公布日：2022.07.15

申請日：2022.03.10

分類號：C22B7/00(2006.01)I;C22B15/00(2006.01)I;C22B19/20(2006.01)I;C22B23/00(2006.01)I;C22B19/30(2006.01)I;C25C1/12(2006.01)I;C25C7/06(2006.01)I;C22B3

/30(2006.01)I;C22B3/38(2006.01)I;C01G9/06(2006.01)I;C01G53/10(2006.01)I

摘要

本發(fā)明提供了一種從電鍍污泥中回收銅、鋅、鎳的方法。該方法包括：將電鍍污泥進(jìn)行硫酸浸出，然后依次進(jìn)行Lix984萃取劑萃取、第一次洗滌、第一次反萃；對反萃硫酸銅溶液進(jìn)行電積銅生產(chǎn)；將萃余液依次進(jìn)行除銅、除鐵、除鋁鉻；調(diào)節(jié)凈化液的pH值至1.5～2，然后依次進(jìn)行第一次P204萃取劑萃取、第二次洗滌、第二次反萃；將萃余液的pH值調(diào)節(jié)至4～5，然后依次進(jìn)行第二次P204萃取劑萃取、第三次洗滌、第三次反萃，將萃余液依次進(jìn)行P507萃取劑萃取、第四次洗滌、第四次反萃；對反萃硫酸鎳溶液進(jìn)行第二次蒸發(fā)結(jié)晶，得到硫酸鎳產(chǎn)品。本發(fā)明解決了濕法工藝處理電鍍污泥時(shí)存在的工序復(fù)雜、成本高、產(chǎn)品純度低、回收率較低的問題。

權(quán)利要求書

1.一種從電鍍污泥中回收銅、鋅、鎳的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：陰極銅工序：將所述電鍍污泥進(jìn)行硫酸浸出，得到硫酸浸出液；調(diào)整所述硫酸浸出液的pH值至1-2，然后依次進(jìn)行Lix984萃取劑萃取、第一次洗滌、第一次反萃，得到反萃硫酸銅溶液；對所述反萃硫酸銅溶液進(jìn)行電積銅生產(chǎn)，得到陰極銅產(chǎn)品；除雜工序：將所述Lix984萃取劑萃取過程產(chǎn)生的萃余液依次進(jìn)行除銅、除鐵、除鋁鉻，得到凈化液；硫酸鋅工序：調(diào)節(jié)所述凈化液的pH值至1.5-2，然后依次進(jìn)行第一次P204萃取劑萃取、第二次洗滌、第二次反萃，得到反萃硫酸鋅溶液；對所述反萃硫酸鋅溶液進(jìn)行第一次蒸發(fā)結(jié)晶，得到硫酸鋅產(chǎn)品；硫酸鎳工序：將所述第一次P204萃取劑萃取過程產(chǎn)生的萃余液的pH值調(diào)節(jié)至4-5，然后依次進(jìn)行第二次P204萃取劑萃取、第三次洗滌、第三次反萃，將所述第二次P204萃取劑萃取過程產(chǎn)生的萃余液依次進(jìn)行P507萃取劑萃取、第四次洗滌、第四次反萃，得到反萃硫酸鎳溶液；對所述反萃硫酸鎳溶液進(jìn)行第二次蒸發(fā)結(jié)晶，得到硫酸鎳產(chǎn)品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述Lix984萃取劑萃取過程中，采用Lix984為萃取劑，磺化煤油作為稀釋劑，其中Lix984重量濃度為20-30％，萃取相比O/A＝1:1-2:1；優(yōu)選地，所述第一次洗滌過程中，采用濃度為10-20g/L的硫酸水溶液作為洗滌劑；優(yōu)選地，所述第一次反萃過程中，采用濃度為150-180g/L的硫酸水溶液作為反萃劑，反萃相比O/A＝2:1-4.6:1.6。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述電積銅生產(chǎn)過程中，槽電壓為1.6-1.9V，電流密度為160-180A/m2，電積液循環(huán)量為20-30L/min；所述電極銅生產(chǎn)過程中還產(chǎn)出了電積貧液，所述方法還包括：將所述電積貧液返回至所述反萃硫酸銅溶液中。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一次P204萃取劑萃取過程中，采用P204為萃取劑，磺化煤油作為稀釋劑，重量濃度為15-30％的氫氧化鈉水溶液作為皂化劑，其中有機(jī)相濃度為20-40％，皂化度為30-60％，萃取相比O/A＝1:1-1:2；優(yōu)選地，所述第二次洗滌過程中，采用濃度為10-20g/L的硫酸水溶液作為洗滌劑；優(yōu)選地，所述第二次反萃過程中，采用濃度為180-200g/L的硫酸水溶液作為反萃劑，反萃相比O/A＝10:1-6:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一次蒸發(fā)結(jié)晶過程中的蒸發(fā)溫度為90-100℃，蒸發(fā)終點(diǎn)硫酸鋅濃度為600-700g/L；結(jié)晶溫度90-100℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第二次P204萃取劑萃取過程中，采用P204為萃取劑，磺化煤油為稀釋劑，有機(jī)相濃度為10-20％，萃取相比O/A＝1:2-1:1；優(yōu)選地，所述第三次洗滌過程中，采用濃度為10-20g/L的硫酸水溶液作為洗滌劑；優(yōu)選地，所述第三次反萃過程中，采用濃度為180-200g/L的硫酸水溶液作為反萃劑，反萃相比O/A＝10:1-8:1。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述P507萃取劑萃取過程中，采用P507為萃取劑，磺化煤油作為稀釋劑，重量濃度為15-30％的氫氧化鈉水溶液作為皂化劑，其中有機(jī)相濃度為10-30％，皂化度為30-60％，萃取相比O/A＝1:1.5-2:1；優(yōu)選地，所述第四次洗滌過程中，采用濃度為10-20g/L的硫酸水溶液作為洗滌劑；優(yōu)選地，所述第四次反萃過程中，采用濃度為100-150g/L的硫酸水溶液作為反萃劑，反萃相比O/A＝10:1-7:1。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二次蒸發(fā)結(jié)晶過程中的蒸發(fā)溫度為90-100℃，蒸發(fā)終點(diǎn)硫酸鎳濃度為650-750g/L；結(jié)晶溫度為35-45℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，除雜工序包括：向所述Lix984萃取劑萃取過程產(chǎn)生的萃余液中加入硫化鈉進(jìn)行沉銅反應(yīng)，得到除銅后液；采用針鐵礦法對所述除銅后液進(jìn)行除鐵反應(yīng)，得到除鐵后液；向所述除鐵后液中加入碳酸鈉，在pH值4.5-5的條件下進(jìn)行水解除鋁鉻反應(yīng)，得到所述凈化液；優(yōu)選地，所述針鐵礦法包括以下步驟：向所述除銅后液中加入雙氧水，控制三價(jià)鐵離子濃度保持在1-1.5g/L，同時(shí)加入碳酸鈉回調(diào)酸度，最終控制在pH值3-3.5進(jìn)行所述除鐵反應(yīng)，得到所述除鐵后液。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述陰極銅工序中，在對所述反萃硫酸銅溶液進(jìn)行所述電積銅生產(chǎn)的步驟之前，先對其進(jìn)行第一次除油處理；所述除雜工序中，在將所述Lix984萃取劑萃取過程產(chǎn)生的萃余液進(jìn)行除銅的步驟之前，先對其進(jìn)行第二次除油處理；所述硫酸鋅工序中，在對所述反萃硫酸鋅溶液進(jìn)行所述第一次蒸發(fā)結(jié)晶的步驟之前，先對其進(jìn)行第三次除油處理；所述硫酸鎳工序中，在將所述第一次P204萃取劑萃取過程產(chǎn)生的萃余液進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)之前，先對其進(jìn)行第四次除油處理；在對所述反萃硫酸鎳溶液進(jìn)行所述第二次蒸發(fā)結(jié)晶之前，先對其進(jìn)行第五次除油處理；優(yōu)選地，所述方法還包括：將所述第三次反萃過程中得到的反萃液進(jìn)行第六次除油處理，然后返回至所述除雜工序。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種從電鍍污泥中回收銅、鋅、鎳的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中利用濕法工藝處理電鍍污泥時(shí)存在的工序復(fù)雜、成本高、產(chǎn)品純度低，回收率相對較低的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種從電鍍污泥中回收銅、鋅、鎳的方法，其包括以下步驟：陰極銅工序：將電鍍污泥進(jìn)行硫酸浸出，得到硫酸浸出液；調(diào)整硫酸浸出液的pH值至1-2，然后依次進(jìn)行Lix984萃取劑萃取、第一次洗滌、第一次反萃，得到反萃硫酸銅溶液；對反萃硫酸銅溶液進(jìn)行電積銅生產(chǎn)，得到陰極銅產(chǎn)品；除雜工序：將Lix984萃取劑萃取過程產(chǎn)生的萃余液依次進(jìn)行除銅、除鐵、除鋁鉻，得到凈化液；硫酸鋅工序：調(diào)節(jié)凈化液的pH值至1.5-2，然后依次進(jìn)行第一次P204萃取劑萃取、第二次洗滌、第二次反萃，得到反萃硫酸鋅溶液；對反萃硫酸鋅溶液進(jìn)行第一次蒸發(fā)結(jié)晶，得到硫酸鋅產(chǎn)品；硫酸鎳工序：將第一次P204萃取劑萃取過程產(chǎn)生的萃余液的pH值調(diào)節(jié)至4-5，然后依次進(jìn)行第二次P204萃取劑萃取、第三次洗滌、第三次反萃，將第二次P204萃取劑萃取過程產(chǎn)生的萃余液依次進(jìn)行P507萃取劑萃取、第四次洗滌、第四次反萃，得到反萃硫酸鎳溶液；對反萃硫酸鎳溶液進(jìn)行第二次蒸發(fā)結(jié)晶，得到硫酸鎳產(chǎn)品。

進(jìn)一步地，Lix984萃取劑萃取過程中，采用Lix984為萃取劑，磺化煤油作為稀釋劑，其中Lix984重量濃度為20-30％，萃取相比O/A＝1:1-2:1；優(yōu)選地，第一次洗滌過程中，采用濃度為10-20g/L的硫酸水溶液作為洗滌劑；優(yōu)選地，第一次反萃過程中，采用濃度為150-180g/L的硫酸水溶液作為反萃劑，反萃相比O/A＝2:1-4.6:1.6。

進(jìn)一步地，電積銅生產(chǎn)過程中，槽電壓為1.6-1.9V，電流密度為160-180A/m2，電積液循環(huán)量為20-30L/min；電極銅生產(chǎn)過程中還產(chǎn)出了電積貧液，方法還包括：將電積貧液返回至反萃硫酸銅溶液中。

進(jìn)一步地，第一次P204萃取劑萃取過程中，采用P204為萃取劑，磺化煤油作為稀釋劑，重量濃度為15-30％的氫氧化鈉水溶液作為皂化劑，其中有機(jī)相濃度為20-40％，皂化度為30-60％，萃取相比O/A＝1:1-1:2；優(yōu)選地，第二次洗滌過程中，采用濃度為10-20g/L的硫酸水溶液作為洗滌劑；優(yōu)選地，第二次反萃過程中，采用濃度為180-200g/L的硫酸水溶液作為反萃劑，反萃相比O/A＝10:1-6:1。

進(jìn)一步地，第一次蒸發(fā)結(jié)晶過程中的蒸發(fā)溫度為90-100℃，蒸發(fā)終點(diǎn)硫酸鋅濃度為600-700g/L；結(jié)晶溫度90-100℃。

進(jìn)一步地，第二次P204萃取劑萃取過程中，采用P204為萃取劑，磺化煤油為稀釋劑，有機(jī)相濃度為10-20％，萃取相比O/A＝1:2-1:1；優(yōu)選地，第三次洗滌過程中，采用濃度為10-20g/L的硫酸水溶液作為洗滌劑；優(yōu)選地，第三次反萃過程中，采用濃度為180-200g/L的硫酸水溶液作為反萃劑，反萃相比O/A＝10:1-8:1。

進(jìn)一步地，P507萃取劑萃取過程中，采用P507為萃取劑，磺化煤油作為稀釋劑，重量濃度為15-30％的氫氧化鈉水溶液作為皂化劑，其中有機(jī)相濃度為10-30％，皂化度為30-60％，萃取相比O/A＝1:1.5-2:1；優(yōu)選地，第四次洗滌過程中，采用濃度為10-20g/L的硫酸水溶液作為洗滌劑；優(yōu)選地，第四次反萃過程中，采用濃度為100-150g/L的硫酸水溶液作為反萃劑，反萃相比O/A＝10:1-7:1。

進(jìn)一步地，第二次蒸發(fā)結(jié)晶過程中的蒸發(fā)溫度為90-100℃，蒸發(fā)終點(diǎn)硫酸鎳濃度為650-750g/L；結(jié)晶溫度為35-45℃。

進(jìn)一步地，除雜工序包括：向Lix984萃取劑萃取過程產(chǎn)生的萃余液中加入硫化鈉進(jìn)行沉銅反應(yīng)，得到除銅后液；采用針鐵礦法對除銅后液進(jìn)行除鐵反應(yīng)，得到除鐵后液；向除鐵后液中加入碳酸鈉，在pH值4.5-5的條件下進(jìn)行水解除鋁鉻反應(yīng)，得到凈化液；優(yōu)選地，針鐵礦法包括以下步驟：向除銅后液中加入雙氧水，控制三價(jià)鐵離子濃度保持在1-1.5g/L，同時(shí)加入碳酸鈉回調(diào)酸度，最終控制在pH值3-3.5進(jìn)行除鐵反應(yīng)，得到除鐵后液。

進(jìn)一步地，陰極銅工序中，在對反萃硫酸銅溶液進(jìn)行電積銅生產(chǎn)的步驟之前，先對其進(jìn)行第一次除油處理；除雜工序中，在將Lix984萃取劑萃取過程產(chǎn)生的萃余液進(jìn)行除銅的步驟之前，先對其進(jìn)行第二次除油處理；硫酸鋅工序中，在對反萃硫酸鋅溶液進(jìn)行第一次蒸發(fā)結(jié)晶的步驟之前，先對其進(jìn)行第三次除油處理；硫酸鎳工序中，在將第一次P204萃取劑萃取過程產(chǎn)生的萃余液進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)之前，先對其進(jìn)行第四次除油處理；在對反萃硫酸鎳溶液進(jìn)行第二次蒸發(fā)結(jié)晶之前，先對其進(jìn)行第五次除油處理；優(yōu)選地，方法還包括：將第三次反萃過程中得到的反萃液進(jìn)行第六次除油處理，然后返回至除雜工序。

本發(fā)明提供的從電鍍污泥中回收銅、鋅、鎳的方法依次包括了陰極銅工序、除雜工序、硫酸鋅工序和硫酸鎳工序，其中陰極銅工序中針對電鍍污泥硫酸浸出液依次進(jìn)行了萃取、洗滌和反萃，后對反萃液進(jìn)行了電積銅生產(chǎn)。該過程中使用Lix984萃取劑，并嚴(yán)格控制了萃取過程的pH值環(huán)境，促使銅離子能夠與硫酸浸出液中的其他金屬離子較為充分地分離，對銅的回收率和陰極銅產(chǎn)品純度起到了關(guān)鍵作用。除雜工序中通過去除銅萃余液中的剩余銅、鐵、鋁鉻，能夠防止這些離子對后續(xù)的鋅鎳萃取造成影響。其次，除雜后的凈化液依次進(jìn)行萃取、洗滌和反萃，得到了反萃硫酸鋅溶液。該過程中因使用P204萃取劑，并嚴(yán)格公知了萃取過程的pH值環(huán)境，促使鋅離子能夠與剩余金屬離子(主要為鎳離子)充分分離，因此也有效提高了最終硫酸鋅產(chǎn)品的純度和回收率。最后的硫酸鎳工序中，因鋅萃取過程中難免還有少量鋅、鐵、鋁、鉻、銅等雜質(zhì)離子存在，因此本發(fā)明先對鋅萃余液進(jìn)行了萃取除雜(即第二次P204萃取劑萃取)，以便能夠再次去除這些少量雜質(zhì)。除雜后的鋅萃余液通過P507萃取劑萃取、洗滌和反萃，得到了反萃硫酸鎳溶液。且因萃取除雜過程中嚴(yán)格控制了pH值環(huán)境，能夠更充分地去除雜質(zhì)離子，并提高后續(xù)P507萃取劑萃取過程中鎳離子的萃取效果，后經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到純度較高、回收率較高的硫酸鎳產(chǎn)品。

本發(fā)明采用了三段除雜(除銅、除鐵、除鋁鉻)+溶劑萃取富集有價(jià)金屬(銅、鋅、鎳)+電積/蒸發(fā)結(jié)晶生產(chǎn)產(chǎn)品的聯(lián)合工藝，將電鍍污泥硫酸浸出液中含有的銅、鋅、鎳金屬充分提取出來，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。相對于火法冶金工藝，本發(fā)明屬于濕法冶金路線，對設(shè)備裝備水平要求不高，投資低，工藝能耗低，生產(chǎn)中僅消耗少量的酸、堿及有機(jī)萃取劑，處理成本優(yōu)勢明顯，產(chǎn)出的Cu、Ni、Zn產(chǎn)品可以外售，能夠取得一定得經(jīng)濟(jì)效益。且整個(gè)操作過程相對較為簡單，能夠完成電鍍污泥中銅、鋅、鎳的充分回收，產(chǎn)品純度和收率均較高。

（發(fā)明人：桑園;杜國山;邱爽;鄭明臻;崔宏志）