[发明专利]一种从不锈钢厂废渣中回收镍、铬、铁的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及废渣资源化处理回收技术，尤其指一种从不锈钢厂废渣中回收镍、铬、铁的处理方法。

背景技术

近年来，随着我国经济的不断发展及需求量的不断扩涨，工业不锈钢的生产量不断增加，随之不锈钢生产带来的工业污染日益严重，其生产过程中产生的含大量重金属的废水经处理后，产生的含重金属废渣又造成严重的二次污染，其重金属存在形态复杂，潜伏对人类身体健康的危害。若不对此废渣进行有效处理，会对环境造成严重污染。 

不锈钢厂废渣中一般含有8～15%铬，同时还含有20%～30%铁和10%以上的镍，多种有价金属同时存在，普通的物理化学方法不能将其高效分离。若投资进行深度冶炼则成本太高，经济效益不佳。所以，很多中小型工厂干脆不开发不回用这些废渣，耗用了许多运输工具，堆积存放越积越多，占用大量农田，污染环境；或者进行外委处理，每年的危废治理费高达数百万。

近年来有不少学者对不锈钢废液经过普通水处理后产生的含重金属废渣进行回收利用的研究，比如将该类废渣制成建筑材料或者建筑材料的助剂，但这只是对废渣进行暂时性的处置，其中的镍、铬、铁等金属离子仍然是一大隐患。也有研究将该类废渣进行酸浸后利用萃取剂来回收金属，但是萃取过程中镍、铬、铁的分离效果并不理想，且有机溶液不能被反复利用，投资很高。

针对目前中小型不锈钢厂废渣存在的以上处理问题，迫切需要一种既经济合理且又可资源化回收利用的方法。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的在于提供一种从不锈钢厂废渣中回收镍、铬、铁的资源化处理方法。

    本发明的方法包括如下步骤：

a.常温下,将混酸加入到废渣中，控制反应体系pH值在0.5~1的条件下，搅拌反应2.5h浸出该废渣中的镍、铬、铁，然后将反应后的浆液进行过滤，分离出酸浸渣和酸浸液；

b.常温下向上述酸浸液中投加硫化钠，且S^2-与酸浸液中Ni²⁺的摩尔比为2.5:1，搅拌均匀，反应时间控制在1~1.5小时，生成NiS沉淀，固液分离，得到硫化镍和过滤液；

c.对上述过滤液进行加热，控制体系温度在60～65℃，投加质量分数为35%氢氧化钠溶液，同时投加摩尔浓度为10mol/L过氧化氢溶液，控制体系pH值在11～13，利用碱浸氧化法将三价铬转化成六价铬停留在上清液中，而三价铁转化成氢氧化铁沉淀，搅拌反应3h后进行固液分离，可得铬酸钠溶液，六价铬得到回收，氢氧化铁沉淀物可回炉冶炼。

d.步骤a中得到的酸浸渣经过自然风干即可进行农用填埋。

2.根据权利要求1所述的一种从不锈钢厂废渣中回收镍、铬、铁的资源化处理方法，其特征在于上述步骤a中的混酸是质量分数为15%硫酸和质量分数为35%柠檬酸按体积比为1:4进行混合而制成。

本发明的优点和产生的有益效果：

1.对于酸浸液中的多种金属离子，常规的分离方法存在分离不彻底、金属回收率偏低、生产成本较高的问题。本发明对酸浸液采用硫化分离，使镍转化成硫化物从而得到富集，由于硫化镍有着较小的溶度积，可以从溶液中得到较彻底的分离，因而金属回收率高；再者，由于硫化亚铁的溶度积大于硫化镍，且二者沉淀所需的pH值不同，所以控制反应体系的pH在0.5不锈钢厂1.5，不会生成硫化亚铁；而铬在酸性条件下不会生成硫化物，因此，完全可以实现镍与铁、铬的良好分离。

   2.利用三价铬碱性条件下易被氧化为六价铬的特点，采用碱浸氧化的方法，同时加入氢氧化钠溶液和过氧化氢溶液，铬氧化为CrO₄^2-进入溶液，而铁离子转化为氢氧化铁沉淀，从而实现铁与铬的有效分离。与常规方法相比，本发明具有铬铁分离彻底的、铬回收率高、铁可回炉冶炼资源化利用的优点。

   3.本发明产生的酸浸渣，与常规方法相比，无需进行多次清水洗涤。由于柠檬酸在好氧及厌氧条件下均能降解，所以可以将废渣直接农用填埋且不会造成二次污染。

    4.本发明适用性强，金属资源利用率高，镍、铬、铁的回收率均在90%以上。

总之，本发明成本低、可行性高，完全适用于目前的中小型不锈钢厂废渣的处理。本发明过程中未产生二次污染，解毒彻底，无害化处置效果明显，可实现经济、环境和社会效益显著的目标。

附图说明

    图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

   下面结合附图，对本发明再作进一步的说明：