电镀污泥中铜和镍的回收工艺研究污泥的酸浸出工艺

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'电镀污泥中铜和镍的回收工艺研究污泥的酸浸出工艺'
文章编号:1001-3849 (2010)01-0037^04电镀污泥中铜和镣的回收工艺研究污泥的酸浸出工艺李盼盼,彭昌盛(中国海洋大学环境科学与工程学院,山东青岛266100)摘要:研究了电镀污泥中铜和線浸出的方法,对比选取硫酸作为浸出剂,考察了酸的用量对浸出效 果的影响,得到最佳浸出条件为:污泥颗粒J=0. 15mm,每2g污泥加10%硫酸10mL,常温下振荡 0.5ho该条件下电镀污泥中铜、操的浸出率均较高,达95%以上,为后续电解回收工艺莫定了较好 的基础。关 键 词:电镀污泥;硫酸酸浸;加酸量;铜和操中图分类号:X781. 1 文献标识码:ARecovery technology of Copper and NickelFrom Electroplating Sludge Acid-leaching Process of Electroplating SludgeLI Pan-pan, PENG Chang-sheng(College of Environmental Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China)Abstract: An acid-leaching process of electroplating sludge was presented. Commercial H2SO4 was employed as leaching reagent, and the condition of extraction process was optimized according to a sequential experiment with acid amount variable. The best conditions obtained are particle size of 100 meshes, oscillating time of 0. 5 h under nonnal temperature and lOmL 10% H2SO4 per 2 g sludge 9 in which the copper and nickel extraction rate was above 95% ? The above study laid the foundation for the follow-up electrolysis recovery process.Keywords: electroplating sludge; sulfuric acid-leaching; acid quantity; copper and nickel收稿日期:2009-07-01 修回日期:2009-08-03基金项目:教仔部新世纪优秀人才基金项R ( NCET-O8O5O8)作者简介:李盼盼(1984-),女,山东徳州人,中国海洋大学环境科学与工程学院硕士研究生.引 s化学沉淀法是最常用的处理电镀废水的方法, 但这种方法有个最大的缺点,就是会产生大址的污 泥⑴,不仅造成严雨的环境污染,危寓人的健康,还使得大址重金属等资源流失。近年来,电镀污泥的 资源化利用技术得到了广泛发展,包括农用肥 料⑵、回收重金属⑶"、制作磁性材料和塑料制品 等,其中以回收重金属研究最多,而浸出是这一技术 的首要步骤,且浸出效果的好坏是影响金屈回收率高低的关键,因此污泥中重金属回收工艺的一个重 要步骤就是取得好的浸出率。浸岀就是利用一定的浸岀剂将电镀污泥中的冇 用重金属浸出呈液体状态的过程,浸出剂选择的原 则是热力学上可行,反应速度快,经济合理,来源广 泛⑸。一般的浸出方法包括水浸出、盐浸出、酸浸 出、碱浸岀和细菌浸出等,对电镀污泥来说,可行的 浸岀方法有氨浸、酸浸和细菌浸岀等jiir电镀污泥 中重金属的含童IE常高,细菌的耐受力不足,因此常 将氨水和酸作为浸岀剂对电镀污泥进行浸出。本课题以青岛市某电镀厂产生的电镀污泥为对 象,研究了一种酸浸岀工艺,为探索一种酸浸一电解 回收铜一铁钻除杂一电解冋收织的新工艺流程奠定 了基础。1浸出剂的选择对电镀污泥处理一般采用氨浸和酸浸的两种方 法,氨水对铜的选择性较高⑶,但是浸岀条件要求 苛刻,且氨水挥发性较强,容易造成环境污染。酸浸 浸出剂包括盐酸、硝酸和硫酸等,一般电镀污泥中含 有大量硫酸根离子,少董氯离子,选用盐酸浸出污 泥,后续处理过程中将很难分开两种阴离子,而且盐 酸腐蚀性强,易挥发,会对周围大气环境造成污染; 而hno3会在后续礫的电解步骤中对阴极电流效率 及电解沉积过程会产生影响;硫酸沸点高、单位物质 的量内含有的H?多,综合考虑各因素,决定选用硫 酸作为浸岀剂来浸出电镀污泥中的铜和界。2试验部分2.1试验原料电镀污泥:取自青岛市某电镀厂化学沉淀污泥, 污泥中含有Cu、Ni、Cr、Zn、Fe、Au等多种金属。湿 污泥和干污泥外观均呈灰青色,内夹有深蓝色硬质 颗粒。初始污泥先进行含水率测定,然后用〃札=2rmn 的筛子过筛待用,测pH、电导率、金屈含量。剩余污 泥留作酸浸试验所用。1) 电镀污泥含水率测定:根据土壤理化分析实 验指导书中土壤含水鈕的测定方法(烘「法)进行 测定。2) 电镀污泥pH测定:根据土壤?pH的测定方法(电位法)进行测定,所用仪器为pH?3D型pH计 (上海梢密科学仪器厂生产)。3) 电镀污泥电导率测定:根据土壤电导率测定 方法进行测足,所用仪器为DDS-307型电导率仪 (上海精密科学仪器厂生产)。4) 电镀污泥重金屈含秋的测定:根据HF- HC1()4-HNO3消解方法,即用筒温强酸方法将固体 变成液体,使之适于用原子吸收方法检测,用电感耦 合等离子休及火焰嫌子吸收分光光度法进行分析。经测定,该污泥含水率为84.3%;pH(m水:叫 =10:1)为9?3,呈碱性;电导率(皿水5泥=10:1)为 425ms/mn表1为干污泥中重金属质量分数。表1电镀干污泥中重金属的质■分数重金属CuNiZnCr---Fe- -w/%1L49.91.61.3 :1.3由表1町以看出,该电镀污泥中含量较高的金 属主要有Cu、Ni等,在"g干污泥中Cu和M分别 为ll4g和100g°根据《国家危险废物名录》可知, 这种污泥属于HW17?含铜、含操废物。2.2计算理论所需硫酸量污泥的pH为9.3,所以污泥中的金属以氢氧化 物形式存在,即M(0H)2或M(OHh,与H2SO4的 反应如下:M(0H)2 +H2SO4 二 MSOq +2H2O 或2M(OH)3 +3H2SO4 =M2(SO4)3 +6H2O 所需浓硫酸体积与浸出金属之间的关系为:V = 100n/l.84 或 V=150n/1.84式中沁为金属氢氧化物的tt.mol;V为所需浓 硫酸的体积,niL;1.84为浓硫酸的相对密度。根据元素分析测定结果,可
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