重金屬污染廢棄物的無害化資源化處理回收方法，包括如下步驟：１）原料漿化；２）酸浸溶解：將步驟１所得漿料液加入稀硫酸，過濾處理，濾渣作磚或水泥原料；３）銅置換：將步驟２的濾液以鐵置換出銅；４）制取鐵鉻礬：將步驟３所得濾液加堿性物質(zhì)和氧化劑，調(diào)ＰＨ值后沉淀，壓濾即得鐵鉻礬；５）制取海綿鎘：將步驟４的濾液以鋅置換出鎘。本工藝適于電鍍、表面處理、重金屬冶煉、化工等多行業(yè)廢渣廢液處理，可提取Ｃｕ、Ｃｒ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｎ等多種有價金屬，分離金屬后的廢棄物可直接作磚或水泥原料，整個工藝液相物料不需加熱，用水實現(xiàn)封閉循環(huán)，年回收金屬５０００噸的企業(yè)可省煤省電折合標煤２萬噸／年，節(jié)水４萬噸／年。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種，尤其是一種采 用濕法冶金技術(shù)從有色金屬加工廢棄物中分離回收Cu、Cr、Cd、Ni、Co、Zn的方法。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有的有色金屬危險廢棄物處理技術(shù)，有固化填埋、投海、焚燒等技術(shù)，這類技術(shù) 存在占用耕地、浪費資源、成本高、有遠期環(huán)境二次污染隱患等缺點。有色金屬危險廢棄物的無害化資源化處理技術(shù)，一直是國內(nèi)外研究的重點。現(xiàn)有 技術(shù)有火法技術(shù)和濕法技術(shù)兩類。前者成本較高。現(xiàn)有濕法技術(shù)主要工藝步驟包括浸 出_固液分離_凈化富集_提取金屬或化合物。浸出是對有色金屬廢料進行選擇性浸出， 使其中的重金屬成分溶出。浸出溶解主要有酸浸和氨浸兩種工藝。酸浸法是濕法冶金中常 用的浸出方法之一，其反應時間短，浸出效率高，通過酸浸大部分金屬物質(zhì)能以離子態(tài)或絡(luò) 合離子態(tài)溶出。氨浸是以氨或氨加銨鹽作浸出劑，對裝置的密封性要求較高，其優(yōu)越性是可 選擇性溶解銅、鋅、鈷、銀、鎳等金屬，而鐵、鉻、鈣、鋁等則大多被抑制在浸出余渣中。目標金 屬進入液相后，利用直接過濾或加壓抽濾等方式使浸出液和殘渣固液分離，再把浸出液中 的銅、鎳凈化富集后分離提取出來。比較成熟的凈化富集技術(shù)包括化學沉淀、溶劑萃取、離 子交換等方法，凈化富集步驟完成后，便可用結(jié)晶法來分離回收有色金屬廢料中銅、鎳等金 屬資源，但所得產(chǎn)物主要是金屬的氫氧化物或是金屬的鹽類，若對產(chǎn)品純度有更高要求，則 可采用胼還原分離法、氫還原分離法、電解法或結(jié)晶法，最終以金屬或金屬鹽的形式回收， 但生產(chǎn)成本加高。現(xiàn)有技術(shù)尚未出現(xiàn)適于從含多種有色金屬的加工廢棄物中通過一套工藝分離回 收多種重金屬的工藝方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的問題在于提供一種重金屬污染廢棄物的無害化資源化處理回收 方法，其運行成本低，廢水封閉循環(huán)，工藝適應性廣，一套工藝可分離回收多種重金屬。本專利技術(shù)技術(shù)方案包括如下步驟1)原料漿化粉碎原料后加水制成漿料；2)酸浸 溶解將步驟1所得漿料液加入稀硫酸進行常溫溶解，過濾處理，濾液進入下道工序 ’濾渣 作磚或水泥原料；3)銅置換將步驟2的濾液以鐵置換出銅，濾液循環(huán)使用；4)制取鐵鉻 礬將步驟3所得濾液加堿性物質(zhì)和氧化劑，常溫調(diào)PH值后沉淀，壓濾即得鐵鉻礬，濾液送 入下工序；5)制取海綿鎘將步驟4的濾液以鋅置換出鎘，濾液送入下工序。其工藝原理是原料漿化后酸浸處理，金屬廢料中的重金屬成分以離子態(tài)被溶出， 過濾處理后，用鐵可置換濾液中的Cu2+ ；進一步對濾液加入堿性物質(zhì)和氧化劑，進行氧化還 原，經(jīng)過沉淀可制取鐵鉻釩；再一次處理濾液，加鋅可置換出鎘。一種改進的優(yōu)化方案是包括如下步驟1)原料漿化固態(tài)塊狀原料破碎粉碎后入 漿化池，加水制成漿料；泥態(tài)原料和廢液直接入漿化池；2)酸浸溶解將步驟1的混合液產(chǎn)物加入稀硫酸控制常溫，調(diào)PH值1. 0-2. 5，待溶解完成，壓濾洗滌，濾液進入下道工序；濾 渣入堿化處理罐，加入堿液處理，控制PH值7-9，加硅酸鈉，壓濾洗滌后，尾渣作磚或水泥原 料，濾液循環(huán)使用；3)銅置換將步驟2的濾液送入加有廢鐵料的置換罐中，加稀硫酸調(diào)節(jié) PH值1. 0-2. 5，析出物為海綿銅，經(jīng)壓濾，熔鑄即得銅錠，濾液送入下工序；4)制取鐵鉻礬 將步驟3所得濾液送入反應罐，加入輕質(zhì)碳酸鈣粉調(diào)PH值至3. 8-4. 8，控制常溫緩慢加入雙 氧水并控制終點PH值4. 5-5. 4，然后壓濾洗滌濾液送入下工序，濾渣堿化處理，再經(jīng)壓濾即 得鐵鉻礬，濾液循環(huán)使用；5)制取海綿鎘將步驟4的濾液送入反應罐，加入鎘的理論含量 的1. 1至1. 5倍的鋅粉，控制常溫加堿液控制PH值4. 5-5. 4，反應完成后，壓濾洗滌即得海 綿鎘，濾液循環(huán)使用。另一種改進的優(yōu)化方案是還包括在上述優(yōu)化方案步驟5之后增加如下步驟a) 萃取將步驟5的濾液送入萃取系統(tǒng)，經(jīng)P204、P507分離；b)制取鎳和鈷粉將萃取步驟所 得的萃余液加入濃度為-10%的碳酸鈉液體，調(diào)PH值7. 8-9.0，壓濾即得碳酸鎳，干燥、 加溫600-800°C還原，優(yōu)化還原劑為淀粉或含碳與氫具有還原性質(zhì)的物料，洗滌后，熔鑄即 得鎳錠；將萃取步驟所得萃取液經(jīng)反萃處理得鈷液和鋅液，鈷液加濃度為10%至15%氫氧 化鈉液體沉淀，調(diào)PH值7. 8-8. 5，壓濾洗滌得氫氧化亞鈷，干燥煅燒即得鈷粉；濾液循環(huán)使 用。 還有一種改進的優(yōu)化方案是，還包括如下步驟將所得鋅液加濃度為10%至15% 氫氧化鈉液體調(diào)PH7. 0-7. 8，經(jīng)壓濾洗滌得氫氧化鋅，酸化處理后得硫酸鋅；濾液循環(huán)使用。更進一步的優(yōu)化方案是還包括在步驟1和步驟2之間增加解毒處理步驟將漿 化后的原料通過調(diào)節(jié)PH值，沉淀出氫氧化亞銅；然后把Cu1+氧化成Cu2+ ；將Cr6+還原成Cr3+。 解毒處理的優(yōu)化方案是漿化后的原料進入解毒反應罐，加入堿液調(diào)節(jié)PH值5. 0-7. 0，沉淀 出氫氧化亞銅；然后加入雙氧水把氫氧化亞銅中Cu1+氧化成Cu2+ ；再加入硫酸亞鐵，優(yōu)化為 硫酸亞鐵液，將Cr6+還原成Cr3+。解毒步驟是針對存在Cu1+和Cr6+的原料，分別通過氧化、 還原處理，使金屬元素化合價發(fā)生變化，達到解毒目的。化學反應方程式如下酸浸溶解(其中R代表各種酸根或堿根)CuR+H2S04 — Cu2++S(V+ITNiR+H2S04 — Ni2++S(V+ITZnR+H2S04 — Zn2++S04>R"CrR+H2S04 — Cr3+6++S04>R"CdR+H2S04 — Cd2++S04>R"CoR+H2S04 — Co2++S(V+IT渣堿化(其中A代表各種金屬離子)A++Si032- — A+Si032- I銅置換Cu2++Fe+H+ — Cu I +Fe2+H2 個制取海綿鎘Cd2++Zn — Cd I +Zn2+制取鐵鉻礬Fe3++Cr3++C0廣+0IT — Fe203。Cr203。H20 I制取鎳Ni2++C0:+0H- — Ni (OF) C03Ni (0H-) C03+ 還原劑(600 °C 至 800 °C ) — Ni制取鈷粉Co2++C032>0r — Co (OHXO3Co (or) C03 — Co304制取硫酸鋅Zn++C032>0r — Zn (OH) C03Zn (OH) C03+H2S04 — ZnS04解毒步驟Cu++0r = CuOH2Cu0H+H202+4H+ = 2Cu2++4H20Cr6++3Fe2+ = Cr3++3Fe3+本專利技術(shù)方法有如下優(yōu)點1)工藝適應性廣，適于電鍍、表面處理、重金屬冶煉、化工等行業(yè)廢渣廢液處理，及 制造業(yè)焚燒殘渣處理；2) 一套工藝可提取提取Cu、Cr、Cd、Ni、Co、Zn等多種有價金屬，實現(xiàn)資源化利用 的目的；3)整個工藝設(shè)計以資源化、無害化、減量化為目的，不產(chǎn)生新的污染，分離金屬之 后的廢棄物，一次性達到一般固體廢物標準，不需要經(jīng)過任何固化處理即直接可作為磚或 水泥原料，或直接進垃圾填埋場；4)整個工藝液相物料不需加熱，按年回收金屬5000噸的規(guī)模計算，比現(xiàn)有同類技 術(shù)省煤、省電折合標煤2萬噸/年以上，符合低碳經(jīng)濟的發(fā)展要求；5)整個工藝用水實現(xiàn)封閉循環(huán)，按年回收金屬5000噸的規(guī)模計算，比現(xiàn)有同類技 術(shù)節(jié)水4萬噸/年；6)在渣堿化工序，采用堿液(優(yōu)選氫氧化鈣)和硅酸本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種重金屬污染廢棄物的無害化資源化處理回收方法，包括如下步驟： １）原料漿化：粉碎原料后加水制成漿料； ２）酸浸溶解：將步驟１所得漿料液加入稀硫酸進行常溫溶解，過濾處理，濾液進入下道工序；濾渣堿化處理用作磚或水泥原料；濾液循環(huán)使用；３）銅置換：將步驟２的濾液以鐵置換出銅，濾液送入下工序； ４）制取鐵鉻礬：將步驟３所得濾液加堿性物質(zhì)和氧化劑，常溫調(diào)ＰＨ值后沉淀，壓濾即得鐵鉻礬，濾液循環(huán)使用； ５）制取海綿鎘：將步驟４的濾液以鋅置換出鎘，濾液送入下道工序。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王修海，
申請(專利權(quán))人：青川縣天運金屬開發(fā)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：51[中國|四川]
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