電鍍污泥處置方法

———電鍍污泥處置方法1、電鍍污泥的市場規(guī)模

1.1電鍍污泥的產(chǎn)生量

在電鍍工藝中，會采納包括銅、鋅、鎳、鉻等多種重金屬，電鍍后，其中金屬會進(jìn)入了電鍍廢水。現(xiàn)階段對電鍍廢水的處理，一般是物理法、化學(xué)法和生物法。其中化學(xué)法是目前國內(nèi)外應(yīng)用最普遍的，據(jù)報道,我國約有41%的電鍍廠采納化學(xué)法處理電鍍廢水。

我國約有15000家電鍍生產(chǎn)企業(yè)，有3億m2電鍍面積生產(chǎn)力量，每年排放約40億m3電鍍廢水，廢水產(chǎn)生約1000萬t電鍍污泥。

1.2電鍍污泥的經(jīng)濟(jì)效益

電鍍污泥中通常含有3%～5%鉻、2%～4%鎳、1%～2%銅、1%～2%鋅和80%水。品位遠(yuǎn)高于金屬富礦石，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。以鎳為例：一般鎳礦石，當(dāng)含量達(dá)到2%的鎳時就具備了開采條件，而一般電鍍污泥中鎳含量為2%~4%，可見電鍍污泥的金屬回收利用價值很高。例如：假設(shè)某危廢處置企業(yè)每年處置含銅電鍍污泥20萬t，銅含量平均在2%，根據(jù)銅回收率98%，回收銅金屬價格30000元/t，污泥處置費是2000元/t，那么一年的總收入是：5.2億元。那么全國1000t的電鍍污泥，僅銅的資源化總值是：260億元，由此可見，電鍍污泥資源化的經(jīng)濟(jì)效益是很可觀的。

2、電鍍污泥的性質(zhì)與危害

電鍍污泥含有銅、鎳、鉻和鐵等多種金屬，成分很簡單，有些具有電鍍污泥還含有大量的氰化物等。但電鍍污泥中重金屬等有害物質(zhì)性質(zhì)不穩(wěn)定，在環(huán)境中會遷移性，導(dǎo)致生物體內(nèi)積累，重金屬在外部環(huán)境作用下會流入環(huán)境，分布在水體、大氣和土壤中，最終進(jìn)入食物鏈，造成全生態(tài)系統(tǒng)的污染。

3、電鍍污泥的處置方法

3.1電鍍污泥的減量化處理

電鍍污泥是來源電鍍廢水，作為電鍍污泥的產(chǎn)生單位，要想實現(xiàn)電鍍污泥的減量化，主要有三個方法：一是采納更先進(jìn)的、更環(huán)保的電鍍工藝，做到電鍍廢水減量或電鍍廢水中的金屬最大化利用。二是實現(xiàn)電鍍廢水的分流，需將不同電鍍工藝(電鍍銅、電鍍鎳、電鍍鋅等)產(chǎn)生的廢水分開存儲與處理，一方面可提升電鍍污泥中的金屬品嘗，提高附加值;另一方面降低電鍍污泥的處理難度。三是采納節(jié)能減排技術(shù)，實現(xiàn)出廠的電鍍污泥含水率降低，削減電鍍污泥的總量，減輕了電鍍污泥的存儲、運(yùn)輸風(fēng)險和下游危廢處置企業(yè)的處置壓力。

3.2電鍍污泥的資源化處理

3.2.1火法處理技術(shù)

火法熔煉前，電鍍污泥要先進(jìn)行烘干等前處理，有時為了提高熔煉效率，通過添加目標(biāo)金屬來提高污泥中的金屬含量，加入鐵礦石、石英石、石灰石等作為熔煉輔料，以煤炭、焦碳為燃料，并以碳和煤燃燒過程產(chǎn)生的一氧化碳為還原物，在電鍍污泥火法熔煉中，添加劑的種類與用量等因素對工藝影響較大。由于電鍍污泥含有大量水，熱值低，同時金屬含量相對較少且金屬種類多等特點，所以火法熔煉在處理電鍍污泥會存在能耗高、金屬回收單一且回收率不高、煙氣難以處理達(dá)標(biāo)等缺點。

3.2.2濕法處理技術(shù)

電鍍污泥濕法提取重金屬是添加化學(xué)試劑將電鍍污泥浸出與分別。其前提是將重金屬從電鍍污泥中浸出并在溶液中穩(wěn)定存在，電鍍污泥的處理主要有酸浸和氨浸兩種工藝。

3.2.2.1酸浸

李盼盼以硫酸為浸出劑，討論電鍍污泥中銅和鎳的浸出率，從不同的酸加入量考察了對銅和鎳浸出效果的影響，試驗結(jié)果表明，加入10%硫酸，振蕩0.5h后，污泥中銅和鎳的浸出率均在95%以上;而李鵬則分別考察了三種低分子有機(jī)酸對電鍍污泥中鋅和鉛等重金屬浸出效果，結(jié)果表明檸檬酸對鋅和鉛浸出效果比其他有機(jī)酸要好。

濕法浸出電鍍污泥的金屬的大量討論結(jié)果發(fā)覺：當(dāng)浸出液濃度提高，整個工藝產(chǎn)生廢水量小，但酸浸存在金屬浸出選擇性差，浸出液凈化過程簡單，消耗大量的酸堿及除雜劑等缺點。

3.2.2.2氨浸

因酸浸存在選擇性差等缺點，討論者開發(fā)了氨浸法資源化處理電鍍污泥中工藝。氨浸法是采納氨水為浸出劑，利用氨水中的銨根選擇性絡(luò)合電鍍污泥中有價金屬元素，從而達(dá)到與其他金屬元素分別的目的。

程潔紅使用NH3·H2O-(NH4)2SO4體系對電鍍污泥中銅、鎳、鋅浸出，采納氫還原實現(xiàn)氨浸液中銅、鎳與鋅的分別。

但氨浸法也存在如濃度大于18%時的氨水簡單揮發(fā)，有很大的刺激性氣味等缺點，操作環(huán)境惡劣，所以氨浸法對設(shè)備的密封性要求很高，浸出裝置要求較高的密封性和耐腐蝕性。

3.2.3火法-濕法聯(lián)用處理技術(shù)

火法-濕法聯(lián)合處理電鍍污泥工藝，是先通過火法工藝進(jìn)行預(yù)處理，脫除電鍍污泥一些成分如水、有機(jī)物及部分雜質(zhì)，預(yù)處理后，有價金屬得到富集，再選用合適的浸出劑浸出有價金屬。該工藝對處理高有機(jī)物、簡單成分的污泥較有意義。

陳嫻等[7]對電鍍污泥先采納炭還原和焙燒，再采納硫酸浸出和萃取對銅進(jìn)行了分別，萃取得到的硫酸銅溶液，經(jīng)濃縮結(jié)晶后，得到純度大于97%的硫酸銅晶體，該聯(lián)用工藝解決了火法工藝處理電鍍污泥的原料金屬品位低、投資高、二次污染嚴(yán)峻的問題，同時相對單獨的熔煉設(shè)備，采納還原焙燒預(yù)處理工藝，其設(shè)備的投資和掌握難度也低。為混合電鍍污泥的資源化利用供應(yīng)了另一個可行方案。

3.2.4電鍍污泥資源化處置技術(shù)對比(表1)

3.3電鍍污泥的無害化處理

3.3.1材料化

電鍍污泥的材料化技術(shù)是指利用電鍍污泥為原料或輔料生產(chǎn)建筑材料、磁性材料、陶瓷材料等材料的過程。Ract進(jìn)行了討論，結(jié)果發(fā)覺將含量是2%的含鉻電鍍污泥加入水泥中，不會影響水泥的強(qiáng)度，這進(jìn)一步為電鍍污泥無害化處理供應(yīng)了思路。

3.3.2固化/穩(wěn)定化

固化/穩(wěn)定化處置電鍍污泥是一種非資源化處置方法，目的是使電鍍污泥中的重金屬被包涵起來，無凈出毒性，以降低危急性，最終予以填埋。Hills討論發(fā)覺，水泥和粉煤灰根據(jù)肯定的比例加入并固化，可以很好的防止重金屬的浸出。

4、電鍍污泥資源化處置方法的進(jìn)展趨勢

4.1火法

火法有色金屬冶煉和金屬再生冶煉經(jīng)受了從傳統(tǒng)鼓風(fēng)爐到富氧熔池熔煉技術(shù)的進(jìn)展，60年月中期，中國勝利地進(jìn)行了料封式密閉鼓風(fēng)爐工業(yè)試驗后，相繼用以改造放開式鼓風(fēng)爐，解決煙害問題。至此中國的放開式鼓風(fēng)爐銅锍熔煉已全被料封式和料鐘式密閉鼓風(fēng)爐取代，至此密閉鼓風(fēng)爐得到快速進(jìn)展，特殊在冶金行業(yè)，2022年，某公司首次將密閉鼓風(fēng)爐應(yīng)用到電鍍污泥的火法熔煉，實現(xiàn)該技術(shù)在危廢處置領(lǐng)域的應(yīng)用，但早在2022年，鼓風(fēng)爐在銅再生領(lǐng)域就被列入重點淘汰產(chǎn)品《國家明令淘汰的落后生產(chǎn)工藝裝備產(chǎn)品名目》，目前比較先進(jìn)的技術(shù)有富氧熔池熔煉(頂吹、底吹、側(cè)吹)等。

從市場看，富氧側(cè)吹熔池熔煉爐工藝在危廢領(lǐng)域已有勝利應(yīng)用案例，并且越來越多的環(huán)保企業(yè)開頭采納該先進(jìn)的工藝來進(jìn)行危廢資源化：某公司于2022年已將該技術(shù)勝利應(yīng)用于重金屬危廢資源化項目，處理規(guī)模8萬t/a，該項目已運(yùn)行3a多，目前該公司有其它兩個類似項目正在進(jìn)行設(shè)計。

現(xiàn)從以下幾點對比密閉鼓風(fēng)爐與富氧側(cè)吹熔池熔煉爐處理電鍍污泥優(yōu)缺點(表2)。

4.2濕法

由于電鍍污泥的含水率很高,可以利用電鍍污泥中的水分充當(dāng)溶解介質(zhì)，所以濕法工藝在處理電鍍污泥中有肯定優(yōu)勢，主要有酸法和堿法，兩者對比優(yōu)缺點如表3。

由此可見：酸法和堿法在處置電鍍污泥各有弊端，但隨著技術(shù)的進(jìn)展，以后進(jìn)展方向有一下幾點：

①廢水的零排放：不論酸法和堿法，都很難實現(xiàn)廢水的無限循環(huán)，溶解后的廢水中含有有機(jī)物、鹽類都會最終影響電鍍污泥的溶解，目前有采納MVR技術(shù)，蒸餾回收水，滿意整個工藝的水平衡。

②多工藝組合處理：處置電鍍污泥的上述方法各有其優(yōu)缺點，應(yīng)當(dāng)依據(jù)電鍍污泥的成分進(jìn)行選擇。

對有金屬回收價值的電鍍污泥，優(yōu)先考慮資源化處置技術(shù)。對于單組分且有機(jī)物含量少的電鍍污泥，可采納濕法技術(shù)，具有設(shè)備投資低、二次污染小、金屬回收率高等優(yōu)點;對于多成分且有機(jī)物含量高的電鍍污泥，可采納還原焙燒-濕法技術(shù)，解決了火法熔煉工藝設(shè)備投資高、煙氣污染嚴(yán)峻、金屬回收率低的問題，還原焙燒預(yù)處理設(shè)備的投資和掌握難度也大大低于熔煉設(shè)備;對于成分簡單、毒性大、金屬價值不高的電鍍污泥，可采納無害化處置技術(shù)，如固化/穩(wěn)定化。

由分析結(jié)果可見：電鍍污泥的資源化處置是當(dāng)前幾種處置方法中最有前景的。以后的電鍍污泥資源化處置進(jìn)展趨勢，可以總結(jié)如下：

①對于大規(guī)模的電鍍污泥資源化處置，宜采納火法資源化技術(shù)，建議采納富氧側(cè)吹熔池熔煉爐等先進(jìn)工藝進(jìn)行熔煉資源化;

②對于小規(guī)模的電鍍污泥資源化處置，建議采納濕法和火法(玻璃化熔融)聯(lián)用技術(shù)，實現(xiàn)金屬資源回收、廢水零排放、徹底無害化。有限公司，上海環(huán)境工程設(shè)計討論院有限公司)

1、電鍍污泥的市場規(guī)模

1.1電鍍污泥的產(chǎn)生量

在電鍍工藝中，會采納包括銅、鋅、鎳、鉻等多種重金屬，電鍍后，其中金屬會進(jìn)入了電鍍廢水?，F(xiàn)階段對電鍍廢水的處理，一般是物理法、化學(xué)法和生物法。其中化學(xué)法是目前國內(nèi)外應(yīng)用最普遍的，據(jù)報道,我國約有41%的電鍍廠采納化學(xué)法處理電鍍廢水。

我國約有15000家電鍍生產(chǎn)企業(yè)，有3億m2電鍍面積生產(chǎn)力量，每年排放約40億m3電鍍廢水，廢水產(chǎn)生約1000萬t電鍍污泥。

1.2電鍍污泥的經(jīng)濟(jì)效益

電鍍污泥中通常含有3%～5%鉻、2%～4%鎳、1%～2%銅、1%～2%鋅和80%水。品位遠(yuǎn)高于金屬富礦石，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。以鎳為例：一般鎳礦石，當(dāng)含量達(dá)到2%的鎳時就具備了開采條件，而一般電鍍污泥中鎳含量為2%~4%，可見電鍍污泥的金屬回收利用價值很高。例如：假設(shè)某危廢處置企業(yè)每年處置含銅電鍍污泥20萬t，銅含量平均在2%，根據(jù)銅回收率98%，回收銅金屬價格30000元/t，污泥處置費是2000元/t，那么一年的總收入是：5.2億元。那么全國1000t的電鍍污泥，僅銅的資源化總值是：260億元，由此可見，電鍍污泥資源化的經(jīng)濟(jì)效益是很可觀的。

2、電鍍污泥的性質(zhì)與危害

電鍍污泥含有銅、鎳、鉻和鐵等多種金屬，成分很簡單，有些具有電鍍污泥還含有大量的氰化物等。但電鍍污泥中重金屬等有害物質(zhì)性質(zhì)不穩(wěn)定，在環(huán)境中會遷移性，導(dǎo)致生物體內(nèi)積累，重金屬在外部環(huán)境作用下會流入環(huán)境，分布在水體、大氣和土壤中，最終進(jìn)入食物鏈，造成全生態(tài)系統(tǒng)的污染。

3、電鍍污泥的處置方法

3.1電鍍污泥的減量化處理

電鍍污泥是來源電鍍廢水，作為電鍍污泥的產(chǎn)生單位，要想實現(xiàn)電鍍污泥的減量化，主要有三個方法：一是采納更先進(jìn)的、更環(huán)保的電鍍工藝，做到電鍍廢水減量或電鍍廢水中的金屬最大化利用。二是實現(xiàn)電鍍廢水的分流，需將不同電鍍工藝(電鍍銅、電鍍鎳、電鍍鋅等)產(chǎn)生的廢水分開存儲與處理，一方面可提升電鍍污泥中的金屬品嘗，提高附加值;另一方面降低電鍍污泥的處理難度。三是采納節(jié)能減排技術(shù)，實現(xiàn)出廠的電鍍污泥含水率降低，削減電鍍污泥的總量，減輕了電鍍污泥的存儲、運(yùn)輸風(fēng)險和下游危廢處置企業(yè)的處置壓力。

3.2電鍍污泥的資源化處理

3.2.1火法處理技術(shù)

火法熔煉前，電鍍污泥要先進(jìn)行烘干等前處理，有時為了提高熔煉效率，通過添加目標(biāo)金屬來提高污泥中的金屬含量，加入鐵礦石、石英石、石灰石等作為熔煉輔料，以煤炭、焦碳為燃料，并以碳和煤燃燒過程產(chǎn)生的一氧化碳為還原物，在電鍍污泥火法熔煉中，添加劑的種類與用量等因素對工藝影響較大。由于電鍍污泥含有大量水，熱值低，同時金屬含量相對較少且金屬種類多等特點，所以火法熔煉在處理電鍍污泥會存在能耗高、金屬回收單一且回收率不高、煙氣難以處理達(dá)標(biāo)等缺點。

3.2.2濕法處理技術(shù)

電鍍污泥濕法提取重金屬是添加化學(xué)試劑將電鍍污泥浸出與分別。其前提是將重金屬從電鍍污泥中浸出并在溶液中穩(wěn)定存在，電鍍污泥的處理主要有酸浸和氨浸兩種工藝。

3.2.2.1酸浸

李盼盼以硫酸為浸出劑，討論電鍍污泥中銅和鎳的浸出率，從不同的酸加入量考察了對銅和鎳浸出效果的影響，試驗結(jié)果表明，加入10%硫酸，振蕩0.5h后，污泥中銅和鎳的浸出率均在95%以上;而李鵬則分別考察了三種低分子有機(jī)酸對電鍍污泥中鋅和鉛等重金屬浸出效果，結(jié)果表明檸檬酸對鋅和鉛浸出效果比其他有機(jī)酸要好。

濕法浸出電鍍污泥的金屬的大量討論結(jié)果發(fā)覺：當(dāng)浸出液濃度提高，整個工藝產(chǎn)生廢水量小，但酸浸存在金屬浸出選擇性差，浸出液凈化過程簡單，消耗大量的酸堿及除雜劑等缺點。

3.2.2.2氨浸

因酸浸存在選擇性差等缺點，討論者開發(fā)了氨浸法資源化處理電鍍污泥中工藝。氨浸法是采納氨水為浸出劑，利用氨水中的銨根選擇性絡(luò)合電鍍污泥中有價金屬元素，從而達(dá)到與其他金屬元素分別的目的。

程潔紅使用NH3·H2O-(NH4)2SO4體系對電鍍污泥中銅、鎳、鋅浸出，采納氫還原實現(xiàn)氨浸液中銅、鎳與鋅的分別。

但氨浸法也存在如濃度大于18%時的氨水簡單揮發(fā)，有很大的刺激性氣味等缺點，操作環(huán)境惡劣，所以氨浸法對設(shè)備的密封性要求很高，浸出裝置要求較高的密封性和耐腐蝕性。

3.2.3火法-濕法聯(lián)用處理技術(shù)

火法-濕法聯(lián)合處理電鍍污泥工藝，是先通過火法工藝進(jìn)行預(yù)處理，脫除電鍍污泥一些成分如水、有機(jī)物及部分雜質(zhì)，預(yù)處理后，有價金屬得到富集，再選用合適的浸出劑浸出有價金屬。該工藝對處理高有機(jī)物、簡單成分的污泥較有意義。

陳嫻等[7]對電鍍污泥先采納炭還原和焙燒，再采納硫酸浸出和萃取對銅進(jìn)行了分別，萃取得到的硫酸銅溶液，經(jīng)濃縮結(jié)晶后，得到純度大于97%的硫酸銅晶體，該聯(lián)用工藝解決了火法工藝處理電鍍污泥的原料金屬品位低、投資高、二次污染嚴(yán)峻的問題，同時相對單獨的熔煉設(shè)備，采納還原焙燒預(yù)處理工藝，其設(shè)備的投資和掌握難度也低。為混合電鍍污泥的資源化利用供應(yīng)了另一個可行方案。

3.2.4電鍍污泥資源化處置技術(shù)對比(表1)

3.3電鍍污泥的無害化處理

3.3.1材料化

電鍍污泥的材料化技術(shù)是指利用電鍍污泥為原料或輔料生產(chǎn)建筑材料、磁性材料、陶瓷材料等材料的過程。Ract進(jìn)行了討論，結(jié)果發(fā)覺將含量是2%的含鉻電鍍污泥加入水泥中，不會影響水泥的強(qiáng)度，這進(jìn)一步為電鍍污泥無害化處理供應(yīng)了思路。

3.3.2固化/穩(wěn)定化

固化/穩(wěn)定化處置電鍍污泥是一種非資源化處置方法，目的是使電鍍污泥中的重金屬被包涵起來，無凈出毒性，以降低危急性，最終予以填埋。Hills討論發(fā)覺，水泥和粉煤灰根據(jù)肯定的比例加入并固化，可以很好的防止重金屬的浸出。

4、電鍍污泥資源化處置方法的進(jìn)展趨勢

4.1火法

火法有色金屬冶煉和金屬再生冶煉經(jīng)受了從傳統(tǒng)鼓風(fēng)爐到富氧熔池熔煉技術(shù)的進(jìn)展，60年月中期，中國勝利地進(jìn)行了料封式密閉鼓風(fēng)爐工業(yè)試驗后，相繼用以改造放開式鼓風(fēng)爐，解決煙害問題。至此中國的放開式鼓風(fēng)爐銅锍熔煉已全被料封式和料鐘式密閉鼓風(fēng)爐取代，至此密閉鼓風(fēng)爐得到快速進(jìn)展，特殊在冶金行業(yè)，2022年，某公司首次將密閉鼓風(fēng)爐應(yīng)用到電鍍污泥的火法熔煉，實現(xiàn)該技術(shù)在危廢處置領(lǐng)域的應(yīng)用，但早在2022年，鼓風(fēng)爐在銅再生領(lǐng)域就被列入重點淘汰產(chǎn)品《國家明令淘汰的落后生產(chǎn)工藝裝備產(chǎn)品名目》，目前比較先進(jìn)的技術(shù)有富氧熔池熔煉(頂吹、底吹、側(cè)吹)等。

從市場看，富氧側(cè)吹熔池熔煉爐工藝在危廢領(lǐng)域已有勝利應(yīng)用案例，并且越來越多的環(huán)保企業(yè)開頭采納該先進(jìn)的工藝來進(jìn)行危廢資源化：某公司于2022年已將該技術(shù)勝利應(yīng)用于重金屬危廢資源化項目，處理規(guī)模8萬t/a，該項目已運(yùn)行3a多，目前該公司有其它兩個類似項目正在進(jìn)行設(shè)計。

現(xiàn)從以下幾點對比密閉鼓風(fēng)爐與富氧側(cè)吹熔池熔煉爐處理電鍍污泥優(yōu)缺點(表2)。