專利名稱：一種從電鍍污泥中回收鎳、銅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提取金屬化合物的方法，特別是涉及從電鍍污泥中提取金屬 化合物的方法。
技術(shù)背景硫酸鎳有六水物(高于31.5°C的結(jié)晶物)、七水物(低于31.5°C結(jié)晶物) 和無(wú)水物三種。工業(yè)品為前兩種的混合物，外觀為翠綠色顆粒狀結(jié)晶體，溶于水及乙醇，水 溶液呈酸性，極易潮解，稍易風(fēng)化。主要用于電鍍工業(yè)，如預(yù)鍍鎳、鍍鎳、鍍鎳鐵合金、鍍鎳鈷 合金以及鍍鋅鎳鐵合金，也用于電鑄鎳或化學(xué)鍍鎳等溶液中，還可用于制作鎳鎘電池等。
一般電鍍污泥的主要金屬成分如下
主要 成分NiCuFeCoPbCaMgZnCr%6.0-15.01.0-12.0<2.0<0.5<0.1<0.5<1.0<3.0< 1.0
現(xiàn)有技術(shù)中，電鍍污泥處理處置工藝大致可分為如下幾類
(1)無(wú)害化處理處置類進(jìn)行水泥化固化、高溫?zé)o害化熱處理、填埋。此處理處置 方法未進(jìn)行電鍍污泥中有價(jià)金屬資源化回收，不符合資源節(jié)約和循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策。
(2)簡(jiǎn)單材料化利用類用作水泥原料、改性塑料、陶瓷色料。此處理處置方法未 進(jìn)行電鍍污泥中有價(jià)金屬資源化回收。
(3)火法處理處置類高溫還原焙燒回收鎳銅合金或低冰鎳。此處理處置方法只 回收銅鎳，且銅鎳產(chǎn)品檔次低、附加值小，還須進(jìn)行深加工；工藝高耗能，產(chǎn)生煙氣二次污 染，不符合節(jié)能減排政策。
(4)酸浸濕法工藝回收鎳、銅等有價(jià)金屬。資源化利用的成熟工藝，但一般的處 理處置方法除雜、分離工藝復(fù)雜，銅、鎳總收率偏低，回收成本偏高，產(chǎn)品檔次較低，經(jīng)濟(jì)效 益不是太好。
(5)氨浸濕法工藝回收鎳、銅等。氨浸法提取金屬的技術(shù)雖然有一定的歷史，但 與酸浸法相比，采用氨浸法處理電鍍污泥的研究報(bào)道相對(duì)較少，且以國(guó)內(nèi)研究報(bào)道居多。
(6)堿浸法工藝僅回收鉻。此處理處置方法未涉及其它金屬的回收。
(7)其它工藝主要有生物處理技術(shù)，目前還處在實(shí)驗(yàn)室研究階段。
隨著技術(shù)的發(fā)展，電鍍污泥的處理處置逐漸向回收利用有價(jià)資源的方向發(fā)展。酸 浸法作為目前最成熟的工藝，國(guó)內(nèi)外的研究和應(yīng)用比較多，如中國(guó)專利CN100402676C公開 了一種從電鍍污泥中回收有價(jià)金屬的方法，其先用稀酸浸出有價(jià)金屬，并在85-100°C用硫 化物沉銅，沉銅后母液用5-20%的堿溶液調(diào)節(jié)pH值5. 0 6. 0，使溶液中的鉻、鋁和鐵、鋅、 鎳分離，并分別實(shí)現(xiàn)鉻、鎳等的回收。該方法中酸浸在溫度85-100°C、pH為1 2下進(jìn)行， 能耗大且易造成H2S的大量揮發(fā)，同時(shí)后續(xù)的工序需加入大量液堿調(diào)節(jié)PH值沉淀不同金屬 元素，流程過(guò)于復(fù)雜，且增加成本
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一 種在實(shí)現(xiàn)資源回收、保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，簡(jiǎn)化回收工藝、提高回收率達(dá)到降低經(jīng)濟(jì)成本 的目的的從電鍍污泥中回收鎳、銅的方法。
本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題可以通過(guò)采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
提出一種從電鍍污泥中回收鎳、銅的方法，包括以下步驟，
①將硫酸加入電鍍污泥中，浸出該電鍍污泥中含有的鎳、銅、鐵和鉻金屬；
②加入過(guò)氧化氫，采用Ε. Z. (Electrolytic Zinc)針鐵礦法去除鐵和鉻；
③加入萃取劑，實(shí)現(xiàn)鎳與銅的分離以及鎳的富集，所述萃取劑包括P507 乙基 己基磷酸-2-乙基己基酯)和煤油；
④回收萃取后的銅生產(chǎn)硫酸銅或電極銅，在萃取富集后的含鎳萃余液中再次加入 包括P507和煤油的萃取劑而得到硫酸鎳。
本發(fā)明采用“Ε. Z.針鐵礦法除鐵、鉻”和“P507溶劑萃取富集鎳”等工序，方法流 程合理、工序原理科學(xué)，提高了回收率和產(chǎn)品品位，且生產(chǎn)成本相對(duì)較低。
進(jìn)一步地，在步驟②之后和步驟③之前，還包括步驟
加入氟化鈉去除鈣和鎂，反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)10 20分鐘，氟化鈉的加入量與電鍍污泥質(zhì)量 比為 1 (100 120)。
進(jìn)一步地，步驟②中采用E.Z.針鐵礦法去除鐵和鉻時(shí)，加入重質(zhì)碳酸鈣調(diào)節(jié)PH值 3. 5 4.0，并用蒸汽加熱至75 85°C。采用所述Ε. Ζ.針鐵礦法去除鐵和鉻等，效率高，沉 淀渣過(guò)濾性能好、含水率低。
進(jìn)一步地，所述步驟③中的萃取劑，其Ρ507和煤油的體積比為1 (4. 0 6. 5)。
所述步驟④中的萃取劑，其Ρ507和煤油的體積比為1 0 4)，ΡΗ值調(diào)節(jié)為 4.0 4. 2。再次萃取，可富集成高濃度的硫酸鎳溶液，極大地減少了蒸發(fā)濃縮量，為后續(xù)蒸 發(fā)等工序節(jié)約了成本。


圖1是本發(fā)明從電鍍污泥中回收鎳、銅的方法的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示之優(yōu)選實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。
如圖1所示，本發(fā)明方法具體步驟如下
步驟1、電鍍污泥的打漿酸溶
在常溫常壓條件下，將電鍍污泥與水按1 3 5的固液質(zhì)量比混合、攪拌8 15min,攪拌均勻后，將所得溶液加質(zhì)量分?jǐn)?shù)98 %濃H2SO4調(diào)節(jié)pH值至1. 0 2. 0，攪拌，反 應(yīng)時(shí)長(zhǎng)1 1.證。反應(yīng)后進(jìn)行壓濾，去除無(wú)機(jī)物等不溶性濾渣，濾液進(jìn)入下一步提純工序。
該步驟發(fā)生反應(yīng)主要有
Ni0+H2S04 = NiS04+H20
Ni (OH) 2+H2S04 = NiS04+2H20
Ni+H2SO4 = NiS04+H2 個(gè)
Cu+Cu2+ = 2Cu+
Cu++1/202+2H+ = Cu2++H20
Zn+H2S04 = ZnS04+H2 個(gè)
2Cr+3H2S04+3/202 = Cr2 (SO4) 3+3H20
Fe0+H2S04 = FeS04+H20
步驟2、二價(jià)鐵等的氧化
向步驟1所得混合溶液加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)35. 0%的過(guò)氧化氫溶液，過(guò)氧化氫溶液與電 鍍污泥質(zhì)量比為1 80 100，攪拌下反應(yīng)15 45min。
其反應(yīng)式有2FeS04+H2A+H2S04= Fe2 (SO4) 3+4H20。
步驟3、Ε. Ζ.針鐵礦法除鐵鉻
向完成步驟2反應(yīng)的混合液加入重質(zhì)碳酸鈣將PH值調(diào)至3. 5 4. 0，緩慢攪拌，并 采用蒸汽加熱至75 85°C，反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)1. 5 2.證。然后壓濾，將鐵、鉻渣再利用或安全填 埋。該步驟發(fā)生反應(yīng)主要有
Fe2 (SO4) 3+6H20 = 2Fe (OH) 3+3H2S04
Cr2 (SO4) 3+6H20 = 2Cr (OH) 3+3H2S04
Al2 (SO4) 3+6H20 = 2A1 (OH) 3+3H2S04
ZnS04+2H20 = Zn (OH) 2+H2S04
CaC03+H2S04 = CaS04+2H20
步驟4、鈣鎂的去除
保持該環(huán)境條件，在步驟3完成后壓濾得到的母液中，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的氟 化鈉固體，加入量與電鍍污泥質(zhì)量比為1 100 120，反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)10 20min。壓濾，鈣、鎂 濾渣再利用貨安全填埋，主要反應(yīng)有
CaS04+2NaF = Na2S04+CaF2
MgS04+2NaF = Na2S04+MgF2
步驟5、萃取
利用P507對(duì)Cu2+、Zn2\ Fe3+等金屬離子均優(yōu)先于Ni2+萃取的特性，在步驟4的基 礎(chǔ)上，保持PH值(采用98%硫酸調(diào)整)為3. 5 4. 0，并加入體積比為1 4. 0 6. 5的 93% P507和溶劑煤油組成的萃取劑，加入量與溶液體積比為1 2 3，攪拌20 30min 后靜置1. 0 2. Oh。銅等金屬進(jìn)入有機(jī)相，而萃余水相則富含鎳，實(shí)現(xiàn)了鎳和銅等金屬元素 分離。有機(jī)相經(jīng)過(guò)反萃可用于生產(chǎn)硫酸銅或電積銅等，萃余水相進(jìn)入下一步驟。該步驟主 要反應(yīng)有
Na0H+H2A2 — Na (HA2) +H2O
Cu2++2Na (HA2) — Cu (HA2) 2+2Na+
Cu (HA2) 2+H2S04 — CuS04+2H2A2
步驟6、鎳的萃取/反萃
鎳、銅分離后，采用液堿繼續(xù)調(diào)整萃余水相的pH值至4. 0 4. 2，并加入體積比為 1 2 4的93%P507和溶劑煤油組成的萃取劑，加入量與溶液體積比為1 2 3，攪拌 20 301^11后靜置1.0 2.011。鎳進(jìn)入有機(jī)相完成與其他元素的進(jìn)一步分離。有機(jī)相經(jīng) 過(guò)98%硫酸反萃、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、離心脫水，即得硫酸鎳產(chǎn)品，而萃余液返回再次萃取或作 電鍍污泥酸溶原料。反應(yīng)主要有
Na0H+H2A2 — Na (HA2) +H2O
Ni2++2Na (HA2) — Ni (HA2) 2+2Na+
Ni (HA2) 2+H2S04 — NiS04+2H2A2
2Na (HA2) +H2SO4 — Na2S04+2H2A2
利用本發(fā)明對(duì)電鍍污泥鎳、銅的回收，銅的回收率可達(dá)95.0% (至步驟5的反萃水相)、鎳的回收率達(dá)93.0%以上，同時(shí)，制得硫酸鎳產(chǎn)品達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)品I類中的一等品。
具體實(shí)施例如下
實(shí)施例1
稱取400g含鎳14. 71 %，銅1. M%的電鍍污泥，加水1600ml，攪拌IOmin后用98 % H2SO4溶液調(diào)節(jié)pH值為1. 0，攪拌反應(yīng)80min，過(guò)濾、洗滌得浸出液1630. 4ml,向浸出液加入 質(zhì)量分?jǐn)?shù)35. 0%的過(guò)氧化氫4. 0ml，攪拌下反應(yīng)30min，二價(jià)鐵被氧化成三價(jià)鐵。反應(yīng)完全 后投加重質(zhì)碳酸鈣調(diào)節(jié)溶液PH值至3. 5 4. 0，并用85°C蒸汽加熱IlOmin ；洗滌、過(guò)濾，濾 渣液煉鐵或安全填埋，濾液保持該環(huán)境下，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98. 0%氟化鈉3. 6g，反應(yīng)時(shí)長(zhǎng) ISmin ；加入P507和煤油混合萃取劑(P507和煤油的體積比為1 4) 800ml，分離出含鎳萃 余液和含銅有機(jī)相，含銅有機(jī)相經(jīng)反萃用于生產(chǎn)硫酸銅或電積銅等，水相調(diào)高pH至4. 0 4. 2，再次加入P507和煤油混合萃取劑(P507和煤油的體積比為1 幻萃取、反萃、蒸發(fā)濃 縮、結(jié)晶、離心脫水，即制得硫酸鎳成品；成品重257. Mg，含鎳21. 89%。使用該方法后鎳的 回收率達(dá)95. 81%。
重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)后，兩次產(chǎn)出的產(chǎn)品指標(biāo)如下
權(quán)利要求
1.一種從電鍍污泥中回收鎳、銅的方法，包括以下步驟，①將硫酸加入電鍍污泥中，浸出該電鍍污泥中含有的鎳、銅、鐵和鉻金屬；其特征在于還包括步驟②加入過(guò)氧化氫，采用Ε.Z.針鐵礦法去除鐵和鉻；③加入萃取劑，實(shí)現(xiàn)鎳與銅的分離以及鎳的富集，所述萃取劑包括P507和煤油；④回收萃取后的銅生產(chǎn)硫酸銅或電極銅，在萃取富集后的含鎳萃余液中再次加入包括 P507和煤油的萃取劑而得到硫酸鎳。
2.如權(quán)利要求1所述的從電鍍污泥中回收鎳、銅的方法，其特征在于在步驟②之后和 步驟③之前，還包括步驟加入氟化鈉去除鈣和鎂，反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)10 20分鐘，氟化鈉的加入量與電鍍污泥質(zhì)量比為 1 (100 120)。
3.如權(quán)利要求1所述的從電鍍污泥中回收鎳、銅的方法，其特征在于步驟②中采用 Ε. Z.針鐵礦法去除鐵和鉻時(shí)，調(diào)節(jié)PH值3. 5 4. 0，并用蒸汽加熱至75 85°C。
4.如權(quán)利要求3所述的從電鍍污泥中回收鎳、銅的方法，其特征在于加入重質(zhì)碳酸鈣 調(diào)節(jié)PH值。
5.如權(quán)利要求1所述的從電鍍污泥中回收鎳、銅的方法，其特征在于所述步驟③中的 萃取劑，其P507和煤油的體積比為1 (4.0 6. 5)。
6.如權(quán)利要求1所述的從電鍍污泥中回收鎳、銅的方法，其特征在于所述步驟④中的 萃取劑，其P507和煤油的體積比為1 O 4)，PH值調(diào)節(jié)為4.0 4. 2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從電鍍污泥中回收鎳、銅的方法，包括以下步驟將硫酸加入電鍍污泥中，浸出該電鍍污泥中含有的鎳、銅、鐵和鉻金屬；加入過(guò)氧化氫，采用E.Z.針鐵礦法去除鐵和鉻；加入萃取劑，實(shí)現(xiàn)鎳與銅的分離以及鎳的富集，所述萃取劑包括P507和煤油；回收萃取后的銅生產(chǎn)硫酸銅或電極銅，在萃取富集后的含鎳萃余液中再次加入包括P507和煤油的萃取劑而得到硫酸鎳。本發(fā)明采用“E.Z.針鐵礦法除鐵、鉻”和“P507溶劑萃取富集鎳”等工序，方法流程合理、工序原理科學(xué)，提高了回收率和產(chǎn)品品位，且生產(chǎn)成本相對(duì)較低。
文檔編號(hào)C22B7/00GK102031373SQ20091019051
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者段春發(fā), 汪文輝, 胡春林, 陳曙生 申請(qǐng)人:惠州市東江環(huán)保技術(shù)有限公司