公布日：2022.04.08
申請日：2021.12.06
分類號(hào)：C22B7/00(2006.01)I;C22B34/32(2006.01)I;C22B1/00(2006.01)I;C01G37/14(2006.01)I
摘要
本發(fā)明涉及電鍍污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種用于電鍍污泥重金屬提取回收的提取方法及其設(shè)備；提取方法包括將電鍍污泥與氫氧化鈉溶液按一定比例混合，超聲處理；然后加入氧化劑溶液，在超聲作用下持續(xù)反應(yīng)；采用抽濾分離器將電鍍污泥與浸出液分離；然后調(diào)節(jié)浸出液pH，產(chǎn)生沉淀物；然后通過重金屬提取芯，過濾回收沉淀物，得到的溶液為鉻酸鈉溶液；提取設(shè)備包括第一處理裝置，第二處理裝置；第一處理裝置包括浸出處理罐、機(jī)械攪拌器、超聲組件、抽濾分離器；第二處理裝置包括復(fù)合提取罐、攪拌轉(zhuǎn)筒、重金屬提取芯；本發(fā)明技術(shù)方案提取率高、穩(wěn)定，并且占地面積小，對污泥的處理效率高，能夠滿足電鍍企業(yè)工業(yè)化生產(chǎn)需求。
權(quán)利要求書
1.一種用于電鍍污泥重金屬提取回收的提取方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將電鍍污泥與氫氧化鈉溶液混合，置于帶有超聲發(fā)生器的提取設(shè)備中進(jìn)行超聲預(yù)處理；(2)然后向提取設(shè)備中加入氧化劑溶液，在超聲作用下繼續(xù)反應(yīng)；過濾得到浸出液；(3)然后調(diào)節(jié)浸出液溶液pH，提取浸出液中的重金屬；最后得到的溶液為鉻酸鈉溶液；所述的提取方法，具體包括以下步驟：S1：超聲預(yù)處理將電鍍污泥與氫氧化鈉溶液按一定比例混合，放置在提取設(shè)備的第一處理裝置內(nèi)，超聲處理3～10min；處理溫度為20～100℃；其中，電鍍污泥與氫氧化鈉的固液比為2～20mL/g；氫氧化鈉濃度為5～50％；S2：氧化處理然后按一定比例向第一處理裝置中加入氧化劑溶液，在超聲作用下繼續(xù)反應(yīng)10～30min；其中氧化劑溶液與氫氧化鈉溶液的比例為1:2～20；所述氧化劑溶液為濃度是12～23wt％的次氯酸鈉或濃度是25.5～36.5wt％的雙氧水；S3：泥水分離采用抽濾分離器將電鍍污泥與浸出液分離，得到浸出液；S4：重金屬提取在第二處理裝置內(nèi)加酸調(diào)節(jié)浸出液pH至5～6，并持續(xù)攪拌20～30min，產(chǎn)生沉淀物；然后通過重金屬提取芯，過濾回收沉淀物；最終得到的溶液為鉻酸鈉溶液；包括用于分離電鍍污泥與重金屬的第一處理裝置(1)，設(shè)置在所述第一處理裝置(1)下方用于分步提取重金屬的第二處理裝置(2)；所述第一處理裝置(1)包括浸出處理罐(10)，設(shè)置在所述浸出處理罐(10)上端的污泥進(jìn)入口(11)、藥劑添加口(12)，設(shè)置在所述浸出處理罐(10)內(nèi)部的機(jī)械攪拌器(13)，均勻環(huán)設(shè)在所述浸出處理罐(10)內(nèi)壁上的超聲組件(14)，設(shè)置在所述浸出處理罐(10)下方的抽濾分離器(15)；所述第二處理裝置(2)包括與所述負(fù)壓組件(151)連接的復(fù)合提取罐(20)，設(shè)置在所述復(fù)合提取罐(20)內(nèi)部側(cè)壁的攪拌轉(zhuǎn)筒(21)，活動(dòng)設(shè)置在所述復(fù)合提取罐(20)中心的重金屬提取芯(22)；所述抽濾分離器(15)包括設(shè)置在浸出處理罐(10)下方的圓柱分離腔(150)，設(shè)置在所述圓柱分離腔(150)下方的負(fù)壓組件(151)；所述圓柱分離腔(150)下端與負(fù)壓組件(151)連接處設(shè)置有第一污泥攔截網(wǎng)(152)，圓柱分離腔(150)上端與浸出處理罐(10)連接處活動(dòng)設(shè)置有擋板(153)；圓柱分離腔(150)內(nèi)部活動(dòng)安裝有旋轉(zhuǎn)掃泥件(158)；圓柱分離腔(150)側(cè)壁開設(shè)有排泥口(154)；所述浸出處理罐(10)、復(fù)合提取罐(20)上均安裝有pH檢測器和溫控設(shè)備；所述負(fù)壓組件(151)包括一端連通第一污泥攔截網(wǎng)(152)的錐形連接管(155)，設(shè)置在所述錐形連接管(155)內(nèi)部的負(fù)壓器(156)，設(shè)置在錐形連接管(155)另一端的第二污泥攔截網(wǎng)(157)；所述重金屬提取芯(22)包括設(shè)置在所述復(fù)合提取罐(20)中心的安裝架(220)，設(shè)置在所述安裝架(220)中心的集濾筒(221)，設(shè)置在所述安裝架(220)上且位于集濾筒(221)兩側(cè)的電沉積槽(23)，安裝在所述集濾筒(221)內(nèi)部中心的抽水葉扇(223)；所述集濾筒(221)上端設(shè)有與抽水葉扇(223)連通的排液口(224)；所述集濾筒(221)下方設(shè)有驅(qū)動(dòng)抽水葉扇(223)的動(dòng)力模塊(227)；所述集濾筒(221)側(cè)面均勻設(shè)有開口向外的抽濾收集槽(225)；所述抽濾收集槽(225)上設(shè)置有過濾膜(226)；所述集濾筒(221)外活動(dòng)套設(shè)有與抽濾收集槽(225)連接的第一刮動(dòng)環(huán)(222)；所述電沉積槽(23)下端連通有重金屬收集管(26)；所述電沉積槽(23)上滑動(dòng)套設(shè)有第二刮動(dòng)環(huán)(230)；位于復(fù)合提取罐(20)外部設(shè)置有與電沉積槽(23)連接的電源設(shè)備(231)；所述第一刮動(dòng)環(huán)(222)、第二刮動(dòng)環(huán)(230)之間設(shè)置有驅(qū)動(dòng)第一刮動(dòng)環(huán)(222)、第二刮動(dòng)環(huán)(230)上下滑動(dòng)的驅(qū)動(dòng)組件(24)；復(fù)合提取罐(20)下方設(shè)置有驅(qū)動(dòng)安裝架(220)轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(25)；所述復(fù)合提取罐(20)上設(shè)有進(jìn)液口(27)、排液口；所述進(jìn)液口(27)、藥劑添加口(12)處均設(shè)有流量計(jì)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：提供一種提取率高、穩(wěn)定，能夠?qū)Σ煌N類電鍍污泥進(jìn)行資源化處理的重金屬提取回收技術(shù)，以滿足電鍍企業(yè)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)需求。
本發(fā)明的技術(shù)方案：一種用于電鍍污泥重金屬提取回收的提取方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將電鍍污泥與氫氧化鈉溶液混合，置于帶有超聲發(fā)生器的提取設(shè)備中進(jìn)行超聲預(yù)處理；(2)然后向提取設(shè)備中加入氧化劑溶液，在超聲作用下繼續(xù)反應(yīng)；過濾得到浸出液；(3)然后調(diào)節(jié)浸出液溶液pH，提取浸出液中的重金屬；最后得到的溶液為鉻酸鈉溶液。
上述提取方法的詳細(xì)步驟是：
S1：超聲預(yù)處理
將電鍍污泥與氫氧化鈉溶液按一定比例混合，放置在提取設(shè)備的第一處理裝置內(nèi)，超聲處理3～10min；處理溫度為20～100℃；其中，電鍍污泥與氫氧化鈉的固液比為2～20mL/g；氫氧化鈉濃度為5～50％；
S2：氧化處理。
然后按一定比例向第一處理裝置中加入氧化劑溶液，在超聲作用下繼續(xù)反應(yīng)10～30min；其中氧化劑溶液與氫氧化鈉溶液的比例為1:2～20；
所述氧化劑溶液為濃度是12～23wt％的次氯酸鈉或濃度是25.5～36.5wt％的雙氧水；
S3：泥水分離
采用抽濾分離器將電鍍污泥與浸出液分離，得到浸出液；
S4：重金屬提取
在第二處理裝置內(nèi)加酸調(diào)節(jié)浸出液pH至5～6，并持續(xù)攪拌20～30min，產(chǎn)生沉淀物；然后通過重金屬提取芯，過濾回收沉淀物；最終得到的溶液為鉻酸鈉溶液。
上述方法采用的一種用于電鍍污泥重金屬提取回收的提取設(shè)備，其特征在于，包括用于分離電鍍污泥與重金屬的第一處理裝置，設(shè)置在所述第一處理裝置下方用于分步提取重金屬的第二處理裝置；
所述第一處理裝置包括浸出處理罐，設(shè)置在所述浸出處理罐上端的污泥進(jìn)入口、藥擠添加口，設(shè)置在所述浸出處理罐內(nèi)部的機(jī)械攪拌器，均勻環(huán)設(shè)在所述浸出處理罐內(nèi)壁上的超聲組件，設(shè)置在所述浸出處理罐下方的抽濾分離器；
所述第二處理裝置包括與所述負(fù)壓組件連接的復(fù)合提取罐，設(shè)置在所述復(fù)合提取罐內(nèi)部側(cè)壁的攪拌轉(zhuǎn)筒，活動(dòng)設(shè)置在所述復(fù)合提取罐中心的重金屬提取芯。
所述抽濾分離器包括設(shè)置在浸出處理罐下方的圓柱分離腔，設(shè)置在所述圓柱分離腔下方的負(fù)壓組件；所述圓柱分離腔下端與負(fù)壓組件連接處設(shè)置有第一污泥攔截網(wǎng)，圓柱分離腔上端與浸出處理罐連接處活動(dòng)設(shè)置有擋板；圓柱分離腔內(nèi)部活動(dòng)安裝有旋轉(zhuǎn)掃泥件；圓柱分離腔側(cè)壁開設(shè)有排泥口。抽濾分離器可以對電鍍污泥與浸出液進(jìn)行高效分離，使浸出液與污泥分離徹底；并對浸出液進(jìn)行多次過濾，可以得到純度較高的浸出液，從而提升對重金屬的提取質(zhì)量。
進(jìn)一步地，所述浸出處理罐、復(fù)合提取罐上均安裝有pH檢測器和溫控設(shè)備。pH檢測器的設(shè)置能夠?qū)鎏幚砉�、�?fù)合提取罐內(nèi)的pH環(huán)境進(jìn)行精準(zhǔn)檢測，溫控設(shè)備的設(shè)置能夠提供良好的溫度環(huán)境；通過pH、溫度的設(shè)定，可以確保在目標(biāo)環(huán)境下進(jìn)行高效率的反應(yīng)，有利于提高處理質(zhì)量。
進(jìn)一步地，所述負(fù)壓組件包括一端連通第一污泥攔截網(wǎng)的錐形連接管，設(shè)置在所述錐形連接管內(nèi)部的負(fù)壓器，設(shè)置在錐形連接管另一端的第二污泥攔截網(wǎng)。通過錐形連接管的設(shè)置能夠?qū)鲆哼M(jìn)行集流，提高流速，負(fù)壓器能夠提供負(fù)壓，使得浸出液依次通過第一污泥攔截網(wǎng)、錐形連接管、第二污泥攔截網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對浸出液的高效過濾，有效避免電鍍污泥進(jìn)入復(fù)合提取罐；從而保證對重金屬的提取質(zhì)量。
進(jìn)一步地，所述重金屬提取芯包括設(shè)置在所述復(fù)合提取罐中心的安裝架，設(shè)置在所述安裝架中心的集濾筒，設(shè)置在所述所述安裝架上且位于集濾筒兩側(cè)的電沉積槽，安裝在所述集濾筒內(nèi)部中心的抽水葉扇；所述集濾筒上端設(shè)有與抽水葉扇連通的排液口；所述集濾筒下方設(shè)有驅(qū)動(dòng)抽水葉扇的動(dòng)力模塊；所述集濾筒側(cè)面均勻設(shè)有開口向外的抽濾收集槽；所述抽濾收集槽上設(shè)置有過濾膜；所述集濾筒外活動(dòng)套設(shè)有與抽濾收集槽連接的第一刮動(dòng)環(huán)。重金屬提取芯能夠?qū)鲆哼M(jìn)行抽濾、電積兩種處理方式；抽濾方式可將通過絡(luò)合反應(yīng)生成的重金屬沉淀收集；超臨界態(tài)下的電積能夠?qū)鲆簝?nèi)的剩下重金屬進(jìn)行收集；從而進(jìn)一步提高對重金屬的提取質(zhì)量。
進(jìn)一步地，所述電沉積槽下端連通有重金屬收集管；通過重金屬收集管方便對重金屬沉淀進(jìn)行快速收集，可以提高運(yùn)行效率。
進(jìn)一步地，所述電沉積槽上滑動(dòng)套設(shè)有第二刮動(dòng)環(huán)；位于復(fù)合提取罐外部設(shè)置有與電沉積槽連接的電源設(shè)備；所述第一刮動(dòng)環(huán)、第二刮動(dòng)環(huán)之間設(shè)置有驅(qū)動(dòng)第一刮動(dòng)環(huán)、第二刮動(dòng)環(huán)上下滑動(dòng)的驅(qū)動(dòng)組件。通過第二刮動(dòng)環(huán)可以將沉積在電沉積槽內(nèi)的重金屬物質(zhì)刮出，不僅操作方便且效率高，便于進(jìn)行后續(xù)處理，能夠有效提高整體的處理效率；通過驅(qū)動(dòng)組件的設(shè)置能夠?qū)Φ谝还蝿?dòng)環(huán)、第二刮動(dòng)環(huán)進(jìn)行電動(dòng)控制，驅(qū)動(dòng)組件可為電動(dòng)滑軌、滾軸絲杠；通過驅(qū)動(dòng)組件的控制可以使第一刮動(dòng)環(huán)、第二刮動(dòng)環(huán)自動(dòng)上下滑動(dòng)，完成對重金屬的刮動(dòng)。
進(jìn)一步地，復(fù)合提取罐下方設(shè)置有驅(qū)動(dòng)安裝架轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。在復(fù)合提取罐下方設(shè)置有旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)安裝架轉(zhuǎn)動(dòng)，通過安裝架的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠帶動(dòng)重金屬提取芯的轉(zhuǎn)動(dòng)，有效提高反應(yīng)速率，便于對重金屬沉淀物進(jìn)行收集。
進(jìn)一步地，所述復(fù)合提取罐上設(shè)有進(jìn)液口、排液口；所述進(jìn)液口、藥劑添加口處均設(shè)有流量計(jì)。通過流量計(jì)的設(shè)置能夠精準(zhǔn)控制各種藥劑的加入量，通過對加入量的控制，確保設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中實(shí)現(xiàn)較高的反應(yīng)速率，縮減反應(yīng)時(shí)間，從而提高對電鍍污泥的處理量。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明提供的提取回收方法通過向電鍍污泥中加入氫氧化鈉并在超聲氧化條件下從電鍍污泥中提取出重金屬沉淀，最后得到鉻酸鈉溶液，能夠?qū)崿F(xiàn)對鉻的定向回收，具有提取率高，反應(yīng)效率快的特點(diǎn)；
本發(fā)明還提供了一種提取率高、穩(wěn)定，能夠?qū)Σ煌N類電鍍污泥進(jìn)行資源化處理的重金屬提取回收技術(shù)，以滿足電鍍企業(yè)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)需求；本發(fā)明提供的提取設(shè)備通過第一處理裝置對電鍍污泥進(jìn)行處理得到浸出液；第二處理裝置對浸出液進(jìn)行處理回收重金屬；通過重金屬提取芯的設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)對浸出液的多種處理；具有占地面積小、回收效率高、操作簡便以及運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)。
（發(fā)明人：黃凱華;胡小英;溫勇;杜建偉;王李張政;張明楊;段振菡;賀框;任艷玲）
