电镀污泥的重金属湿法回收资源化技术及展望2009

47技术1.前言我国电镀工业每年产生含重金属的电镀废水约40亿m3，厂家对电镀废水的处理一般采用铁盐沉淀或石灰沉淀等化学方法，这样就产生了大量含Cu、Ni、Zn、Cr和Fe等金属成分的电镀污泥（金属含量见表1），其组分根据厂家镀种的不同而不同，因此成分复杂，属于危险废物。电镀污泥具有污染性和资源性双重特性，污染性是指电镀污泥中的多种金属成分对土壤、水体、大气、食品等造成不同程度的污染，严重威胁着人体健康，因此必须对电镀污泥进行无害化处置。同时电镀污泥中富含大量金属资源，在处置电镀污泥的过程中，如果能够对其中的主要金属□文/傅江1，程洁红2，周全法3表1电镀污泥中主要金属成分(干基)电镀污泥的重金属湿法回收资源化技术及展望元素尤其是重金属元素进行资源化利用，将产生较好的经济和社会效益，符合构建资源节约型和环境友好型社会的要求。国内外回收电镀污泥中重金属的技术主要有湿法冶金技术和火法冶金技术，其中湿法技术运用较多，主要原因是湿法技术与火法技术相比具有成本低、二次污染小、适用于中小规模的电镀污泥处置等特点。本文重点介绍国内外电镀污泥湿法回收重金属技术，并提出以湿法加压氢还原为主的回收电镀污泥重金属的工艺及其应用情况。2.国内外电镀污泥金属回收方法及工艺概述湿法工艺一般由浸出－浸出液净化和富集－提取金属或化合物等工序组成，回收的金属主要是铜、镍、锌和铬，回收产物一般为这些金属的盐类化合物。2.1湿法浸出工艺2.1湿法浸出工艺在湿法浸出工序中，国内外研究者和相关企业大多选择氨水和硫酸作浸出剂，因为这两种浸出剂的选择性高。中科院过程工程研究所采用氨浸法从电镀污泥和不锈钢酸洗废液中回收重金属，另外还采用氨浸－催化铬水解方法从体系中分离铬、铁，以提高铜、镍、锌的浸出率。国外学者也认为硫酸和氨水是较好的浸出剂，其中氨体系中碱性浸出方法的选择性较高。也可采用硫酸铁作浸出剂，适用于污泥中重金属浓度不高的情况，但反应时间长，设备容积大。2.2萃取2.2萃取电镀污泥浸出后得到的浸出液需要进行净化处理，国内通常采用液－液萃取、分步沉淀、置换等常规方法进行分离回收。清华大学祝万鹏等人采用萃取方法，不仅可以回收电镀污泥中Cu、Zn、Ni、Cr等金属化合物，还可从氨浸出渣中回收到铁盐、铬盐和铝盐。国外采用萃取方法的比较多，美国提出了“浸出－溶剂萃取”Am-MAR新工艺，使铜、镍的摘要：电镀污泥含有一定量的铜、镍、铬、锌等金属，属于危险废物。对其中的金属（尤其是重金属）进行资源化利用，将有效消除电镀污泥重金属污染的危害，又能带来可观的经济和环境效益，成为电镀污泥处理技术发展的重点。本文介绍了湿法回收重金属技术，其中湿法加压氢还原技术具有选择性高、回收率高、工艺成熟的优点，适合于成分复杂的电镀污泥重金属回收，具有较高的应用前景。关键词：电镀污泥；重金属；湿法冶金工艺；加压氢还原（1.江苏省固体有害废物登记和管理中心，江苏南京210036；2.江苏技术师范学院化学化工学院；3.江苏省贵金属深加工技术及其应用重点建设实验室，江苏常州213001）金属成分含量(％)含量平均值(％)Cu3.7-8.46.0Zn3.2-10.87.0Cr3.6-5.04.3Ni1.2-25.013.1Fe10.1-22.016.0ResourcesTechnologyandForegroundonElectroplatingSludgeHydrometallurgicalProcessesforRecyclingHeavyMetals万方数据48资源再生2009/06回收率达90％以上；Silva通过硫酸浸出－萃取工艺回收得到锌和镍。但溶剂萃取法的操作过程和设备较复杂，成本较高，工艺有待于进一步优化，另外污泥中含有的有机物影响萃取分相，产生乳化现象。2.3化学沉淀与置换2.3化学沉淀与置换化学沉淀、置换方法在国内外都有运用，比较常用的有氢氧化物沉淀、碳酸盐沉淀和硫化物沉淀。广东工业大学的陈凡植等人通过常温下硫酸浸出－铁屑置换－多步沉淀净化工艺得到铜粉和工业纯的硫酸镍；毛谙章等人用硫酸浸出－硫化物沉淀－再浸出工艺，最终回收得到硫酸铜；刘俊等人采用酸浸－氧化除铁锰－置换工艺制得了锌盐；王浩生用浸出－碳酸盐沉淀工艺回收镍。国外Kuchar用硫化沉淀作用回收锌，得到硫化锌的沉淀物。捷克采用沉淀方法从电镀污泥中回收镍。但化学沉淀流程长，消耗大量酸碱，采用置换法回收金属，置换效率低，费用偏高，对铬未能有效回收，有一定的局限性。2.4火法与湿法结合工艺2.4火法与湿法结合工艺除采用湿法外，还有人将湿法与火法相结合的方法回收金属。国外以焚烧－湿法回收灰渣中金属的工艺运用较多。Gustavo将含铜污泥与废矿渣一同焙烧再进行回收，但回收率不高；Jandová用酸溶－煅烧－再酸溶的工艺最后得到铜盐；Ramach