重金属行业污泥的资源化处理:含铜污泥的回收
电镀、制造、印染等行业在生产过程中会产生大量的重金属废水,在企业处理这些重金属废水的同时,将会产生大量的含重金属的污泥。这些重金属污泥需要经过有效的处理才能排入环境中,否则将会造成水体或者土壤中重金属含量的超标,引发复杂的水土生态环境问题。同时,重金属也是一种资源,经过提取重金属污泥中的重金属将会实现其资源化利用。因此,探讨合理处置含重金属污泥的工艺技术对回收重金属污泥中的重金属以及预防其环境污染有重要的意义。本文主要介绍的是一种回收含铜污泥的技术工艺:“干燥—熔炼—精炼—电解”。
干燥
印刷电路板业、电镀业、电线以及电缆业等重金属工业产生的废水中铜离子含量在几十至几百毫克/升之间,通常采用化学沉淀法或化学混凝法进行处理,处理过程中产生的氢氧化物沉淀即为含铜污泥,其含水率一般高达75%-85%。由于含铜污泥含水率较高,为保证后续工艺中燃烧炉的温度、炉料的透气性以及炉内热能的有效利用,首先将含铜污泥经回转窑干燥,使其含水率降至30%-40%。
干燥过程产生的废气由布袋除尘器和水浴除尘脱硫塔处理后经烟囱高空排放,废气中烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度均满足《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078-1996)第二时段二级限值要求。
熔炼
向干燥后的含铜污泥中添加石灰,并用压砖机制砖后送至熔炼炉进一步处理。熔炼炉由熔化和硫化两个分区组成,二者顶端各设一个加料口,分别用于熔化区和硫化区加料。将制成的含铜污泥砖由熔化区加料口加入混合炉内,同时将由石灰石、石英石和炭精构成的混合料由硫化区加料口加入混合炉内,从炉体侧部喷嘴鼓入富氧空气,使含铜污泥和混合料在激烈搅动的高温熔池中迅速完成脱水、熔化、造渣、还原及硫化等一系列过程,产出粗铜、冰铜和炉渣。熔炼炉一端设有电热区并配石墨电极,其可对熔体保温,以便粗铜、冰铜和炉渣更好的沉清分离。根据富集情况,粗铜、冰铜周期性地从出料口以浇铸块形式放出。
熔炼过程产生的废气由布袋除尘器和双碱法脱硫塔处理后经烟囱高空排放。废气中烟尘,二氧化硫,氮氧化物,铅及其化合物,砷、镍及其化合物,铬、锡、锑、铜、锰及其化合物排放浓度均满足《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)的最高允许排放浓度限值要求。
精炼
熔炼处理过程产生的浇铸块送入回转精炼炉进一步精炼得到阳极铜板,此过程产生的铜样表面较平直、皱纹细洁、断面呈玫瑰红色,亮星分布均匀,铜的品味可达到99%以上。
产生废气经布袋除尘器和双碱法脱硫塔处理后由烟囱高空排放,废气中烟尘,二氧化硫,氮氧化物,铅及其化合物,砷、镍及其化合物,铬、锡、锑、铜、锰及其化合物排放浓度均符合《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)的最高允许排放浓度限值要求。
电解
精炼过程获得的阳极铜板仍含有多种杂质(如锌、铁、镍、银、金等),因此需采用电解法进一步精炼。将阳极铜板被装入阳极洗槽,经水清洗后作为阳极,钛极板做阴极,以硫酸和硫酸铜的混合液做电解液。通电后,铜从阳极溶解成铜离子向阴极移动,到达阴极后获得电子在钛极板上析出,此过程制得的纯铜含铜可高达99.95%以上,其导电性满足电气工业要求。而这一过程中产生的黑铜、残极被送入回转精炼炉进行精炼,使这些废料转化为纯铜。
“干燥—熔炼—精炼—电解”处理技术在广东省已经投入到工程实践中,并且取得了良好的经济和环境效益。同时,广东省作为我国经济和工业的强省,对金属原料有较高的需求量,而且目前相关原料供应与市场需求还存在一定的缺口。因此,对金属废弃物进行合理的回收利用和拓展金属新的供应来源是非常重要的。目前,随着国家对节能减排工作力度的加强和环保企业的提倡,某些用水量大的工厂开始建设污水处理厂,随之而来产生了工业污泥的难题,纷纷寻求专业的污泥处理公司来解决。郑州泰达节能干燥设备科技有限公司是一家专业的,公司拥有多个造纸污泥、印染污泥的工程案例,是一家工程经验较为丰富的污泥处理企业。
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