的污泥進(jìn)行脫水處理;

　　2)浸出：繼續(xù)向污泥中加入質(zhì)量濃度98%硫酸溶液，調(diào)節(jié)pH值至1.5～1.7，用蒸汽加熱，控制溫度在70～90℃條件下攪拌4～8h(達(dá)到完全浸出目的);再通過壓濾機(jī)壓濾分液;

　　3)除鐵壓濾：在濾液中加入氧化劑雙氧水將溶液中的二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵，待反應(yīng)完全后，通過壓濾后得母液;

　　4)P204萃�。耗敢航�(jīng)過濾、澄清后送往P204萃取箱中，經(jīng)過連續(xù)皂化和逆流萃取后分離出有機(jī)相A和濾液A;經(jīng)過萃取除去其中Zn、Cu、Mn、Ca等雜質(zhì)元素;

　　5)P507萃�。翰襟E4分離的濾液A進(jìn)入P507萃取箱中，在室溫下在萃取箱中連續(xù)皂化、逆流萃取，分離有機(jī)相B和濾液B;有機(jī)相A先使用6mol/L的稀鹽酸反萃得到高純度的氯化鈷溶液，濾液B再用0.5mol/l稀硫酸對鎳進(jìn)行富集，得到高純度高濃度硫酸鎳溶液。

　　本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于：

　　將步驟5得到高純度高濃度硫酸鎳溶液泵入真空蒸發(fā)設(shè)備，將蒸發(fā)后液放入冷卻結(jié)晶機(jī)進(jìn)行冷卻結(jié)晶，然后放入臥式離心機(jī)進(jìn)行離心甩干，得到結(jié)晶硫酸鎳產(chǎn)品。

　　將步驟5得到的高濃度高純硫酸鎳溶液加入添加劑硼酸至硼酸濃度5g/L，再調(diào)節(jié)pH至2～2.5，將此溶液加入電積鎳設(shè)備中電解，陰極產(chǎn)出高純鎳板;陽極液返回P507萃取箱。

　　向步驟5得到的高濃度高純氯化鈷溶液中加入草酸銨調(diào)節(jié)pH值至1.0～1.5，控制溫度36～42℃，溶液至基本無色，經(jīng)離心分離，90℃純水洗滌(用AgNO3溶液檢測洗液無白色沉淀即可)，得到濕的草酸鈷，再于120～130℃經(jīng)閃蒸，得到產(chǎn)品草酸鈷。

　　步驟4得到的有機(jī)相A用稀硫酸采用分段反萃得到硫酸銅溶液，將硫酸銅溶液泵入真空蒸發(fā)設(shè)備中蒸發(fā)，蒸發(fā)溫度40～50℃得產(chǎn)物，(產(chǎn)物比重在1.5～1.6 g/cm3)，待溫度降至28～35℃時(shí)，將產(chǎn)物送入臥式離心機(jī)進(jìn)行離心甩干，得到結(jié)晶硫酸銅。

　　步驟1)中濃密機(jī)中均加入占污泥0.3‰的絮凝劑聚丙烯酰胺PAM，濾餅含水率低于12%。

　　步驟3)除鐵壓濾過程中，先調(diào)節(jié)pH值至至3.0～3.5(采用碳酸鈉，硫酸或硫酸鈉)，溫度在25℃條件下，然后加入氧化劑，再加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH值保持在3.0～3.5，反應(yīng)后壓濾。

　　步驟4和步驟5中萃取劑分別選用P204和P507，稀釋劑均選用260#溶劑油。

　　本發(fā)明的有益效果：

　　1.本發(fā)明可以從低品味的不銹鋼酸洗污泥中提取出高附加值的貴重金屬，提取出了硫酸銅、硫酸鎳、高純鎳和草酸鈷，從而有效實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)價(jià)值;

　　2.本發(fā)明操作簡單、原料普及，而且生產(chǎn)成本較低，經(jīng)濟(jì)效果顯著;

　　3.本發(fā)明綜合利用酸洗污泥中所附帶的廢酸，節(jié)約了成本的同時(shí)減少了環(huán)境的污染，在一定程度上解決資源短缺的問題。