含銅電鍍污泥的處理和資源利用

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1、含銅電鍍污泥的處理及資源化摘要:綜述了電鍍污泥中銅的回收利用及其資源化技術,分析了銅的各種回收方法及其優(yōu)缺點,闡述了回用技術機理。理論及實踐表明,實現(xiàn)電鍍污泥資源化管理及利用,對實現(xiàn)經濟社會的可持續(xù)發(fā)展將具有深遠的現(xiàn)實意義,在未來的經濟發(fā)展中將會逐漸顯示出良好的應用前景。關鍵詞:電鍍污泥銅回收利用資源化據(jù)不完全統(tǒng)計,我國約有電鍍廠1萬余家,年排電鍍廢水約40億m3[1]。電鍍廠大都規(guī)模較小且分散,技術相對落后,絕大部分以鍍銅、鋅、鎳和鉻為主[2]。目前處理電鍍廢水多采用化學沉淀法[3],因此在處理過程

2、中會產生大量含Cu等重金屬的混合污泥。這種混合污泥含有多種金屬成分,性質復雜,是國內外公認的公害之一。若將電鍍污泥作為一種廉價的二次可再生資源,回收其中含有較高濃度的銅,不僅可以緩解環(huán)境污染,實現(xiàn)清潔生產,而且將具有顯著的生態(tài)和經濟效益。因此,研究含銅污泥的資源化及銅的回用等綜合利用技術對我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展將具有深遠的現(xiàn)實意義。1?電鍍污泥中回收銅的主要工藝流程和技術  1.1回收銅的一般過程  1.1.1銅的浸出  污泥經過一定的預處理后,采用氨水﹑硫酸或硫酸鐵浸出污泥中的銅。氨水浸出選擇性好,但氨

3、水具有刺激性氣味,對浸出裝置密封性要求較高。當NH3的濃度大于18%時,氨水的揮發(fā)較多,將造成氨水的損失及操作環(huán)境的惡化[4];硫酸浸出[5,6]反應時間較短,效率較高,但硫酸具有較強的腐蝕性,對反應器防腐要求較高;硫酸鐵的浸出效率更高[7],但反應時間較長,因此需要更大的反應器容積。采取哪種浸出方式要根據(jù)污泥的性質來確定?! ?.1.2分離提純浸出液中的銅  利用各種技術把浸出液中的銅分離提取出來,從而以金屬銅或銅鹽的形式回收。  1.2銅的主要回收利用技術  根據(jù)對銅的回用程度,電鍍含銅污泥治理和

4、綜合利用的方法可分為三類?! 。?)使電鍍含銅污泥穩(wěn)定化,使其對環(huán)境的危害降到最低,而不回收其中的金屬銅。主要采用固化劑固化、穩(wěn)定電鍍污泥后,再進行填埋、填?;蚨逊盘幚怼! 。?)對電鍍含銅污泥進行綜合利用,即采用一系列的處理措施,把電鍍含銅污泥加工成建筑材料﹑改性塑料﹑鞣革劑等材料[8]?! 。?)采用多種物理及化學處理方法,把污泥中的銅提取出來最終以金屬銅或銅鹽的形式進行回收,實現(xiàn)電鍍污泥的資源化利用?! ??電鍍污泥資源化利用技術  2.1電鍍污泥焚燒固化填埋處理技術  此技術采用一系列手段來處

5、理電鍍污泥,使其中的重金屬不再對環(huán)境產生污染,對含大量重金屬的電鍍污泥處理十分有效。主要優(yōu)點有:設備和工藝簡單;投資、動力消耗和運行費用都比較低,固化劑水泥和其他添加劑價廉易得;操作條件簡單,常溫下即可進行;固化體強度高、長期穩(wěn)定性好;對受熱和風化也有較強的抵抗力,因而對控制電鍍污泥的污染簡單而有效。但未能回用其中的重金屬造成資源的浪費[9]。  2.2制作工業(yè)復合材料  2.2.1鐵氧化體法綜合利用技術  電鍍污泥多是電鍍廢水經鐵鹽處理產生的絮凝產物,一般含有大量的鐵離子,實踐證明,通過適當?shù)募夹g可

6、以使其轉變?yōu)閺秃翔F氧化體。在生成復合鐵氧化體[10]的過程中,幾乎所有重金屬離子都進入鐵氧化體晶格內而被固化,其中鐵離子以及其他多種金屬離子以離子鍵作用被束縛在反尖晶石面形立方結構的四氧化三鐵晶格節(jié)點上[6],在pH3~10范圍內很難復溶,從而消除污染。鐵氧化體固化產物穩(wěn)定、且具磁性,可用作磁性材料,同時也易于分離、產物可進一步加工[11,12],是檔次較高的綜合利用產品,而且處理方法簡單,可以實現(xiàn)無害化和綜合利用的統(tǒng)一,比傳統(tǒng)的固化和填埋處置等方法要合理,效益要高。  2.2.2制作建筑材料﹑改性塑

7、料﹑鞣革劑等工業(yè)材料  這種方法適用于各種電鍍污泥的處理,污泥消耗量大,經濟效益較明顯。上海閘北區(qū)環(huán)保綜合廠建設了年處理電鍍污泥1200t的生產線,進行多年的工業(yè)化生產,效果良好[13]?! ?.3以金屬銅或銅鹽形式回收銅  2.3.1濕法冶金回收重金屬技術  濕法冶金回收重金屬,能從多種組分的電鍍污泥中回收銅﹑鎳﹑鋅等重金屬,資源回收層次比較高,處理效果較穩(wěn)定。工藝過程主要包括浸出、置換、凈化、制取硫酸鎳和固化[14]?。采用本工藝可以得到品位在90%以上的海綿銅粉,銅的回收率達95%。但該技術采用

8、置換方式來回收銅,置換效率低,費用偏高,且對鉻未能有效回收,有一定的局限性?! ?.3.2離子交換膜法  一般采用液膜來進行回收。液膜包括無載體液膜、有載體液膜、含浸型液膜等。液膜分散于電鍍污泥浸出液時,流動載體在膜外相界面有選擇地絡合重金屬離子,然后在液膜內擴散,在膜內界面上解絡。重金屬離子進入膜內相得到富集,流動載體返回膜外相界面,如此過程不斷進行,廢水得到凈化,重金屬得到回收利用?! ∧し蛛x法的優(yōu)點:能量轉化率高,裝置簡單,操作容易,易控制、分離效

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