[发明专利]一种高铁高铬电镀污泥浸出液中铁、铬、镍、铜、锌的分离方法

说明书

本发明提供了一种高铁高铬电镀污泥浸出液中铁、铬、镍、铜、锌的分离方法，包括以下步骤：（1）向浸出液中加入铁粉，得到铜粉产品和置换后液；（2）向置换后液中加入铁粉，得到还原液；（3）向还原液中加入沉铬剂，过滤得到沉铬后液和铬沉淀；（4）向沉铬后液中加入活化剂锑盐和锌粉进行反应，过滤后得到镍粉和除镍后液；（5）向除镍后液中加入酸性磷酸酯类萃取剂萃取锌，用稀硫酸进行反萃取，富锌溶液经浓缩结晶制备锌盐产品，锌萃余液则进入后续处理；（6）将锌萃余液浓缩结晶制备七水合硫酸亚铁，蒸馏水返回浸出。本发明的分离方法流程短、效率高，可以有效解决高铁高铬电镀污泥浸出液中铬、铁、镍、铜、锌金属单独分离困难问题。

技术领域

本发明属于电镀污泥中多金属资源化利用领域，尤其涉及一种高铁高铬电镀污泥浸出液中铁、铬、镍、铜、锌的分离方法。

背景技术

目前，电镀污泥处理处置方法主要有：固化稳定化技术、热化学焚烧处置、湿法回收资源化处理处置。焚烧法中水泥窑协同处置废弃物原理是利用水泥焚烧过程中产生的高温，处理城市废弃物中的各种残渣废液，作为水泥的原料。该技术将废物处置与水泥工业的可持续发展结合起来，把污染排放控制到最小化，是一种无害化、减量化和资源化处置危险废物重要技术途径，也是低成本化大规模处置上述废物的重要措施。但从循环经济和可持续发展角度考虑，湿法工艺处理处置更符合电镀污泥减量化、资源化、无害化原则，具有投资少、能耗低、工艺简单、质量可控、规模可大可小及污染小等特点，已成为电镀污泥处理处置研究的热点和发展方向。

从上世纪90年代起，我国新建的电镀污泥处置项目大多采用酸浸-碳酸钙除铁-萃取电积制阴极铜-碳酸钠沉淀粗制镍工艺，主要回收价值较高的铜镍，而铬和铁被中和沉淀入渣，导致渣量增加，且存在铬的二次污染问题，电镀污泥无害化处置率低。对于锌的回收，基本上以硫化沉淀为主，锌以硫化锌的形式回收，附加值低，且沉淀后的溶液存在废水处理问题。随后，又有一些采用氨浸、溶剂萃取等方法，可得到各种含铜、锌、镍的金属盐产品，但支撑产业化的关键技术尚未突破，还没有规模化应用成果的报道。

针对电镀污泥湿法处理处置的相关研究较多，主要涉及到置换反应、硫化物沉淀、金属电沉积、溶剂萃取等方法。电镀污泥浸出液多金属分离比较典型工艺方法有：（1）以硫化物沉淀为主的工艺：专利 CN101058436 采用稀硫酸浸出，浸出渣固化处理，浸出液依次经过铁屑置换、硫化物沉锌、硫化物沉镍、中和沉铬铁、碱性溶液返回浸出，铬铁氢氧化物再经焙烧处理，最终得到的产品分别为铜锭、硫化锌、硫化镍、铬铁氧化物产品，该法解决了电镀污泥中的铜、锌、镍、铬、铁的金属资源化问题，但仅仅通过pH值差异，用硫化物沉淀法分离锌镍，焙烧得到铬铁氧化物，不仅工艺流程长，得到的副产品杂质含量高、质量低，每种产品仍然需要长流程的深度处理；（2）以金属电沉积法为主的工艺：专利CN101786775提供了一种从电镀污泥中选择性回收铜和镍的方法，酸浸后的溶液直接经过旋流电积制备阴极铜，电积后液通过调节pH值至4.4-5.0除铬，滤液再采用旋流电积制备电积镍，实现了金属铜和镍的回收，但浸出液中的铁、铬等杂质对电积过程造成严重影响，较难实现综合电镀污泥浸出液资源化利用；（3）以溶剂萃取为主的工艺：专利CN104060097提供了一种针对电镀污泥中镍、钴、铜、锰、锌的分离回收方法，该法首先对浸出液除铁，然后采用P507广谱萃取剂对其他金属离子进行萃取，然后依次用不同浓度的盐酸进行反萃，再将不同的反萃液继续用萃取-沉淀分离铜和锰，该法采用全萃取工艺，操作过程和设备较复杂，金属反萃过程对条件控制要求高，且复杂得浸出溶液会加快萃取剂的降解且油水频繁接触容易形成第三相，维护成本较高，工艺有待于进一步优化。特别地，专利CN104593598公开了一种电镀污泥中铜、铬、铁、锌、镍资源化利用的方法，目的是解决多金属电镀污泥浸出液中的铬的充分资源化难题，具体包括硫酸浸出、铜萃取电积、沉铬、中和沉铬铁、硫化钠沉锌、碳酸钠沉镍及沉镍后液返回浸出，可实现浸出液中各类金属离子的有效分离，但该法得到的附加值低的铁渣和锌富集料，且往往存在金属杂质含量高，品质难控制的问题，采用该法处理锌、铁含量高的物料，辅料消耗大。