銅鎳廢水處理

淺析電鍍含銅和含鎳污泥的資源化回收工藝2010-03-2516:47前言電鍍生產企業(yè)，根據不同的鍍種和產品，均須大量選用各種重金屬作為原料，如金、銀、銅、鎳、鉻、鋅、鐵、鎘等。在電鍍過程中，部分重金屬進入廢水中，并通過廢水處理流程進入污泥，成為電鍍污泥。電鍍污泥是一種典型的危險廢物（危險廢物編號為HW22），必須經過嚴格的無害化處理。一般電鍍生產企業(yè)的電鍍污泥產量均較大，一個處理量為1萬噸/天的廢水站，其產泥量可達1800噸/年。表1為一個典型的電鍍工業(yè)園的各類污泥產生量及污泥中重金屬含量。表1電窮污泥及污泥中重金屬排放圣（排水蚩按1萬敗1計）主產經攬垂年產污泥董U污握中金期含量（kf^/al自融哇現史主產線自質頭蛋鋌寶產線?080凱744醫(yī)：82.S設！W樹82,8軌4S?葢鍛梔鐐舒主產經裸】I960錯!135掏：舉/哇滾貳樣覩主產線120鐐！印二m：is金80範：引金■6暹弾訓主嚴聚緲審：7040掛率鋁合金氣比癡銀講38J1382.J鐲f1■咖龍4懸珪式比學遭灤毛產絞2841-<.376S珪復生產繞［倆%.448由表1可以看出，各鍍種均有電鍍污泥產生，來源廣泛。電鍍污泥含有大量的重金屬，具有回收價值，若對其進行資源化回收，既可避免污染環(huán)境，還可產生一定經濟效益。1電鍍污泥的危害及影響重金屬普遍具有較大的毒性，其通過水、氣和食物鏈進入人體后，會在體內累積，嚴重影響人體健康，甚至危及生命。電鍍污泥中的重金屬對環(huán)境產生的影響，主要表現在以下方面：（1）電鍍污泥臨時堆放或處置時，污泥因表面干燥而引起揚塵，重金屬進入大氣中造成污染。（2）臨時堆放點由于雨水淋浸會產生固廢滲出液，使重金屬進入地表水及地下水造成污染。如果采用被污染的廢水灌溉農作物，重金屬就會進入食物鏈。（3）固廢堆放或處置過程容易污染土壤，影響農作物的生長，或通過農作物進入食物鏈。（4）固廢運輸過程中，因管理措施不嚴、發(fā)生交通事故等，可能會對沿途的環(huán)境造成污染。2電鍍污泥的處理與處置由于電鍍污泥中含有大量的貴金屬，具有回收價值，因而電鍍生產過程中產生的金、銀等貴金屬，一般各企業(yè)內部已經回收，不會進入電鍍污泥中。根據各種重金屬的市場價格，電鍍污泥中一般較具有回收價值的是含鎳污泥和含銅污泥。本文以處理量為1萬t/d廢水處理站為例，簡要介紹了產生的含鎳污泥和含銅污泥的“酸浸出”回收處理工藝。含鎳污泥處理酸浸出工藝含鎳污泥的分離處理包括酸浸出、銅萃取和除雜提純三個步驟。酸浸出電鍍污泥中加水、硫酸，利用化學反應熱進行浸出，pH為，固：水：酸=1：4：1,攪拌小時，鎳、銅的浸出率大于96%，浸出到終點后，進行壓力過濾，浸出液送后道萃取，浸出渣水洗干凈后送固化場制磚固化處理，清洗水返回酸浸出。浸出過程的主要化學反應如下：Ni+HSO二NiSO+HtTOC\o"1-5"\h\z2 4 4 2Ni（OH）+HSO=NiSO+2HO2 2 4 4 2NiO+HSO=NiSO+HO2 4 4 2FeO+HSO=FeSO+HO24 42CuO+HSO=CuSO+HO24 42Cu（OH）+HSO=CuSO+2HO2 2 4 4 2銅萃取

萃取液用磺化煤油做載體，形成銅萃取有機相，用量為磺化煤油：萃取劑=15：1,萃取條件為：pH=2，有機相（O）:水相（W）=l：l,采用兩段萃取以最大限度地萃取浸出液中的銅，萃取到終點后靜置分層，萃取水相除雜提純硫酸鎳，銅負載有機相用10%?15%的硫酸反萃得硫酸銅溶液，空載有機相送銅萃取。采用國際先進的銅萃取劑，銅的萃取率可達99％以上。由于萃取液中銅含量較低，為便于后道的銅提取，用膜反滲透進行濃縮，同時可以將反滲透水用于浸出渣的水洗，節(jié)約水的用量。除雜提純經過銅萃取后，富鎳溶液中還含有鐵、少量的銅、鈣和鎂等雜質，必須除雜后才能制得符合工業(yè)標準的硫酸鎳。提銅后的富鎳溶液經.針鐵礦法除鐵后壓濾，壓濾渣送固化場固化處理，濾液用雜質萃取液萃雜，進一步深度除雜后得到工業(yè)級的硫酸鎳溶液。在這個過程中，鎳的損失很少，通過提純，鎳的回收率可達98%。部分清洗廢水送中和污水處理池處理達標后排放。用“酸浸出－多級萃取”工藝，污泥中的鎳、銅回收率可達96%以上。通過鎳物料平衡可以看出，最后的廢渣量僅有原污泥的20%左右，從而大大減少了污泥的排放量。含鎳污泥處理工藝流程見圖1?！?1F■+1F1含銅污泥處理酸浸出工藝含銅污泥的分離處理包括酸浸出、銅萃取和鎳富集三個步驟。酸浸出電鍍污泥中加水、硫酸、氧化劑，利用化學反應熱進行浸出，pH為，固：水：酸=1：4：1,攪拌小時，鎳的浸出率大于98%，銅大于96%，浸出到終點后,重力過濾，浸出液送后道萃取，浸出渣水洗干凈后送固化場制磚固化處理，清洗水返回酸浸出。浸出的主要化學反應如下：CuO+HSO=CuSO+HOTOC\o"1-5"\h\z2 4 4 2Cu(OH)+HSO=CuSO+2HO2 2 4 4 2Ni+HSO二NiSO+Ht2 4 4 2Ni(OH)+HSO=NiSO+2HO2 2 4 4 2NiO+HSO=NiSO+HO24 42FeO+HSO=FeSO+HO24 42銅萃取萃取液用磺化煤油做載體，形成銅萃取有機相，用量為磺化煤油：萃取劑=15：1，萃取條件為：pH=2，有機相(0):水相(W)=l：l，采用兩段萃取以最大限度地萃取浸出液中的銅，萃取到終點后靜置分層，萃取水相送鎳萃取富集硫酸鎳，銅負載有機相用10%?15%的硫酸反萃得硫酸銅溶液，空載有機相送銅萃取。采用國際先進的萃取劑，銅的萃取率可達99%以上。反萃液經熱濃縮后得到工業(yè)五水硫酸銅。鎳的萃取和富集經過銅萃取后，萃取余液中還含有鎳、鐵、鈣和鎂等重金屬，由于鎳含量較低，所以必須經多級萃取將鎳富集，才能便于提純。在這個過程中，鎳的損失很少，鎳的回收率可達98%。反萃液經膜反滲透富集后送鎳提純，水回用于浸出渣的水洗。用“酸浸出－多級萃取”工藝，污泥中的鎳、銅回收率可達96%以上。鎳富集過程中的部分廢水送污水處理廠綜合污水池處理達標后排放。含銅污泥處理工藝流程見圖2。含銅、含鎳污泥處理主要原材料消耗及理化性質主要原輔材料主要原輔材料規(guī)格及年耗量見表2。

圍24?徑圍24?徑盤再卍七巨表2污泥處理生產主要猱料消耘情況污泥處瘵聯料名唏年也量⑴含鐮污熄Ni=10,5%軌酸峽卻15%4204鏑污匹伺的h*J*kr-,U.iX98-i-心2fl.2潛旳性〔磯比厲社：巨Ma,CO3工業(yè)級3110眾化鈉工蛀簸0.5含鋼污泥5：11現105硫醱15%J2A-憑加繚存斃回收益氫毗的201.4軻更取即L江軸齊心諜埜麻河〔疋的10-2洱吾注1磺先煤注｝1阮表9污泥中的主要金屬含雖及鞫相組成墩目錨污怩禽銅污幅污淀量(t/a)lasMLMiCOII^,MiO,MiSCu,CllCTI}^CuO,CuSCu,5〔OHh50、CuSNu NiQN15鐮會量図川上L2貶魯量皿IL5W.2高濃度含銅污泥和含鎳污泥的產生污泥處理生產中所涉及的污泥，均為電鍍生產線產生的污泥。電鍍企業(yè)一般涉及銅、鎳、鋅、錫、鉻、金、銀等電鍍和化學鍍工藝，電鍍廢水中含有銅、鎳、鋅錫、鉻、金、銀、鍍件金屬等重金屬，電鍍污水可采用化學法為主輔以生化法的處理工藝。對污水處理產生的污泥進行回收利用時，為了便于金屬的回收利用，在電鍍污水處理過程中采用分質單獨收集，分別進行化學沉淀處理，這樣可以得到相對單純的含銅、含鎳污泥。電鍍污泥在經過重力脫水和機械壓縮后得到含水量約75％的泥渣。污泥中的重金屬含量及物相組成見表3。從表3中可以看出，銅、鎳占重金屬總排放量的比例較大，具有較大的回收利用價值；錫、鉻、鋅等重金屬占總金屬排放量的比例較少，利用價值不高，可外售給其他企業(yè)進行固化制磚處理；金、銀等屬于貴金屬，由各電鍍生產廠家采用在線回收處理，污泥回收可不予考慮。含銅、含鎳污泥處理中的物料平衡含鎳污泥處理的物料平衡（見表4和圖3）表4含複污泥處理生產線物料平衝表人方出方數童(t/a)樹料名環(huán)數量（Uai含擁污魁8ft產品■46的圖:裁加r:15%琥藪伽惠朮5貞蘋取楓；UX9開）2鐮芟盟起〔F沖門0,2惡逡20.5貸匕媒注6權汽35*1.21061WNaOTJAMa=CO：:3叫Q2.S陶F0rjntt餅工合訂挪衛(wèi)

2d"+ 12d"+ 1r1Tn： 1皿 沁 ■\■--:曲盅:r | L圖3含慎污泥處理物料平衢圖含銅污泥處理的物料平衡（見表5和圖4）表5含竭污泥處理物料平衡表人舌出方'務斜孕鬆數呈［t/a)稱科客卿數是(t/a)含舉污濕lfl-5產品J942ft420IW340?11.20,2謨牝煤注i<>,5引仆J衣W1啤lift.J合什II5L2金屬平衡污泥處理的鎳、銅平衡見圖5。

I:笛反萃含捅污泥處理物料平衡IS團丙污泥處理鎮(zhèn)*舸平衢團P.nfi：2.969*：.2.：）.：.：J26<].35.1±9U.：；[.4i[.Io.L5i/a.i28.：I:笛反萃含捅污泥處理物料平衡IS團丙污泥處理鎮(zhèn)*舸平衢團P.nfi：2.969*：.2.：）.：.：J26<].35.1±9U.：；[.4i[.Io.L5i/a.i28.：：.L41St■奧掖￡：';住c”芫L「理牴曜:■■■■■'~r■」■■J22■to ■n■w■■■■忙$乳