从电镀污泥中回收有价金属制备阴极铜和电池级硫酸镍的方法
【专利说明】从电滤巧泥中回收有价金属制备阴极铜和电池级硫酸镇的 方法
[0001]
技术领域： 本发明涉及一种电锥污泥的处理提取金属方法，特别涉及一种从电锥污泥中回收有价 金属制备阴极铜和电池级硫酸媒的方法。
[000引【背景技术】： 现代社会电锥产品随处可见，大到飞机、军舰，小至手机、钢笔，都离不开电锥。电锥产 品已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。而电锥废水处理产生的电锥污泥更是数量 庞大！送些废物含有大量重金属，而且有价值的金属亦是非常可观，如果不能妥善处理会 造成严重的环境污染，而其中含有的化、Ni、Zn、化等重金属更是危害巨大，因此无害化处 理电锥污泥回收其中有价值金属成为冶金业内现在热议的一个话题。而电锥污主要成含有 化、化、化、化、Fe、有机添加剂等。
[0003]目前，电锥污泥处理处置方法大致有W下几种： 1、 用于制砖或作为水泥的原材料。此方法没有对化、Ni、化等有价金属进行回收； 2、 火法冶炼处理。此方法回收的铜媒产品附加值低且工艺不环保； 3、 酸浸法。一般酸浸法处理电锥污泥得到的产品为海绵铜及碳酸媒或硫化铜及硫化 媒，送些产品的附加值低而且铜、媒的总回收率低； 4、 氨浸法。此方法需要用到氨水，由于氨的易挥发、有强烈的刺激性气味，造成工作环 境较差。
[0004]目前，酸浸法是电锥污泥综合回收利用有价金属最热口、最成熟的工艺，国内外对 酸浸法的研究和应用都比较多，如中国专利CN102031373A公开一种从电锥污泥中回收媒、 铜的方法，其先将硫酸加入电锥污泥中，浸出该电锥污泥中含有的媒、铜、铁、巧、镇和館等 金属；加入过氧化氨，采用E.Z.针铁矿法去除铁和館；加入氣化钢去除巧镇；加入P507萃 取剂和煤油萃铜，反萃后的硫酸铜溶液生产硫酸铜或电极铜；萃取铜后的含媒萃余液中再 次加入P507萃取剂和煤油萃取媒，反萃后的硫酸媒溶液生产硫酸媒。该方法去除巧、镇所 用的氣化钢价格昂贵，造成生产成本高，而且生产过程中还会产生大量的氣化巧和氣化镇 渣，带走部分铜和媒，造成铜、媒的回收率降低，氣化巧和氣化镇渣还属于危险废物，难W处 理；中国专利CN102417987A公开一种从电锥污泥中回收有价金属的方法，W电锥泥为 原料，综合运用湿法冶金中的浸出原理、氧化还原原理、萃取原理、铁屑置换原理、蒸发结晶 原理等理论和手段，采用"电锥污泥酸分解-浸出液净化除館铁-P204除杂-P507富集-浓 缩结晶"工艺，同时采用萃取除巧镇的方法除巧镇，替代传统的氣化钢除巧镇。媒的回收率 达95%，回收海绵铜的铜含量大于80%。该方法回收的铜产品为海绵铜，附加值低，而且萃 取化时需要用液碱皂化，生产成本较高；而且Mg2邢Ni2+的抑-E曲线相隔较化回收的硫 酸媒溶液中的镇去除不彻底，只能生产电锥级的硫酸媒。
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【发明内容】
： 本发明是针对上述现有技术存在的不足，提供一种从电锥污泥中回收有价金属制备阴 极铜和电池级硫酸媒的方法，W电锥污泥为原料，将电锥污泥制成混合水溶液，加浓硫酸溶 解，污泥中的有价金属回收率高，产品附加值高、对环境友好的综合回收电锥污泥中铜、媒 金属的方法，提取成本更低，生产工艺更环保，不会造成二次污染。
[0006] 本发明一种从电锥污泥中回收有价金属制备阴极铜和电池级硫酸媒的方法，W电 锥污泥为原料，电锥污泥的溶解浸出，将电锥污泥制成混合水溶液，加浓酸溶解为溶解液， 包括1)化萃取、电解；2)Ni除杂；3)Ni萃取除杂、富集萃取；4)Ni蒸发结晶；控制溶解液中 的化、Ni的浓度分别各为5-20g/l，pH=l-2. 5,并控制溶解液中的化、Ni的浸出率> 98. 5%。
[0007] 本发明所述的一种电锥污泥中回收有价金属制备阴极铜和电池级硫酸媒的方法， 所述1)化萃取、电解，化萃取其优选是W萃取剂M5640或LiX984与260#煤油混合为有 机相，溶解液为水相，控制水相与有机相流比为1 ; 1. 5-4,进行化萃取，得萃余液，控制 萃余液中的化《0. 〇2g/L;所述电解，是控制电贫液化浓度为25-40g/L，W2. 5-3N的 硫酸-硫酸铜混合液为反萃酸，控制反萃酸和负载有机相质量比为1 ;3-4,得到化浓度 为30-45g/L、为2-2. 5N的硫酸铜溶液作电前液，控制电解槽温度在41-45 °C，槽电压 1. 5-2. 0V，电流3000-6000mA电积，制99. 95%-99. 99%的阴极铜板；控制萃取剂与260#煤油 的V/V比为 10-25 ;90-75。
[0008] 所述负载有机相为含电贫液的溶液。
[0009] 本发明所述的方法，所述2)Ni除杂，优选是将1)化萃取后所得的萃余液，加入氧 化剂双氧水或氯酸盐，将二价化2+离子氧化成化 3+，水解，用碱调整抑=3. 5-5. 5所述碱为纯 碱或氨氧化巧，控制温度为60-9(TC，除去化、化杂质，得硫酸媒溶液F1，控制硫酸媒溶液F1 中到含化、化浓度小于lOppm，Ni的浓度为6-20g/L。所述氯酸盐优选氯酸钢。
[0010] 本发明所述的方法，3)Ni萃取除杂、富集萃取，所述Ni萃取除杂优选是W 切anex272为萃取剂与260#煤油按V/V比10-25 ;90-75的配比为有机相，W硫酸媒溶液F1 为水相，控制有机相的皂化度在35-70%，控制水相的抑为5. 2-5. 8，水相与有机相流比为1 ; 1. 5-3对硫酸媒溶液F1的金属杂质深度除杂萃取，得到硫酸媒溶液F2,控制硫酸媒溶液F2 中的化、化、化、Zn、化、Mg金属含量分别都小于lOppm，Ni的浓度为6-20g/L;所述富集萃 取，是WP507为萃取剂与260#煤油按按V/V比10-25 ;90-75的配比作有机相，W硫酸媒溶 液F2为水相，控制有机相的皂化度在35-70%，水相与有机相流比为1 ; 1. 5-3,进行对硫酸媒 溶液F2的除化及阴离子和Ni富集萃取，W浓度为3-6N的硫酸作反萃酸进行反萃，得硫酸 媒溶液F3,控制硫酸媒溶液F3中的化、阴离子含量都小于0.Olg/l，Ni浓度为100~120g/ L。
[0011] 本发明所述的方法，4)Ni蒸发结晶，优选是将硫酸媒溶液F3经过多效蒸发至密 度1. 5-1. 9g/cm3,冷却至40-52°C结晶获得颗粒均匀、得媒含量大于22%的六水合硫酸媒晶 体。
[0012] 本发明方法采用上述技术方案的有益效果是： (1)本发明技术方案处理电锥污泥，得到铜为含量99. 95%-99. 99%铜板，和完全达到 电池材料要求的六水合硫酸媒，产品附加值高； 口）本发明采用料多种，萃取技术铜、媒回收率高，均大于98%，且反萃得到的硫酸锋溶 液可生产工业硫酸锋，很好的实现了变废为宝，综合利用的循环经济，降低资源浪费，降低 生产成本低，提炼成本低； 樹本发明技术方案处理电锥污泥产生的废水后，能够回用于生产，没有危险废物氣化 巧和氣化镇渣，只有少量的铁館渣，可w用作制砖或水泥原材料，不会造成二次污染； (4)本发明生产成本低，不用使用昂贵的氣化钢；Ni可富集到100~120g/l，蒸汽消耗量 少；送也就提高了从电锥污泥中提取铜、媒的经济效益，更易实现工业化生产。
[0013] 本发明提取铜可按如下工艺，也可采用现有生产工艺方法进行： 电锥污泥、浓硫酸、水一浸出溶铜一铜萃取、萃余液一铜反萃一铜电积、电贫液一阴极 铜。
[0014] 工艺说明；将电锥污泥先用纯水制成水溶液后和浓硫酸一般是质量浓度为96%W 上的硫酸，制成酸性溶解液，进行浸出溶铜，经铜萃取，铜萃取后的萃余液经净化除杂后，滤 液提取其余的贵金属，过滤的为铁洛渣，进行H废处理；铜萃后的含铜溶液进行铜反萃，经 铜反萃后铜电积，经铜电积后的电贫液再回到原料处理阶段和浓酸配为浸出溶铜原料，循 环利用。
【具体实施方式】 [0015] ；下面结合对本发明作进一步的详细说明。
[0016] 本发明所述的各原料均可通过市售获得，同时在实施方案中所述的生产工艺及技 术要求除实施例中的有说明之处外，其余均可按现有的生产工艺及技术方案进行。
[0017] 本发明针对的电锥污泥是电锥废水处理产生的污泥，有着庞大的数量，其常见成 分如下表1所示；表1
说明；表1中所述的各组分含量均为质量百分比含量。
[0018] 本发明提供了一种从电锥污泥回收有价金属制备阴极铜和电池级硫酸媒的方法， 其通过化萃取、电解将电锥污泥中的化提炼成99. 95%-99. 99%阴极铜板；再通过将化萃取 的萃余液经过萃取剂切anex272、P507两道萃取，除去其他各种杂质，并将硫酸媒溶液中的 Ni由10~20g^富集到100~120g^左右，最后通过蒸发结晶，得到电池材料用的NiS04，6 肥0。
[0019] 本发明所述的方法，包括电锥污泥的溶解浸出工序；1)化萃取、电解工序；2)Ni除 杂工序；3)Ni深度萃取除杂、富集萃取工序；4)Ni蒸发结晶工序。
[0020] 本发明所述的溶解浸出工序是将水和电锥污泥按液固比4~1:1的量混合，用浓硫 酸溶解，控制得到的溶解液中化、Ni的浓度各为5-20g/l，抑=1~2. 5,化、Ni的浸出率达到 98. 5~99. 5%。上述主要的化学反应方程式为： CUCO3+H2SO4阳阳阳阳阳罐CuS〇4+H2O+CO2? NiC〇3+馬SO4~胃，嘶NiS〇4+ H2O+CO2， ZnC〇3+H2SO4??????????!^ZnS〇4+H2O+CO2, FeC〇3+H2SO4>*********带FeS〇4+ H2O+CO2? Ca(^〇3 +H2SO4聊 CaS〇4+ 馬0+〔〇2， MC03+馬8〇4賴喔喔哪歌MgS〇4+ H2O+CO2? Ct2(CO3)3+3H2SO4做化化化化職於Ct2(SO4)3+3H20+3C02? 本发明所述的1)化萃取、电解工序是WM5640或LiX984为萃取剂与260#煤油按 10-90 ;25-75的配比作有机相，水相与有机相比为1 ; 1. 5-4,进行化萃取，得萃余液；控制 萃余液中的铜0. 〇2g/LW下，W电贫液铜约为25-40g/L、H+为2. 5-3N的硫酸-硫酸铜混合 液为反萃酸，与负载有机相比约为1: 3-4,得到铜约为30-45g/L、为2~2. 5N的硫酸铜溶 液，作电前液，控制电解槽温度在20~6(TC，槽电压1. 5~2. 0V，电流3000~6000mA电积，得到 99. 95%-99. 99% 阴极铜板。
[0021] 本发明上述工序技术方案的有益效果是；（1)提炼得到的化产品为 99. 95%-99. 99%阴极铜板，附加值高；口）提炼成本低；樹化的回收率大于98%。其主要的化 学反应方程式为：
说明；皿表示萃取剂，R表示萃取剂的有机基团。
[0022] 本发明所述的Ni除杂工序是指将经过1)化萃取，即萃取铜