一種電鍍污泥回收利用工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電鍍污泥回收利用工藝，包括如下步驟：酸浸、除鐵、銅萃取、除雜、鋅萃取、鎳萃取，低酸浸出和高酸浸出相結(jié)合，尾渣水洗兩次，黃鈉鐵礬法除鐵，銅萃取采用兩級(jí)萃取、兩級(jí)水洗、四級(jí)反萃取，一次萃取后，經(jīng)沉淀、洗滌、酸溶再進(jìn)行二次萃取。本發(fā)明縮短了工藝周期，多次萃取保證了產(chǎn)品純度，有效的利用了廢物資源，減少的廢液的排放量。
【專利說(shuō)明】-種電鍍污泥回收利用工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及可再生資源領(lǐng)域，尤其涉及一種電鍍污泥回收利用工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，生產(chǎn)和生活過(guò)程中產(chǎn) 生的能夠回收利用的各種再生資源日益增多。大力開展再生資源回收利用，是提高資源利 用效率，保護(hù)環(huán)境，建立資源節(jié)約型社會(huì)的重要途徑之一。由于近代電子工業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生 大量的含銅、鋅、鎳等的廢液，這些廢液經(jīng)分類處理后，產(chǎn)生含銅、鋅、鐵等各類渣。每年數(shù)以 百萬(wàn)噸計(jì)，其中含銅、鋅、鎳渣量最大（占總渣量的80%以上)，而這些重金屬污染會(huì)嚴(yán)重影響 人體健康，但同時(shí)，廢渣中的銅、鋅、鎳有很高的回收價(jià)值，是重要的有色金屬的二次資源。 現(xiàn)有重金屬回收利用技術(shù)中，存在著運(yùn)行成本高、能耗高、二次污染等多方面的劣勢(shì)。
[0003] 現(xiàn)有的金屬回收工藝有電解法、離子交換法、化學(xué)沉淀法、火法冶煉。
[0004] 電解法：電解法采用不溶性陽(yáng)極，對(duì)廢液進(jìn)行電解，陽(yáng)極上通常是0H放電析出氧 氣，陰極上沉積金屬。然后用化學(xué)法將金屬溶出，或者直接從不銹鋼陽(yáng)極表面剝下金屬層， 實(shí)現(xiàn)回收利用。但是，這種工藝投資和設(shè)備運(yùn)行的費(fèi)用高，且對(duì)廢液的濃度有一定要求，會(huì) 產(chǎn)生低濃度的廢水和電解陽(yáng)極泥。
[0005] 離子交換法：關(guān)鍵在于樹脂的選擇、工藝設(shè)計(jì)及操作管理，如在化學(xué)鍍鎳廢液中， 鎳及絡(luò)合陰離子形式存在，工業(yè)上普遍采用先氧化破壞絡(luò)合物后，使Ni以Ni 2+的形式存在 于溶液中，再選用弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂回收Ni，用硫酸洗脫，NaOH再生。但是，專一性的 回收樹脂還處于探索實(shí)踐中，樹脂再生次數(shù)不定，樹脂易被氧化和污染，樹脂再生會(huì)產(chǎn)生少 量的堿性廢水。
[0006] 化學(xué)沉淀法：主要是利用金屬在不同PH條件下溶度積的不同，例如利用純堿分 離電鍍污泥中的銅、鎳，第一步用純堿調(diào)節(jié)PH=5. 0-5. 5,得堿式碳酸銅和氫氧化銅；第二 步用碳酸鈉調(diào)節(jié)至PH=8. 0-9. 0,沉淀物為碳酸鎳、堿式碳酸銅、氫氧化鐵、氫氧化亞鐵。再 加硫酸、雙氧水和純堿，過(guò)濾氫氧化鐵沉淀；第三步通入硫化氫，將混合液中液用硫酸調(diào)節(jié) PH=2. 0。但是，會(huì)產(chǎn)生廢渣和大量的廢水，造成二次污染，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生酸霧和劇毒氣體。
[0007] 火法冶煉：在適當(dāng)高溫和還原條件下，將鎳、銅氧化物還原為銅鎳合金，鉻、鐵主體 還原為低價(jià)氧化物與鋅、鋁、鈣的氧化物進(jìn)入爐渣中，爐渣經(jīng)礦化固定后，無(wú)二次污染，生產(chǎn) 過(guò)程中產(chǎn)生的少量廢氣經(jīng)處理后達(dá)到環(huán)保要求，且銅、鎳直接回收率較高，達(dá)90%以上。但 是，初期投資成本高，冶煉爐需持續(xù)工作，生產(chǎn)過(guò)程會(huì)用到非清潔能源焦炭，不適用于廢液 的處置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于克服目前電紅外加熱設(shè)備和其它類型干燥設(shè)備的不足，提供一 種催化式紅外干燥設(shè)備，具有適宜于工業(yè)產(chǎn)品、農(nóng)產(chǎn)品或者藥材等生物資源中多種物質(zhì)的 干燥。
[0009] 解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案為：電鍍污泥回收利用工藝，
[0010] 包括下述步驟：
[0011] 一種電鍍污泥回收利用工藝，其特征在于：
[0012] 包括下述步驟：
[0013] S1 :將電鍍污泥送入酸浸反應(yīng)釜進(jìn)行酸浸；
[0014] 酸浸，包括低酸浸出工序、高酸浸出工序；
[0015] 低酸浸出工序，首先利用稀硫酸將電鍍污泥中的銅、鎳、鋅、鐵以離子狀態(tài)進(jìn)入浸 出液，然后將固液混合物進(jìn)行壓濾，得到濾液和濾渣；高酸浸出工序，將由低酸浸出得到的 濾渣用濃硫酸浸泡，然后將固液混合物進(jìn)行壓濾，得到濾液和濾渣，濾液送回低酸浸出工 序，濾渣進(jìn)行水洗壓濾，得到殘?jiān)拖此?，殘?jiān)腿牍虖U貯場(chǎng)，洗水送回到高酸浸出工序；
[0016] S2 :將經(jīng)過(guò)酸浸的濾液送入到黃鈉鐵礬反應(yīng)釜，
[0017] 除鐵，經(jīng)過(guò)酸浸的電鍍廢液，采用黃鈉鐵礬法除鐵，使溶液含鐵為1克/升以下，除 鐵后進(jìn)行洗滌，壓濾，得到濾液和濾渣；
[0018] 黃鈉鐵礬除鐵的反應(yīng)式為：
[0019] 3Fe2 (S04) 3+Na2S04+12H20=Na2[Fe 6 (S04)4 (OH) 12]+6H2S04 ；
[0020] S3:將經(jīng)過(guò)除鐵得到的濾液送入銅萃取系統(tǒng)，進(jìn)行兩次結(jié)晶，將一次結(jié)晶體用水溶 解后，調(diào)節(jié)PH值為2. 0-2. 5,在攪拌的情況下進(jìn)行二次結(jié)晶；
[0021] S4 :將萃取液送入除雜系統(tǒng)，除雜后進(jìn)行壓濾，得到濾液和廢渣；
[0022] S5 :將經(jīng)過(guò)除雜的濾液送入鋅萃取系統(tǒng)，得到萃余液和反鋅液，將反鋅液送入鋅中 和系統(tǒng)，然后進(jìn)行硫酸鋅結(jié)晶，得到硫酸鋅；
[0023] S6 :將經(jīng)過(guò)鋅萃取系統(tǒng)得到的萃余液用堿中和至PH為9. 0,生成氫氧化鎳沉淀，生 成的氫氧化鎳經(jīng)壓濾洗滌至濾液無(wú)色為止，氫氧化鎳用硫酸溶解得到濾液，送入到鎳萃取 系統(tǒng)，進(jìn)行鎳萃取，一次萃取后經(jīng)沉淀、洗漆、酸溶再進(jìn)行二次萃取，得到萃余液，將萃余液 送入鎳凈化系統(tǒng)進(jìn)行凈化，然后進(jìn)行硫酸鎳結(jié)晶，得到硫酸鎳。
[0024] 銅萃取所采用的萃取劑為N902。
[0025] 鋅萃取所采用的萃取劑為P204。
[0026] 鎳萃取所采用的萃取劑為P204。
[0027] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于污泥首先采用低酸浸出工藝處理，降低了硫酸用量，殘?jiān)俳?jīng) 高酸浸出保證了重金屬的浸出率在98%以上；尾渣經(jīng)兩次水洗后達(dá)普廢標(biāo)準(zhǔn)，含有硫酸和 少量重金屬的洗水再回用至低酸浸出工藝，充分利用資源減少了廢水量；傳統(tǒng)的氫氧化鐵 法除鐵堿用量與鐵含量比值為2. 14,黃鈉鐵礬法除鐵堿用量與鐵含量比值為1. 43,降低了 堿的用量；沉礬過(guò)程中還會(huì)結(jié)合部分Na+，縮短了后續(xù)凈化工藝的周期；另外，黃鈉鐵礬與 氫氧化鐵對(duì)比過(guò)濾性與洗滌性更好；采用兩級(jí)萃取工藝確保了平均萃取率在98%以上；兩 級(jí)水洗工藝有效的去除了混在有機(jī)相中的少量料液，保證了產(chǎn)品的純度；四級(jí)反萃取工藝 使得再生有機(jī)相利用率在98%以上。一次萃取后，經(jīng)沉淀、洗滌、酸溶再進(jìn)行二次萃取，保證 了產(chǎn)品的純度；將一次結(jié)晶體用水溶完后在攪拌的情況下進(jìn)行重結(jié)晶，使得晶體顆粒大小 均勻，純度更高；用鋅灰、鋅渣中和鎳萃取過(guò)程中產(chǎn)生的酸性硫酸鋅溶液，并做成硫酸鋅結(jié) 晶，有效的利用了廢物資源，減少的廢液的排放量。
[0028] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029] 圖1為本發(fā)明的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于 解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0031] 參見圖1所示，本發(fā)明提供電鍍污泥回收利用工藝：酸浸，電鍍廢液首先采用低酸 浸出工藝處理，浸出的殘?jiān)俳?jīng)過(guò)高酸浸出；除鐵，經(jīng)過(guò)酸浸的電鍍廢液，采用黃鈉鐵礬法 除鐵，使溶液含鐵為1克/升以下，除鐵后進(jìn)行洗滌，壓濾，生成的氫氧化鎳經(jīng)壓濾洗滌至 濾液無(wú)色為止，氫氧化鎳用硫酸溶解，溶液PH為4,硫酸溶解液(硫酸鎳溶液)進(jìn)入后續(xù)硫酸 鎳回收生產(chǎn)線P204萃取工序以回收硫酸鎳成品；銅萃取，溶液加熱至60?80度，攪拌，轉(zhuǎn) 速為60?80轉(zhuǎn)/分，用堿中和至PH為9. 0,生成氫氧化銅沉淀，壓濾并水洗滌至氯化鋇檢 查無(wú)白色沉淀，洗凈的氫氧化銅用濃硫酸溶解，并用活性炭除雜后送硫酸銅結(jié)晶工序；鎳萃 取，一次萃取后經(jīng)沉淀、洗滌、酸溶再進(jìn)行二次萃?。汇~結(jié)晶，兩次結(jié)晶，將一次結(jié)晶體用水 溶解后，在攪拌的情況下進(jìn)行重結(jié)晶。用鋅灰、鋅渣中和鎳萃取過(guò)程中產(chǎn)生的酸性硫酸鋅溶 液制備硫酸鋅結(jié)晶。
[0032] 黃鈉鐵礬成礬過(guò)程的反應(yīng)極其復(fù)雜，在PH值為2的酸性硫酸鹽溶液中，有足夠的 鈉、鉀離子或銨離子等存在時(shí)，其反應(yīng)化學(xué)方程式為：
[0033] 3Fe2 (S04) 3+Na2S04+12H20=Na2[Fe 6 (S04)4 (OH) 12]+6H2S04
[0034] 由上式看出，黃鈉鐵礬生成過(guò)程中溶液中酸量是增加的，1克鐵生成黃鈉鐵礬時(shí)約 要放出1.75克硫酸。因此要滿足黃鈉鐵礬生成的PH值，必須用堿中和沉礬過(guò)程中產(chǎn)生的 酸。
[0035] 若溶液中沒有足夠的堿金屬陽(yáng)離子或銨離子存在時(shí)，則高鐵離子有可能和氫離子 或水合氫離子按下式生成草黃鐵礬。
[0036] 3Fe2 (S04) 3+14H20= (H30)2[Fe6 (S04)4 (OH) 12]+5H2S04
[0037] 草黃鐵礬的沉降性能并不比氫氧化鐵好多少，過(guò)濾和洗滌效果都不夠理想，溶液 中殘留鐵仍很高。所以，反應(yīng)過(guò)程中應(yīng)加了稍過(guò)量的堿金屬陽(yáng)離子或銨離子等，避免這類情 況的發(fā)生。
[0038] N902萃取劑為新一代高效專一銅萃取劑，它具有高萃取飽和容量、分相效果好速 度快、耐酸性高等優(yōu)點(diǎn)，性能優(yōu)于國(guó)外同類產(chǎn)品，稀釋劑為磺化煤油；反萃劑為200克/升硫 酸溶液，以氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)料液的PH值。萃取及反萃機(jī)理可用下面的平衡反應(yīng)來(lái)表示：
[0039] 2RH+Cu2+ - R2Cu+2H+
[0040] 其中：RH為萃取劑；R2Cu為萃取劑與銅形成的配合物。
[0041] 該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，當(dāng)水相中氫離子濃度低時(shí)，反應(yīng)正向進(jìn)行，當(dāng)水相中氫離子濃 度較高時(shí)，反應(yīng)會(huì)逆向進(jìn)行。我們利用這一性能，在低酸時(shí)進(jìn)行萃取銅，在高酸時(shí)進(jìn)行反萃 銅，以達(dá)到銅與其他金屬分離的目的。
[0042] P204的萃取過(guò)程是陽(yáng)離子的交換過(guò)程，即P204中的H+與金屬陽(yáng)離子交換，使水溶 液中的金屬轉(zhuǎn)入有機(jī)相，有機(jī)相中的H+轉(zhuǎn)入水相中。
[0043] P204 萃取金屬次序(硫酸鹽體系中）:Fe3+〉Zn〉Ca〉A(chǔ)l〉Cu〉Fe2+〉Μη〉Co〉Μ 克〉Ni， 因此控制適當(dāng)?shù)臈l件就可以把溶液中的Fe、Zn、Ca、Μη等雜質(zhì)萃入有機(jī)相，達(dá)到除雜的目 的。
[0044] 在萃取過(guò)程中會(huì)有Η+析出，會(huì)降低水相的ΡΗ值，使萃取過(guò)程難以進(jìn)行，為了維持 萃取過(guò)程中的ΡΗ的穩(wěn)定，在萃取前將有機(jī)相制成鈉皂。主要反應(yīng)：
[0045] 制皂：HL+Na0H=NaL+H20
[0046] 萃?。?NaL+Me2+=2Na++MeL2
[0047] 反萃：MeL2+2H+=Me2++2HL
[0048] 式中：HL表不P204, Me表不金屬離子
[0049] 萃取劑的濃度越大，或溶液PH越高，越有利于萃取進(jìn)行。但PH升高到一定程度， 金屬離子會(huì)發(fā)生水解沉淀。在進(jìn)行P204萃取前，溶液中的鐵、銅、鉻等金屬已被除去，所以 溶液的PH -般定為4. 5-5. 0,既不會(huì)產(chǎn)生沉淀又能保證萃取效率。
[0050] 采用黃鈉鐵釩法、N902萃取法和P204萃取法分離提取電鍍污泥酸浸液中鐵、銅、 鎳和鋅，使電鍍污泥得到了綜合利用。
[0051] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳述：
[0052] 用氫氧化納中和強(qiáng)酸性電鍍廢鎳廢液和電鍍污泥處理過(guò)程中產(chǎn)生的含鎳殘?jiān)?，?溶液PH達(dá)2. 0左右，溫度60?80度，攪拌反應(yīng)一段時(shí)間進(jìn)行壓濾分離，濾渣用水進(jìn)行進(jìn)一 步洗滌和壓濾，濾液則進(jìn)入下道并按黃鈉鐵礬法技術(shù)條件除鐵，使溶液含鐵為1克/升以 下，除鐵后進(jìn)行洗滌，壓濾，濾液和弱酸性電鍍廢鎳液一起用堿中和至PH為9. 0,生成氫氧 化鎳沉淀，濾渣洗滌壓濾后再返入黃鈉鐵礬除鐵工序，生成的氫氧化鎳經(jīng)壓濾洗滌至濾液 無(wú)色為止，氫氧化鎳用硫酸溶解，溶液PH為4,硫酸溶解液(硫酸鎳溶液)進(jìn)入后續(xù)硫酸鎳回 收生產(chǎn)線P204萃取工序以回收硫酸鎳成品。
[0053] 溶液加熱至60?80度，攪拌，轉(zhuǎn)速為60?80轉(zhuǎn)/分，用堿中和至PH為9. 0,生成 氫氧化銅沉淀，壓濾并水洗滌至氯化鋇檢查無(wú)白色沉淀，洗凈的氫氧化銅用濃硫酸溶解，并 用活性炭除雜后送硫酸銅結(jié)晶工序。
[0054] 電鍍污泥及退鍍廢液處置利用（污泥預(yù)處理及聚合氯化鐵生產(chǎn)回收）流程：
[0055] 1)酸浸工序
[0056] A低酸浸出：首先利用稀硫酸將電鍍污泥中的銅、鎳、鋅、鐵等以離子狀態(tài)進(jìn)入浸 出液，浸出條件：浸出液固比為2 :1，浸出液溫度70-80度，攪拌速度60-80轉(zhuǎn)/分，浸出終 了液PH為1. 5-2.0,保持30分鐘內(nèi)不變。之后將固液混合物進(jìn)行壓濾，濾液進(jìn)入黃鈉鐵礬 法除鐵工序，濾渣繼續(xù)用高濃度硫酸浸出。
[0057] B高酸浸出：高酸浸出條件為：浸出液固比為2 :1，浸出液溫度70?80度，攪拌速 度60?80轉(zhuǎn)/分，浸出終了液PH為1.0以下，保持30分鐘內(nèi)不變。之后進(jìn)行壓濾，濾液 返回低酸浸出工序，濾渣水洗壓濾后殘?jiān)凸虖U貯場(chǎng)，洗水返回高酸浸出工序。
[0058] 2)黃鈉鐵礬法除鐵
[0059] 反應(yīng)前溶液PH為2左右，溶液溫度保持在90度以上，攪拌溶液，加入晶種和堿液， 保持溶液PH為2. 0?2. 5。酸度低、溫度高有利于黃鈉鐵礬的生成；停止攪拌，靜置反應(yīng) 3?5小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后溶液含鐵量應(yīng)小余1克/升，趁熱壓濾后濾液進(jìn)入后續(xù)萃取回收銅 鎳工序，濾渣水洗壓濾后洗水返回低酸浸出工序，固體即為黃鈉鐵礬，加入稀鹽酸制備聚合 氯化鐵，用于污水廠混凝沉淀。
[0060] 黃鈉鐵礬法除鐵原理：在酸性硫酸鹽溶液中，有足夠的Na+離子存在時(shí)，其反應(yīng)過(guò) 程為：
[0061] 3Fe2 (S04) 3+Na2S04+12H20=Na2 [Fe6 (S04) 4 (OH) 12] +6H2S04
[0062] 黃鈉鐵礬生成過(guò)程中酸量是增加的，1克鐵生成黃鈉鐵礬時(shí)約要放出1. 75克硫 酸，因此要滿足黃鈉鐵礬生成的PH值，必須用堿中和掉黃鈉鐵礬生成過(guò)程中產(chǎn)生的酸。
[0063] 3)制取聚合氯化鐵的工序
[0064] 加入鹽酸溶液溶解黃鈉鐵礬為三氯化鐵溶液，在三氯化鐵溶液中緩慢加入占總體 積0. 2-0. 5%左右的聚合穩(wěn)定劑，混合攪拌，充分反應(yīng)后，再加入少量氧化劑（雙氧水等），攪 拌氧化聚合1-2小時(shí)，最后根據(jù)實(shí)際情況加入適量鹽酸調(diào)節(jié)堿化度，最終得到高濃度聚合 氯化鐵產(chǎn)品，可直接作為華科電鍍專業(yè)區(qū)廢水處理站處理用凝聚劑使用。
[0065] 硫酸銅回收工藝流程：
[0066] ①N902萃取銅工序
[0067] 萃取前溶液中含銅量控制10克/升以下，萃取前溶液PH值為2. 0-2. 5,萃取液用 磺化煤油做載體，形成銅萃取有機(jī)相，萃取劑溶度10% (v/v)用260 #溶劑油稀釋，萃取相 比為2 :1，萃取與反萃取，水相與油相混合時(shí)間為5分鐘，攪拌速度500-600轉(zhuǎn)/分，萃取溫 度20-30度，N902在硫酸介質(zhì)中萃取Cu 2+形成萃合物形式，由于萃取過(guò)程中有礦釋出，平 衡PH降低，采用堿調(diào)整PH，一次萃取后溶液PH重新調(diào)整為2. 0-2. 5, 一級(jí)萃取可萃取脫除 浸出液中80%的銅；二級(jí)萃取后浸出液中銅含量較低，將萃銅合格液進(jìn)行油水分離后進(jìn)入 除雜工序。
[0068] 采用兩段萃取以最大限度地萃取浸出液中的銅，萃取到終點(diǎn)后靜置分層，萃取水 相除雜提純硫酸鎳。反萃取液硫酸濃度為200?250克/升，反萃取液含銅濃度在40克 /升以上放出，進(jìn)行油水分離，分離后去除油相(損失的磺化煤油進(jìn)入含油廢物)，再進(jìn)行壓 濾，濾液為硫酸銅溶液，進(jìn)行濃縮結(jié)晶?？蛰d有機(jī)相送銅萃取。
[0069] ②硫酸銅結(jié)晶工序
[0070] A-次濃縮結(jié)晶
[0071] 濃縮液含銅量達(dá)100?150克/升放出結(jié)晶。常溫靜置結(jié)晶24?42小時(shí)結(jié)束， 一次結(jié)晶母液稀釋后含硫酸200?250克/升返回反萃取。
[0072] B二次濃縮結(jié)晶
[0073] 將一次結(jié)晶體用水溶解，溶液溫度約90度，加熱濃縮，當(dāng)溶液含銅量達(dá)150克/ 升，停止加入一次結(jié)晶體和加熱，控制溶液PH為1. 5左右，攪拌速度為60?80轉(zhuǎn)/分，結(jié) 晶液緩慢降溫，達(dá)到55度時(shí)，應(yīng)保溫1小時(shí)，然后再自然冷卻結(jié)晶，降至室溫時(shí)，離心干燥得 硫fe銅廣品。
[0074] 硫酸鎳回收工藝流程：
[0075] ①除雜工序
[0076] 加熱溶液溫度到90度左右，攪拌速度為60?80轉(zhuǎn)/分，加入氟化鈉等物質(zhì)，加入 量為鈣、鎂的1. 5倍，用氫氧化鈉中和，保持溶液的PH值為5. 0左右，反應(yīng)時(shí)間2-3小時(shí)，可 除去溶液中大部分鈣鎂。反應(yīng)終點(diǎn)用氨水，磷酸檢查無(wú)白色沉淀即可。
[0077] ②P204萃取凈化工序
[0078] 金屬離子從水相(金屬離子系以無(wú)機(jī)鹽形態(tài)，例如氯化物或硫酸鹽）轉(zhuǎn)入有機(jī)相 (C7?C9餾分的脂肪酸皂）的能力的排列順序基本上與金屬離子氫氧化物的沉淀PH值上 升的排列順序一致，例如 H+、Sn2+、Bi3+、Fe3+、Pb2+、Al 3+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+、Ca 2+、Mn2+、Mg2+、 Na+在上列順序中，每一個(gè)以無(wú)機(jī)酸鹽形態(tài)存在于水相中的、位于前面的金屬離子都可以從 有機(jī)相(皂)中"置換"出所有位于其后面的金屬離子，其本身則呈皂態(tài)轉(zhuǎn)入有機(jī)相中。因此， 可以用位于后面金屬離子的有機(jī)皂去把位于其前面的、以無(wú)機(jī)酸鹽形態(tài)存在于水溶液中的 金屬離子萃入皂相中，這時(shí)，形成原有機(jī)皂的金屬離子則轉(zhuǎn)入水相中，這就是運(yùn)用有機(jī)萃取 法提純硫酸鎳的化學(xué)原理。
[0079] 鎳皂的制備：
[0080] 除鐵和鋅所用的有機(jī)萃取劑為P204 (二乙基己基磷酸)，P204是以鎳皂的形態(tài)與 含鐵和鋅雜質(zhì)的硫酸鎳進(jìn)行交換萃取作用，因此須先制備鎳皂。因用P204萃取時(shí)產(chǎn)生酸， 要預(yù)先用堿中和（即皂化反應(yīng)）轉(zhuǎn)化成鹽，然后將PH調(diào)至6左右將下層水相放掉，再將鈉皂 與純凈硫酸鎳溶液進(jìn)行萃取直至水相無(wú)草綠色的Ni 2+時(shí)為終點(diǎn)，制備鎳皂。
[0081] 本實(shí)施例采用的堿為NaOH反應(yīng)式如下：可簡(jiǎn)化寫成：HL+Na0H=NaL+H20
[0082] 在P204萃取過(guò)程中，萃取劑通常為二聚體或多聚體，二聚體為其特征。當(dāng)有機(jī) 相有機(jī)物與水相中金屬尚子進(jìn)行反應(yīng)：
[0083] Zn2++2 (HA) 2 (0) =Zn (HA2) 2+2H+
[0084] 結(jié)果釋放出一定量的酸，使體系的酸度升高。從該反應(yīng)可知，酸度升高，平衡向 左邊方向進(jìn)行，結(jié)果使鋅進(jìn)入有機(jī)相的數(shù)量或濃度降低。這個(gè)過(guò)程相當(dāng)于離子交換過(guò)程。
[0085] 萃取條件為：萃取劑濃度為20% (v/v)用260 #溶劑油稀釋，萃取相比為1 :1，萃 取攪拌速度為500?600轉(zhuǎn)/分，水相與油相混合時(shí)間為5分鐘，萃取溫度為20?30度， 水洗及反鐵液溫度為40?50度，萃取制皂化率為50%，萃余液合格標(biāo)準(zhǔn)，含銅量小余0. 002 克/升
[0086] ③硫酸鎳生產(chǎn)工序
[0087] A制氫氧化鎳
[0088] 萃取合格液經(jīng)油水分離后的鎳溶液緩慢加入NaOH溶液中和沉鎳，并控制溶液PH 為9. 0左右，加熱溶液溫度到80?90度，攪拌速度80?90轉(zhuǎn)/分。放置1小時(shí)后壓濾， 濾液送污水廠處理，固體成分用自來(lái)水洗滌沉淀至BaS04檢查無(wú)顯色反應(yīng)，水洗溫度50? 60度，洗水返回硫酸銅回收系統(tǒng)之反萃取工藝，氫氧化鎳進(jìn)入酸溶工序。
[0089] Ni2++20H-=Ni (OH) 2
[0090] B酸溶氫氧化鎳
[0091] 獲得的Ni (0H)2沉淀1: 1H2S04溶解并壓濾至含鎳量為100克/升，濾液用P204 萃取液萃取萃雜，這使萃取處理后的硫酸鎳溶液中殘留有有機(jī)雜質(zhì)，必須除去。生產(chǎn)采用加 入粉狀活性炭吸附有機(jī)物，每立方米溶液加入1公斤活性炭(粉狀)。之后進(jìn)入結(jié)晶工序。
[0092] C硫酸鎳結(jié)晶
[0093] 通過(guò)濃縮后濾液在30°C下冷卻結(jié)晶，即制得結(jié)晶硫酸鎮(zhèn)廣品。結(jié)晶條件為：結(jié)晶 液酸度，每立方米溶液加入5升硫酸，制晶種時(shí)濃縮液比重為1. 46 - 1. 48Be，結(jié)晶前濃度 液比重為1. 54 - 1. 58Be，結(jié)晶液冷卻速度為0. 5 - 0. 4轉(zhuǎn)每度，結(jié)晶液冷卻終結(jié)溫度為35 度，加濃溶液時(shí)，控制結(jié)晶液溫度為40 - 50度之間。
[0094] 在這個(gè)過(guò)程中，鎳的損失很少，通過(guò)提純，鎳的回收率可達(dá)90%。酸溶及結(jié)晶過(guò)程反 應(yīng)式為：Ni(0H) 2+H2S04+4H20=NiS04 · 6H20
[0095] 硫酸鋅回收工藝流程：
[0096] 用P204為萃取劑，在加入一定量中和劑的條件下，通過(guò)調(diào)整相比（0/A比）以及 萃取劑濃度可實(shí)現(xiàn)鋅的有效萃取，且雜質(zhì)離子主要保留在萃余液中，萃取過(guò)程損失率很 小。采用硫酸溶液對(duì)負(fù)載有機(jī)相進(jìn)行多級(jí)錯(cuò)流反萃可得到鋅濃度高達(dá)150克/升以上的硫 酸鋅反萃液，實(shí)現(xiàn)了鋅的濃縮，且反萃液中各雜質(zhì)離子濃度都較低。該法既有效的回收了 鋅，又有效地分離了雜質(zhì)，得到了高濃度、低雜質(zhì)的優(yōu)質(zhì)鋅液。
[0097] P204作萃取劑萃取鋅時(shí)，當(dāng)萃取終點(diǎn)PH大于2. 0后，效果較好，要達(dá)到理想的 萃取效果，需要加入中和劑來(lái)緩沖溶液的PH值，使其達(dá)到2. 0以上。
[0098] P204-煤油-H2S04體系萃取分離Zn2+，萃取劑在煤油中以雙分子締合物（HA) 2形式 存在，萃取反應(yīng)通式可寫為：
[0099] Men+ 十 η (HA) 2 - Me (HA2) n 十 nH+
[0100] 反萃試驗(yàn)中，用一定熱鍍鋅鋅渣對(duì)P204反鋅液進(jìn)行中性浸出，直到水相鋅離子 濃度達(dá)到150克/L以上，攪拌速度60 - 80轉(zhuǎn)/分，溶液PH為5. 0。反鐵浸出渣用稀酸洗 滌，洗液反入浸出槽，洗渣返入黃鈉鐵礬槽。
[0101] B除鐵(針鐵礦法）
[0102] 保持濾液溫度50 - 60度，溶液PH大于4,啟動(dòng)噴射泵，使溶液循環(huán)，通過(guò)空氣中的 氧氣氧化除鐵，當(dāng)溶液含鐵量低于1克/升，加入雙氧水，每立方米加一升，除鐵終了液PH 為5.0。含鐵量低于0.005克/升
[0103] C硫酸鋅結(jié)晶
[0104] 結(jié)晶前液加硫酸，使溶液PH為2左右，濃溶液比重達(dá)1. 55左右。停止溶縮放入結(jié) 晶池，靜置結(jié)晶，時(shí)間需2-3天。
[0105] 綜上，本發(fā)明采用低酸浸出工藝處理，降低了硫酸用量，殘?jiān)俳?jīng)高酸浸出保證了 重金屬的浸出率在98%以上；尾渣經(jīng)兩次水洗后達(dá)普廢標(biāo)準(zhǔn)，含有硫酸和少量重金屬的洗 水再回用至低酸浸出工藝，充分利用資源減少了廢水量；傳統(tǒng)的氫氧化鐵法除鐵堿用量與 鐵含量比值為2. 14,黃鈉鐵礬法除鐵堿用量與鐵含量比值為1. 43,降低了堿的用量；沉礬 過(guò)程中還會(huì)結(jié)合部分Na+，縮短了后續(xù)凈化工藝的周期；另外，黃鈉鐵礬與氫氧化鐵對(duì)比過(guò) 濾性與洗滌性更好；采用兩級(jí)萃取工藝確保了平均萃取率在98%以上；兩級(jí)水洗工藝有效 的去除了混在有機(jī)相中的少量料液，保證了產(chǎn)品的純度；四級(jí)反萃取工藝使得再生有機(jī)相 利用率在98%以上。一次萃取后，經(jīng)沉淀、洗滌、酸溶再進(jìn)行二次萃取，保證了產(chǎn)品的純度； 將一次結(jié)晶體用水溶完后在攪拌的情況下進(jìn)行重結(jié)晶，使得晶體顆粒大小均勻，純度更高； 用鋅灰、鋅渣中和鎳萃取過(guò)程中產(chǎn)生的酸性硫酸鋅溶液，并做成硫酸鋅結(jié)晶，有效的利用了 廢物資源，減少的廢液的排放量。
[0106] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種電鍍污泥回收利用工藝，其特征在于： 包括下述步驟： 51 :將電鍍污泥送入酸浸反應(yīng)釜進(jìn)行酸浸； 酸浸，包括低酸浸出工序、高酸浸出工序； 低酸浸出工序，首先利用稀硫酸將電鍍污泥中的銅、鎳、鋅、鐵以離子狀態(tài)進(jìn)入浸出液， 然后將固液混合物進(jìn)行壓濾，得到濾液和濾渣；高酸浸出工序，將由低酸浸出得到的濾渣用 濃硫酸浸泡，然后將固液混合物進(jìn)行壓濾，得到濾液和濾渣，濾液送回低酸浸出工序，濾渣 進(jìn)行水洗壓濾，得到殘?jiān)拖此?，殘?jiān)腿牍虖U貯場(chǎng)，洗水送回到高酸浸出工序； 52 :將經(jīng)過(guò)酸浸的濾液送入到黃鈉鐵礬反應(yīng)釜， 除鐵，經(jīng)過(guò)酸浸的電鍍廢液，采用黃鈉鐵礬法除鐵，使溶液含鐵為1克/升以下，除鐵后 進(jìn)行洗滌，壓濾，得到濾液和濾渣； 黃鈉鐵研》除鐵的反應(yīng)式為： 3Fe2 (S04) 3+Na2S04+12H20=Na2[Fe 6 (S04)4 (OH) 12]+6H2S04 ； 53 :將經(jīng)過(guò)除鐵得到的濾液送入銅萃取系統(tǒng)，進(jìn)行兩次結(jié)晶，將一次結(jié)晶體用水溶解 后，調(diào)節(jié)PH值為2. 0-2. 5,在攪拌的情況下進(jìn)行二次結(jié)晶； 54 :將萃余液送入除雜系統(tǒng)，除雜后進(jìn)行壓濾，得到濾液和廢渣； 55 :將經(jīng)過(guò)除雜的濾液送入鋅萃取系統(tǒng)，得到萃取液和反鋅液，將反鋅液送入鋅中和系 統(tǒng)，然后進(jìn)行硫酸鋅結(jié)晶，得到硫酸鋅； 56 :將經(jīng)過(guò)鋅萃取系統(tǒng)得到的萃余液用堿中和至PH為9. 0,生成氫氧化鎳沉淀，生成的 氫氧化鎳經(jīng)壓濾洗滌至濾液無(wú)色為止，氫氧化鎳用硫酸溶解得到濾液，送入到鎳萃取系統(tǒng)， 進(jìn)行鎳萃取，一次萃取后經(jīng)沉淀、洗滌、酸溶再進(jìn)行二次萃取，得到萃余液，將萃余液送入鎳 凈化系統(tǒng)進(jìn)行凈化，然后進(jìn)行硫酸鎳結(jié)晶，得到硫酸鎳。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍污泥回收利用工藝，其特征在于：銅萃取所采用的萃取 劑為N902。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍污泥回收利用工藝，其特征在于：鋅萃取所采用的萃取 劑為P204。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍污泥回收利用工藝，其特征在于：鎳萃取所采用的萃取 劑為P204。
【文檔編號(hào)】C01G9/06GK104099474SQ201310124563
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月11日
【發(fā)明者】奚玉 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江華科環(huán)?？萍加邢薰?br>