一种亚熔盐法回收电镀污泥中铬的方法与流程

本发明属于固废处理技术领域，具体涉及一种亚熔盐法回收电镀污泥中铬的方法。

背景技术：

电镀污泥是电镀行业生产过程中产生的有毒有害的危险固体废弃物，由于其中含有大量的铬、镉、镍、锌等有毒重金属，对行业发展、生态环境、人类健康均造成了巨大压力和危害。传统的固化-填埋模式处理电镀污泥，以及利用电镀污泥制备建筑材料的方法，均不能解决大量的电镀污泥，也不能彻底解决重金属对环境造成的影响。因此开发电镀污泥中重金属有效分离方法的需求十分迫切。

目前对于电镀污泥中重金属回收的方法主要有火法(熔炼回收)、酸浸法、氨浸法、焙烧浸取法。其中，火法冶金一般会加入铁矿石、铜矿石、石灰石等作为填充和辅助材料，以煤炭、焦炭为燃料和还原物质，仅以提取铜、镍金属为主，且温度过高(>1300℃)，高温废气的处理也是一个难题。酸浸法操作简单，但选择性差，且温和条件下提取率低，非常规条件下(如高温)提取则易造成设备腐蚀。氨浸法提取率低，但仅对铜、镍、锌等重金属具有选择性，且对设备密闭性要求高。

对于电镀污泥中毒性大的重金属铬，焙烧浸取法有较高的提取率，但所需温度也较高，如曲景奎等人发明的《一种电镀污泥综合回收的方法》(cn105271632a)中，煅烧温度为600～900℃，郭茂新等人发明的《从含铬电镀污泥中回收重铬酸钠的方法》(cn101333007a)中，煅烧温度为600～650℃。且为了促进空气和物料的接触，焙烧浸取法大多会加入石灰、白云石等填料，不利于废物减量化。若利用碱金属氢氧化物的低熔点，即可在较低温度下制造亚熔盐状态，使物料与碱性反应介质充分混合，促进氧气与铬的氧化还原反应。亚熔盐法在铬矿冶炼当中已有所涉及，如《铬酸钾的清洁生产方法》(cn1162330c)，但由于电镀污泥和铬铁矿(铬渣冶炼原矿物)的性质差别很大，对于改进亚熔盐法以用于电镀污泥的处理技术目前是一个空白。

技术实现要素：

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种亚熔盐法回收电镀污泥中铬的方法。该方法工艺简单、成本低、处理量大、提取彻底、无多余三废产生。采用该方法提取的高浓度、高纯度的铬液可回用到电镀行业中，或通过蒸发结晶得到铬酸盐产品；采用该方法产生的含其它金属的固体产品可回用到矿物冶炼中作为原料或者填料使用，实现彻底的变废为宝。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种亚熔盐法回收电镀污泥中铬的方法，包括如下步骤：

(1)将电镀污泥与碱液充分搅拌混合形成污泥浆料，然后干燥至含水率低于20％，得到干燥污泥；

(2)将步骤(1)得到的干燥污泥在空气气氛下280～580℃焙烧处理，然后用水或弱酸水溶液进行浸取，过滤分离后得到含铬溶液和脱毒泥渣。

进一步地，步骤(1)中所述碱液为氢氧化钠或氢氧化钾水溶液；碱液体积与电镀污泥干基质量比例为1～10l:1kg。

进一步地，步骤(1)中所述碱液中碱的加入质量为电镀污泥干基质量的2％～35％。

进一步地，所述碱液中还加入碳酸钠或碳酸钾；碳酸钠或碳酸钾的加入质量为电镀污泥干基质量的1％～35％。针对电镀污泥中常存在钙含量过高而导致形成铬酸钙降低铬提取率的情况，通过加入碳酸钠、碳酸钾与钙结合形成碳酸钙，从而抑制铬酸钙的形成。

进一步地，步骤(1)中所述的干燥是指自然风干或在30～80℃温度下烘干。

进一步地，步骤(2)中所述干燥污泥在焙烧处理前，先通过粉磨破碎或造粒预处理。

进一步地，步骤(2)中所述焙烧处理的时间为1～8h。

进一步地，步骤(2)中所述弱酸水溶液为ph值为2～6的硫酸、盐酸、磷酸和硝酸中至少一种的水溶液。

进一步地，步骤(2)中所述水或弱酸水溶液的用量体积与电镀污泥干基质量的比例为3～20l/kg。

进一步地，步骤(2)中所述浸取时间为10min～2h。

本发明的方法具有如下优点及有益效果：

(1)利用了碱金属氢氧化物naoh和koh的低熔点，形成亚熔盐状态，促进反应物之间的充分混合，以及与空气的接触。

(2)电镀污泥中的盐分也可和碱金属氢氧化物形成低共熔混合物，有助于进一步降低碱金属氢氧化物的熔点。

(3)在干燥污泥焙烧处理前，将物料粉磨破碎或者造粒处理，有利于避免板结，保证空气和反应物的充分接触。

(4)对于电镀污泥中有时含有过多钙元素的情况，加入碳酸钠或碳酸钾为体系提供钠、钾离子，同时提供碳酸根离子与钙元素结合，促进铬酸钠(或铬酸钾)的形成，避免铬酸钙的形成，有利于铬酸盐的充分溶解。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

取某类原始电镀污泥100公斤，实验室测得其含水率约69％，铬含量为5.6％(相对于电镀污泥干基质量)。将含4.5千克naoh的30升水溶液与电镀污泥充分混合搅拌，于60℃下烘干至含水率低于20％。将烘干后物料放入高温设备中，在空气气氛下，于350℃焙烧3小时。待物料冷却后将其取出，用150升纯水浸取40分钟，过滤，并用50升水淋洗滤饼，得到约200升高浓度铬液，铬浓度为7.7克/升，铬回收率约89％，得到约28.1公斤脱毒矿物，其中铬含量为0.69％。

实施例2

取某类原始电镀污泥20公斤，实验室测得其含水率约33％，铬含量为8.9％(相对于电镀污泥干基质量)。将含3.5千克koh的40升水溶液与电镀污泥充分混合搅拌，形成浆状物，而后自然风干至含水率低于20％。将所得干物料置入造粒机进行造粒，造粒小球放入高温设备，在空气气氛下，于400℃焙烧2小时。待物料冷却后将其取出，用85升ph为5～6的盐酸浸取25分钟，过滤，并用45升ph为5～6的盐酸淋洗滤饼，得到约130升高浓度铬液，铬浓度为8.5克/升，铬回收率为93％，得到约11.3公斤脱毒矿物，铬含量为0.77％。

实施例3

取某类原始电镀污泥50公斤，实验室测得其含水率约41％，铬含量为8.2％(相对于电镀污泥干基质量)，钙元素质量约为干基污泥的8％(经验证单独或混合使用naoh和koh会形成微溶的铬酸钙，导致提取不完全)。将含4千克naoh及6.5千克na2co3的80升水溶液与电镀污泥充分混合搅拌，形成浆状物，于50℃下烘干至含水率低于20％。将烘干物料放入高温设备中，在空气气氛下，于420℃焙烧3小时。待物料冷却后将其取出，用220升ph为6的硫酸浸取40分钟，过滤，并用60升水淋洗滤饼，得到约280升高浓度铬液，铬浓度为7.9克/升，铬回收率约91％，得到约30公斤脱毒矿物，铬含量为0.71％。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明属于固废处理技术领域，公开了一种亚熔盐法回收电镀污泥中铬的方法。将电镀污泥与碱液充分搅拌混合形成污泥浆料，然后干燥至含水率低于20％，得到干燥污泥；将得到的干燥污泥在空气气氛下280～580℃焙烧处理，然后用水或弱酸水溶液进行浸取，过滤分离后得到含铬溶液和脱毒泥渣。本发明利用了碱金属氢氧化物NaOH和KOH的低熔点，形成亚熔盐状态，促进反应物之间的充分混合，以及与空气的接触，并针对含钙元素的情况，加入碳酸钠或碳酸钾促进铬酸钠、铬酸钾及碳酸钙形成，避免铬酸钙形成，有利于铬酸盐的充分溶解。采用本方法铬的回收率大于90％，实现了电镀污泥的资源化利用，具有良好的社会经济效益和生态环境效益。

技术研发人员：林璋;郑嘉毅;刘炜珍;邓洪;刘学明
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2018.11.15
技术公布日：2019.01.29