公布日：2023.03.07
申請(qǐng)日：2021.09.03
分類號(hào)：C25C1/12(2006.01)I;C22B23/00(2006.01)I;C22B7/00(2006.01)I;C22B15/00(2006.01)I;C22B19/20(2006.01)I;C22B19/30(2006.01)I;C22B26/22(2006.01)I;
C22B34/32(2006.01)I
摘要
本發(fā)明涉及一種全濕法電鍍污泥處理工藝，屬于電鍍污泥處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的一種全濕法電鍍污泥處理工藝，包括漿化工序、浸出工序、配料工序、銅電積工序、除雜工序、萃取工序和合成干燥工序。其中，配料工序設(shè)有配料槽；除雜工序包括除鐵、除鋁、除鉻；萃取工序包括銅萃取線、鋅萃取線、鈷萃取線、鎂萃取線；合成干燥工序包括沉淀、固液分離、壓濾、干燥、打包。本發(fā)明工藝具有流程靈活，可控、可調(diào)，有價(jià)金屬綜合回收率高(＞90％)，產(chǎn)品多樣化等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求書
1.一種全濕法電鍍污泥處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：S1:漿化：向電鍍污泥原料中加入濃度為1.5-2.5mol/L的稀硫酸，攪拌混合得到漿化液；S2:浸出：漿化后，加入水調(diào)節(jié)所述漿化液pH為2.5～3.0，在溫度80～85℃下，攪拌浸出1～3h，過(guò)濾得到浸出液和浸出渣；S3:配料：調(diào)整所述浸出液中金屬離子濃度，其中，Cu2+濃度為10～15g/L，Ni2+濃度＞15g/L，Co離子濃度為3～5g/L；S4:銅萃取電積：配料后的浸出液進(jìn)行過(guò)濾和精濾操作后濾液采用銅萃取劑進(jìn)行萃取得到富銅液，富銅液進(jìn)行銅電積進(jìn)行銅回收；S5:兩步除雜：先將銅電積后萃余液采用先采用氫氧化鈉后采用純堿調(diào)節(jié)pH為3.2-3.8，通入空氣氧化反應(yīng)1.5～2.5h，過(guò)濾除去其中的鐵和鋁；然后先采用氫氧化鈉后采用純堿調(diào)節(jié)除鐵鋁后液的pH為4.8-5.2，攪拌反應(yīng)0.5～2h使得溶液中鉻以Cr(OH)3形式沉淀進(jìn)行鉻回收；S6:鋅鈷鎳回收：將除雜后液采用鋅萃取劑進(jìn)行鋅萃取得到硫酸鋅溶液，鋅萃余液采用鈷萃萃取劑進(jìn)行鈷萃取得到硫酸鈷溶液，鈷萃余液采用鎂萃取液進(jìn)行鎂萃取得到硫酸鎂溶液，鎂萃余液進(jìn)行鎳回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種全濕法電鍍污泥處理工藝，其特征在于，在所述S6之后還包括：S7:金屬離子固態(tài)化：對(duì)所述硫酸鋅溶液、所述硫酸鈷溶液和所述鎂萃余液各自獨(dú)立地進(jìn)行固態(tài)化操作得到金屬硫酸鹽產(chǎn)品、金屬氫氧化物產(chǎn)品或者金屬碳酸鹽產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種全濕法電鍍污泥處理工藝，其特征在于，所述金屬硫酸鹽產(chǎn)品的制備工藝為采用”三效蒸發(fā)”蒸發(fā)結(jié)晶，所述金屬硫酸鹽產(chǎn)品為硫酸鋅、硫酸鈷和硫酸鎳中任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種全濕法電鍍污泥處理工藝，其特征在于，所述金屬氫氧化物產(chǎn)品的制備為先采用氫氧化鈉后采用純堿調(diào)節(jié)溶液pH值7～10后進(jìn)行過(guò)濾干燥，所述金屬氫氧化物選自氫氧化鋅、氫氧化鈷和氫氧化鎳中任一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種全濕法電鍍污泥處理工藝，其特征在于，所述金屬碳酸鹽產(chǎn)品為先采用氫氧化鈉后采用純堿調(diào)節(jié)溶液pH為7.0后過(guò)濾干燥，所述金屬碳酸鹽產(chǎn)品選自碳酸鋅、碳酸鈷和碳酸鎳中任一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述一種全濕法電鍍污泥處理工藝，其特征在于，其中的干燥選自回轉(zhuǎn)窯干燥、蒸汽干燥和熱風(fēng)爐干燥；所述回轉(zhuǎn)窯干燥、熱風(fēng)爐干燥所用燃料包括柴油、天然氣、重油。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種全濕法電鍍污泥處理工藝，其特征在于，S1中電鍍污泥和稀硫酸之間的液固比為3～5:1，優(yōu)選地，所述固液比為4:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種全濕法電鍍污泥處理工藝，其特征在于，S2中浸出渣的處理還包括對(duì)浸出渣進(jìn)行洗滌和干燥后進(jìn)行無(wú)害化處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種全濕法電鍍污泥處理工藝，其特征在于，S4所述銅萃取劑為N902，該萃取劑的萃取工序包括依次進(jìn)行的采用2級(jí)萃取、1級(jí)洗滌和2級(jí)反萃，萃取條件：相比O/A＝1.4:1，反萃相比O/A：1.7，混合時(shí)間3min，反萃劑為電積后液，成分Cu-35g/L，H2SO4-180g/L。和/或所述銅電積工藝采用Pb-Ca-Sn不溶陽(yáng)極和陰極不銹鋼電積工藝，電積工藝參數(shù)：電流密度310A/m2，電流效率90％，陰極周期5～7天，同極距100mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種全濕法電鍍污泥處理工藝，其特征在于，S6所述鋅萃取劑為P204或者P507，所述鋅萃取工藝包括萃取、洗滌和反萃得到硫酸鋅溶液，鋅萃取總級(jí)數(shù)為30級(jí)；和/或，S6所述鈷萃取劑為P507；所述鈷萃取工藝包括萃取、洗滌和反萃得到硫酸鈷溶液，鈷萃取總級(jí)數(shù)為35級(jí)；和/或所述鎂萃取劑為P507或N290，所述鎂萃取工藝包括萃取、洗滌和反萃得到硫酸鎂溶液，由泵送至廢水站，鎂萃取總級(jí)數(shù)為20級(jí)。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供了一種全濕法電鍍污泥處理工藝及方法，該工藝采用全濕法工藝，采用稀硫酸在特定pH和溫度進(jìn)行漿化浸出，該浸出方法對(duì)有害金屬Fe的浸出率低于10％，對(duì)于有價(jià)金屬(Cu、Zn、Ni、Co)的浸出率高于90％，配合依次進(jìn)行的除雜和多級(jí)萃取工藝實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬綜合回收率高的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種全濕法電鍍污泥處理工藝，包括以下步驟：
S1:漿化：向電鍍污泥原料中加入濃度為1.5-2.5mol/L的稀硫酸，攪拌混合得到漿化液；
所述的電鍍污泥原料屬于金屬電鍍廠產(chǎn)出的混合污泥，總鎳含量8～10％，總銅7～12％，總鈷0.3～0.5％，總鋅～2％，總氟＜0.1％，總氯＜1％，總鐵＜10％，總鎂＜0.3％，不含氰化物、金銀鎘等，含量含水量約50～60％；
S2:浸出：漿化后，加入水調(diào)節(jié)所述漿化液pH為2.5～3.0，在溫度80～85℃下，攪拌浸出1～3h，過(guò)濾得到浸出液和浸出渣；
原料中主要金屬成分的浸出反應(yīng)通式為：
xMe(OH)2+yH2SO4→Mex(SO4)y+(x+y)H2O
S3:配料：調(diào)整所述浸出液中金屬離子濃度，其中，Cu2+濃度為10～15g/L，Ni2+濃度＞15g/L，Co離子濃度為3～5g/L；
S4:銅萃取電積：配料后的浸出液進(jìn)行過(guò)濾和精濾操作后濾液采用銅萃取劑進(jìn)行萃取得到富銅液，富銅液進(jìn)行銅電積進(jìn)行銅回收；
S5:兩步除雜：先將銅電積后萃余液采用先采用氫氧化鈉后采用純堿調(diào)節(jié)pH為3.2-3.8，通入空氣氧化反應(yīng)1.5～2.5h，過(guò)濾除去其中的鐵和鋁；然后先采用氫氧化鈉后采用純堿調(diào)節(jié)除鐵鋁后液的pH為4.8-5.2，攪拌反應(yīng)0.5～2h使得溶液中鉻以Cr(OH)3形式沉淀進(jìn)行鉻回收；
主要化學(xué)反應(yīng)有：
4Fe2++O2+2H2O＝4Fe3++4OH-
Fe3++3H2O＝3H++Fe(OH)3↓
Al3++3H2O＝3H++Al(OH)3↓
Gr3++3H2O＝3H++Gr(OH)3↓
上述除雜工藝對(duì)鐵鋁的脫除率達(dá)95％以上，所得到的Cr(OH)3沉淀干燥至含水量為5％，即可作為中間品進(jìn)行銷售。
S6:鋅鈷鎂鎳萃�。簩⒊s后液采用鋅萃取劑進(jìn)行鋅萃取得到硫酸鋅溶液，鋅萃余液采用鈷萃萃取劑進(jìn)行鈷萃取得到硫酸鈷溶液，鈷萃余液采用鎂萃取液進(jìn)行鎂萃取得到硫酸鎂溶液、鎂萃余液進(jìn)行鎳回收。
經(jīng)過(guò)S6的萃取工序得到較純凈硫酸鋅、硫酸鈷、硫酸鎳溶液。根據(jù)市場(chǎng)需求和產(chǎn)品行情，本發(fā)明進(jìn)一步地，在所述S6之后還包括：
S7:金屬離子固態(tài)化：對(duì)所述硫酸鋅溶液、所述硫酸鈷溶液和所述硫酸鎂溶液各自獨(dú)立地進(jìn)行固態(tài)化操作得到金屬硫酸鹽產(chǎn)品、金屬氫氧化物產(chǎn)品或者金屬碳酸鹽產(chǎn)品。
進(jìn)一步地，所述金屬硫酸鹽產(chǎn)品的制備工藝為”三效蒸發(fā)”蒸發(fā)結(jié)晶，所述金屬硫酸鹽產(chǎn)品為硫酸鋅、硫酸鈷和硫酸鎳中任一種。
進(jìn)一步地，所述金屬氫氧化物產(chǎn)品的制備為先采用氫氧化鈉后采用純堿調(diào)節(jié)溶液pH值7～10后進(jìn)行過(guò)濾干燥，所述金屬氫氧化物選自氫氧化鋅、氫氧化鈷和氫氧化鎳中任一種。
進(jìn)一步地，所述金屬碳酸鹽產(chǎn)品為先采用氫氧化鈉后采用純堿調(diào)節(jié)溶液pH為7.0后過(guò)濾干燥，所述金屬碳酸鹽產(chǎn)品選自碳酸鋅、碳酸鈷和碳酸鎳中任一種。
進(jìn)一步地，其中的干燥選自回轉(zhuǎn)窯干燥、蒸汽干燥和熱風(fēng)爐干燥；所述回轉(zhuǎn)窯干燥、熱風(fēng)爐干燥所用燃料包括柴油、天然氣、重油。
進(jìn)一步地，S1中電鍍污泥和稀硫酸之間的液固比為3～5:1，優(yōu)選地，所述固液比為4:1。
進(jìn)一步地，S2中浸出渣的處理還包括對(duì)浸出渣進(jìn)行洗滌和干燥后進(jìn)行無(wú)害化處理。
進(jìn)一步地，S4所述銅萃取劑為N902，該萃取劑的萃取工序包括依次進(jìn)行的采用2級(jí)萃取、1級(jí)洗滌和2級(jí)反萃，萃取條件：相比O/A＝1.4:1，反萃相比O/A：1.7，混合時(shí)間3min，反萃劑為電積后液，成分Cu-35g/L，H2SO4-180g/L。
經(jīng)萃取得到富銅液(CuSO4)，泵送銅電積工序�？刹捎貌蝗荜�(yáng)極+陰極不銹鋼電積工藝。所述銅電積工藝采用不溶陽(yáng)極和陰極不銹鋼電積工藝。所述銅電積工藝采用Pb-Ca-Sn不溶陽(yáng)極和陰極不銹鋼電積工藝，電積工藝參數(shù)：電流密度310A/m2，電流效率90％，陰極周期5～7天，同極距100mm。
進(jìn)一步地，S6所述鋅萃取劑為P204或者P507，所述鋅萃取工藝包括萃取、洗滌和反萃得到硫酸鋅溶液，鋅萃取總級(jí)數(shù)為30級(jí)，30級(jí)是指30個(gè)“萃取、洗滌和反萃”；
和/或，S6所述鈷萃取劑為P507；所述鈷萃取工藝包括萃取、洗滌和反萃得到硫酸鈷溶液，鈷萃取總級(jí)數(shù)為35級(jí)；
和/或所述鎂萃取劑為P507或N290，所述鎂萃取工藝包括萃取、洗滌和反萃得到硫酸鎂溶液，由泵送至廢水站，鎂萃取總級(jí)數(shù)為20級(jí)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：根據(jù)原料成分(含Cu、Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Co、Gr)可控制和調(diào)整浸出工序終點(diǎn)pH值、溫度、液固比，使其Fe雜質(zhì)保持低浸出率(8～10％)，而有價(jià)金屬(Cu、Zn、Ni、Co)保持高浸出率(＞90％)；
本發(fā)明能夠靈活的得到不同有價(jià)金屬(Cu、Zn、Ni、Co)的硫酸鹽，該硫酸鹽產(chǎn)品可根據(jù)市場(chǎng)需求和產(chǎn)品行情，選擇不同“合成”工藝，得到金屬硫酸鹽產(chǎn)品或金屬氫氧化物產(chǎn)品或金屬碳酸鹽產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣化。
整個(gè)工藝流程靈活可控、可調(diào)，有價(jià)金屬綜合回收率高，產(chǎn)品多樣化，避免了火法工藝處理的煙氣回收難、煙氣污染、煙塵成分復(fù)雜、有價(jià)金屬綜合回收率低等缺點(diǎn)。
（發(fā)明人：陳燕杰）
