专利名称：一种从电镀污泥中回收镍、铜的方法
技术领域：
本发明涉及提取金属化合物的方法，特别是涉及从电镀污泥中提取金属 化合物的方法。
技术背景硫酸镍有六水物(高于31.5°C的结晶物)、七水物(低于31.5°C结晶物) 和无水物三种。工业品为前两种的混合物，外观为翠绿色颗粒状结晶体，溶于水及乙醇，水 溶液呈酸性，极易潮解，稍易风化。主要用于电镀工业，如预镀镍、镀镍、镀镍铁合金、镀镍钴 合金以及镀锌镍铁合金，也用于电铸镍或化学镀镍等溶液中，还可用于制作镍镉电池等。
一般电镀污泥的主要金属成分如下
主要 成分NiCuFeCoPbCaMgZnCr%6.0-15.01.0-12.0<2.0<0.5<0.1<0.5<1.0<3.0< 1.0
现有技术中，电镀污泥处理处置工艺大致可分为如下几类
(1)无害化处理处置类进行水泥化固化、高温无害化热处理、填埋。此处理处置 方法未进行电镀污泥中有价金属资源化回收，不符合资源节约和循环经济政策。
(2)简单材料化利用类用作水泥原料、改性塑料、陶瓷色料。此处理处置方法未 进行电镀污泥中有价金属资源化回收。
(3)火法处理处置类高温还原焙烧回收镍铜合金或低冰镍。此处理处置方法只 回收铜镍，且铜镍产品档次低、附加值小，还须进行深加工；工艺高耗能，产生烟气二次污 染，不符合节能减排政策。
(4)酸浸湿法工艺回收镍、铜等有价金属。资源化利用的成熟工艺，但一般的处 理处置方法除杂、分离工艺复杂，铜、镍总收率偏低，回收成本偏高，产品档次较低，经济效 益不是太好。
(5)氨浸湿法工艺回收镍、铜等。氨浸法提取金属的技术虽然有一定的历史，但 与酸浸法相比，采用氨浸法处理电镀污泥的研究报道相对较少，且以国内研究报道居多。
(6)碱浸法工艺仅回收铬。此处理处置方法未涉及其它金属的回收。
(7)其它工艺主要有生物处理技术，目前还处在实验室研究阶段。
随着技术的发展，电镀污泥的处理处置逐渐向回收利用有价资源的方向发展。酸 浸法作为目前最成熟的工艺，国内外的研究和应用比较多，如中国专利CN100402676C公开 了一种从电镀污泥中回收有价金属的方法，其先用稀酸浸出有价金属，并在85-100°C用硫 化物沉铜，沉铜后母液用5-20%的碱溶液调节pH值5. 0 6. 0，使溶液中的铬、铝和铁、锌、 镍分离，并分别实现铬、镍等的回收。该方法中酸浸在温度85-100°C、pH为1 2下进行， 能耗大且易造成H2S的大量挥发，同时后续的工序需加入大量液碱调节PH值沉淀不同金属 元素，流程过于复杂，且增加成本
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一 种在实现资源回收、保证产品质量的前提下，简化回收工艺、提高回收率达到降低经济成本 的目的的从电镀污泥中回收镍、铜的方法。
本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现
提出一种从电镀污泥中回收镍、铜的方法，包括以下步骤，
①将硫酸加入电镀污泥中，浸出该电镀污泥中含有的镍、铜、铁和铬金属；
②加入过氧化氢，采用Ε. Z. (Electrolytic Zinc)针铁矿法去除铁和铬；
③加入萃取剂，实现镍与铜的分离以及镍的富集，所述萃取剂包括P507 乙基 己基磷酸-2-乙基己基酯)和煤油；
④回收萃取后的铜生产硫酸铜或电极铜，在萃取富集后的含镍萃余液中再次加入 包括P507和煤油的萃取剂而得到硫酸镍。
本发明采用“Ε. Z.针铁矿法除铁、铬”和“P507溶剂萃取富集镍”等工序，方法流 程合理、工序原理科学，提高了回收率和产品品位，且生产成本相对较低。
进一步地，在步骤②之后和步骤③之前，还包括步骤
加入氟化钠去除钙和镁，反应时长10 20分钟，氟化钠的加入量与电镀污泥质量 比为 1 (100 120)。
进一步地，步骤②中采用E.Z.针铁矿法去除铁和铬时，加入重质碳酸钙调节PH值 3. 5 4.0，并用蒸汽加热至75 85°C。采用所述Ε. Ζ.针铁矿法去除铁和铬等，效率高，沉 淀渣过滤性能好、含水率低。
进一步地，所述步骤③中的萃取剂，其Ρ507和煤油的体积比为1 (4. 0 6. 5)。
所述步骤④中的萃取剂，其Ρ507和煤油的体积比为1 0 4)，ΡΗ值调节为 4.0 4. 2。再次萃取，可富集成高浓度的硫酸镍溶液，极大地减少了蒸发浓缩量，为后续蒸 发等工序节约了成本。
图1是本发明从电镀污泥中回收镍、铜的方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示之优选实施例作进一步详述。
如图1所示，本发明方法具体步骤如下
步骤1、电镀污泥的打浆酸溶
在常温常压条件下，将电镀污泥与水按1 3 5的固液质量比混合、搅拌8 15min,搅拌均勻后，将所得溶液加质量分数98 %浓H2SO4调节pH值至1. 0 2. 0，搅拌，反 应时长1 1.证。反应后进行压滤，去除无机物等不溶性滤渣，滤液进入下一步提纯工序。
该步骤发生反应主要有
Ni0+H2S04 = NiS04+H20
Ni (OH) 2+H2S04 = NiS04+2H20
Ni+H2SO4 = NiS04+H2 个
Cu+Cu2+ = 2Cu+
Cu++1/202+2H+ = Cu2++H20
Zn+H2S04 = ZnS04+H2 个
2Cr+3H2S04+3/202 = Cr2 (SO4) 3+3H20
Fe0+H2S04 = FeS04+H20
步骤2、二价铁等的氧化
向步骤1所得混合溶液加入质量分数35. 0%的过氧化氢溶液，过氧化氢溶液与电 镀污泥质量比为1 80 100，搅拌下反应15 45min。
其反应式有2FeS04+H2A+H2S04= Fe2 (SO4) 3+4H20。
步骤3、Ε. Ζ.针铁矿法除铁铬
向完成步骤2反应的混合液加入重质碳酸钙将PH值调至3. 5 4. 0，缓慢搅拌，并 采用蒸汽加热至75 85°C，反应时长1. 5 2.证。然后压滤，将铁、铬渣再利用或安全填 埋。该步骤发生反应主要有
Fe2 (SO4) 3+6H20 = 2Fe (OH) 3+3H2S04
Cr2 (SO4) 3+6H20 = 2Cr (OH) 3+3H2S04
Al2 (SO4) 3+6H20 = 2A1 (OH) 3+3H2S04
ZnS04+2H20 = Zn (OH) 2+H2S04
CaC03+H2S04 = CaS04+2H20
步骤4、钙镁的去除
保持该环境条件，在步骤3完成后压滤得到的母液中，加入质量分数为98%的氟 化钠固体，加入量与电镀污泥质量比为1 100 120，反应时长10 20min。压滤，钙、镁 滤渣再利用货安全填埋，主要反应有
CaS04+2NaF = Na2S04+CaF2
MgS04+2NaF = Na2S04+MgF2
步骤5、萃取
利用P507对Cu2+、Zn2\ Fe3+等金属离子均优先于Ni2+萃取的特性，在步骤4的基 础上，保持PH值(采用98%硫酸调整)为3. 5 4. 0，并加入体积比为1 4. 0 6. 5的 93% P507和溶剂煤油组成的萃取剂，加入量与溶液体积比为1 2 3，搅拌20 30min 后静置1. 0 2. Oh。铜等金属进入有机相，而萃余水相则富含镍，实现了镍和铜等金属元素 分离。有机相经过反萃可用于生产硫酸铜或电积铜等，萃余水相进入下一步骤。该步骤主 要反应有
Na0H+H2A2 — Na (HA2) +H2O
Cu2++2Na (HA2) — Cu (HA2) 2+2Na+
Cu (HA2) 2+H2S04 — CuS04+2H2A2
步骤6、镍的萃取/反萃
镍、铜分离后，采用液碱继续调整萃余水相的pH值至4. 0 4. 2，并加入体积比为 1 2 4的93%P507和溶剂煤油组成的萃取剂，加入量与溶液体积比为1 2 3，搅拌 20 301^11后静置1.0 2.011。镍进入有机相完成与其他元素的进一步分离。有机相经 过98%硫酸反萃、蒸发浓缩、结晶、离心脱水，即得硫酸镍产品，而萃余液返回再次萃取或作 电镀污泥酸溶原料。反应主要有
Na0H+H2A2 — Na (HA2) +H2O
Ni2++2Na (HA2) — Ni (HA2) 2+2Na+
Ni (HA2) 2+H2S04 — NiS04+2H2A2
2Na (HA2) +H2SO4 — Na2S04+2H2A2
利用本发明对电镀污泥镍、铜的回收，铜的回收率可达95.0% (至步骤5的反萃水相)、镍的回收率达93.0%以上，同时，制得硫酸镍产品达国家标准工业品I类中的一等品。
具体实施例如下
实施例1
称取400g含镍14. 71 %，铜1. M%的电镀污泥，加水1600ml，搅拌IOmin后用98 % H2SO4溶液调节pH值为1. 0，搅拌反应80min，过滤、洗涤得浸出液1630. 4ml,向浸出液加入 质量分数35. 0%的过氧化氢4. 0ml，搅拌下反应30min，二价铁被氧化成三价铁。反应完全 后投加重质碳酸钙调节溶液PH值至3. 5 4. 0，并用85°C蒸汽加热IlOmin ；洗涤、过滤，滤 渣液炼铁或安全填埋，滤液保持该环境下，加入质量分数为98. 0%氟化钠3. 6g，反应时长 ISmin ；加入P507和煤油混合萃取剂(P507和煤油的体积比为1 4) 800ml，分离出含镍萃 余液和含铜有机相，含铜有机相经反萃用于生产硫酸铜或电积铜等，水相调高pH至4. 0 4. 2，再次加入P507和煤油混合萃取剂(P507和煤油的体积比为1 幻萃取、反萃、蒸发浓 缩、结晶、离心脱水，即制得硫酸镍成品；成品重257. Mg，含镍21. 89%。使用该方法后镍的 回收率达95. 81%。
重复以上实验后，两次产出的产品指标如下
权利要求
1.一种从电镀污泥中回收镍、铜的方法，包括以下步骤，①将硫酸加入电镀污泥中，浸出该电镀污泥中含有的镍、铜、铁和铬金属；其特征在于还包括步骤②加入过氧化氢，采用Ε.Z.针铁矿法去除铁和铬；③加入萃取剂，实现镍与铜的分离以及镍的富集，所述萃取剂包括P507和煤油；④回收萃取后的铜生产硫酸铜或电极铜，在萃取富集后的含镍萃余液中再次加入包括 P507和煤油的萃取剂而得到硫酸镍。
2.如权利要求1所述的从电镀污泥中回收镍、铜的方法，其特征在于在步骤②之后和 步骤③之前，还包括步骤加入氟化钠去除钙和镁，反应时长10 20分钟，氟化钠的加入量与电镀污泥质量比为 1 (100 120)。
3.如权利要求1所述的从电镀污泥中回收镍、铜的方法，其特征在于步骤②中采用 Ε. Z.针铁矿法去除铁和铬时，调节PH值3. 5 4. 0，并用蒸汽加热至75 85°C。
4.如权利要求3所述的从电镀污泥中回收镍、铜的方法，其特征在于加入重质碳酸钙 调节PH值。
5.如权利要求1所述的从电镀污泥中回收镍、铜的方法，其特征在于所述步骤③中的 萃取剂，其P507和煤油的体积比为1 (4.0 6. 5)。
6.如权利要求1所述的从电镀污泥中回收镍、铜的方法，其特征在于所述步骤④中的 萃取剂，其P507和煤油的体积比为1 O 4)，PH值调节为4.0 4. 2。
全文摘要
本发明涉及一种从电镀污泥中回收镍、铜的方法，包括以下步骤将硫酸加入电镀污泥中，浸出该电镀污泥中含有的镍、铜、铁和铬金属；加入过氧化氢，采用E.Z.针铁矿法去除铁和铬；加入萃取剂，实现镍与铜的分离以及镍的富集，所述萃取剂包括P507和煤油；回收萃取后的铜生产硫酸铜或电极铜，在萃取富集后的含镍萃余液中再次加入包括P507和煤油的萃取剂而得到硫酸镍。本发明采用“E.Z.针铁矿法除铁、铬”和“P507溶剂萃取富集镍”等工序，方法流程合理、工序原理科学，提高了回收率和产品品位，且生产成本相对较低。
文档编号C22B7/00GK102031373SQ20091019051
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者段春发, 汪文辉, 胡春林, 陈曙生 申请人:惠州市东江环保技术有限公司