含铜污泥通过回收金属实现资源化处置
含铜的废水一般产生于电镀行业和线路板制造业的生产过程中,含铜污泥就是在处理这些含铜污水过程中产生的,在含铜污泥中主要含有铬、铁、镍、铜、锌等重金属化合物及其可溶性盐类。据相关资料显示,电镀污泥中的Cu、Cr、Zn及Ni的平均含量很高,其中Cr的含量达到55.82g/kg,Cu的含量为31.81g/kg,Ni的含量为22.56g/kg,Zn的含量为18.84g/kg。
在自然环境下,污泥中的重金属具有很大的可能性溶出,进入水体或者土壤造成二次污染。有资料显示,含铜污泥中的铜含量比开采出的铜矿中的铜品位要高,回收含铜污泥中的金属铜具有现实意义。污泥的金属回收利用具有资源回收及减少污染的双重益处,是重金属污泥处理的发展方向。
目前较为广泛的污泥金属回收技术主要是火法预处理和湿法冶炼,也有二者相结合的方法。火法冶炼资源回收利用主要通过高温还原的方式,分离提纯污泥中的有价金属,一般的工艺流程为污泥经过预处理阶段后制成炉料通过熔炼、提纯形成金属成品。预处理:由于含铜电镀污泥的含水量较高,为了保证熔炼炉内温度,增加炉料的透气性提高其床能率,需先对污泥脱水烘干处理,先通过高效机械压滤,将含水率降至 60 %以下,再将这部分含铜污泥经干燥处理,使含铜污泥的含水率降到 25 %左右。制作炉料:将含水率 25 %的污泥添加少量石灰后,压制成具有一定强度和粒度的砖形物料,作为熔炼炉的炉料。熔炼:将炉料送入熔炼炉,加入焦炭及造渣剂(石英石、石灰石)。焦炭燃烧的热量使炉料熔化,并使熔体过热,形成还原气体,使铜及其它金属氧化物还原,产出初级产品(粗铜及冰铜)。提纯:应用反射炉或其它精炼炉,进一步精炼粗铜,产阳极铜。在此过程中,除铜水以外,其他杂质大部分被高温分解。湿法冶炼技术回收有价金属技术主要根据各类金属性质差异而选择不同的处理方式,主要有萃取分离、氨浸提后氢还原、酸溶氨分离、酸溶硫化物分离等。通常情况下,工艺流程为:污泥通过浸出低浓度的含铜溶液,通过萃取得到富铜有机相,通过反萃取得到高含铜溶液,最后由电积、反萃取、电积得到电铜。污泥中加入硫酸、氧化剂等,控制 pH=1.0,固∶水∶酸=1∶4∶1,搅拌 2.5 小时。浸出到终点时,铜的浸出率大于 96%。重力过滤,浸出液送后道萃取,浸出渣水洗干净后送固化场制砖固化处理,清洗水返回酸浸出。萃取液用磺化煤油做载体,形成铜萃取有机相,萃取条件为:pH=2,有机相∶水相=1∶1,并采用两段萃取以最大限度地萃取浸出液中的铜。萃取到终点后静置分层,采用硫酸反萃得硫酸铜溶液。采用优质的萃取剂,萃取率可达 99 %以上。
对于值得回收的重金属污泥、贵金属污泥,可以通过火法冶炼或湿法冶炼的技术,回收有价值金属后,无害化处理。在污泥处理处置中,污泥的资源化处理处置是一条较为有效的,是污泥处理处置的绿色出路。
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