[發明專利]不銹鋼酸洗廢水污泥中重金屬的回收及綜合利用方法

無效

• 申請號: 200910183816.1
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN101618892A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 宋敏;王文寶;吳昌子;仲兆平;金保升
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C01G37/033
• 分類號: C01G37/033;C01G49/14;C02F1/52;C02F11/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明適用于不銹鋼生產、電鍍行業及相關的表面處理工業廢水處理污泥中的重金屬回收利用領域，特別涉及不銹鋼領域重金屬的回收和循環利用。

背景技術

隨著不銹鋼產業的發展，其生產加工過程中產生的含重金屬的廢水及固體廢棄物對周圍土壤及地表水環境的影響也日益顯現。不銹鋼產業是一個資源消耗大、污染嚴重的行業，一方面隨著工業的發展，消耗大量的重金屬，造成重金屬資源的相對缺乏；另一方面，產生大量含鎳、鋅、鉻等重金屬離子的工業廢水。重金屬污泥是不銹鋼等加工業的廢水經中和處理的固體廢物，含有多種重金屬，已被國家列為國家危險廢物名錄(HW17)。

重金屬污泥顆粒較細，呈細泥狀；成分復雜，含有多種重金屬元素如鎳、鋅、鉻等；金屬多以氫氧化物、氧化物、碳酸鹽等狀態賦存，金屬含量波動范圍大，因此增加了廢水重金屬污泥綜合利用的難度。如果這些污泥不經處理而隨便堆放或者直接填埋的話，會對地下水、生態環境造成二次污染，在外界環境的作用下有可能轉化為毒性更強的化合物，通過食物鏈等方式，這種重金屬會進入人體，造成不同程度的中毒現象，最終危害人體健康。

此外重金屬污泥中含有多種金屬成分，其本身是一種廉價的可再生資源。由于金屬是一種不可再生資源，加之我國金屬資源短缺，因此如何有效地減排及回收利用重金屬污泥中的鉻、鎳等重金屬，防治污泥對環境污染問題已引起人們的極大關注，實現重金屬污泥的資源化再生利用及環境無害化處理，是目前亟待解決的重大問題也是國內外重點攻關的技術。

近年來，不少研究者對電鍍污泥中重金屬的減排及回收利用多有研究，但是在不銹鋼污泥中進行重金屬回收利用的報道卻很少，將污泥作為一種廉價的二次可再生資源，回收其中的鎳、鉻，鐵等，不僅可以避免環境污染，同時通過回收利用重金屬減少不銹鋼生產中重金屬的使用量，實現清潔生產、循環經濟，為江蘇不銹鋼產業群的健康發展奠定了基礎。此外，對緩解我國重金屬資源短缺，推動相關產業發展，都有著積極作用和重要意義，具有較好的社會效益。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提出一種不銹鋼酸洗廢水污泥中重金屬的回收及綜合利用方法，以污水處理廠工藝流程為依據，立足清潔生產工藝與污泥重金屬減排回收再用相結合，研究開發回收利用重金屬工藝與循環經濟工藝，降低重金屬及水資源消耗，實現污泥中重金屬超低排放回收利用及廢水的循環利用。

技術方案：根據不銹鋼酸洗廢水處理廠污泥的特點，結合污染物排放標準的要求，研究污泥中重金屬回收利用的技術。

本發明是通過下述技術方案得以實現的：

1)將重金屬污泥置于第一個反應釜中，加入浸出劑，攪拌，pH控制在1.0～1.5范圍內，充分浸取反應，進行過濾，把濾液泵入第二個反應釜中，濾渣另行處理；

2)向第二個反應釜中加入氟化鈉溶液，調節溶液的pH在4.0～4.5范圍內，充分反應，過濾，將濾液泵入第三個反應釜中，濾渣另行處理；此步驟將去除濾液中的鈣、鎂、鋁雜質；

3)向第三個反應釜中加入氫氧化鈉堿溶液，調節溶液的pH在5.0～6.0范圍內，常溫下攪拌，過濾分離，將得到的含鎳、鐵的濾液泵入第四個反應釜中，同時收集氫氧化鉻沉淀濾渣待用；此工藝大部分的鉻沉淀，實現了鉻與鎳、鐵的分離；將氫氧化鉻中和渣焙燒，分解得到三氧化二鉻回用于不銹鋼冶煉；

4)在pH值3.5～4.2，50～60℃條件下，在第四個反應釜中加入雙氧水氧化劑，將溶液中二價鐵離子氧化成三價鐵離子，然后再用碳酸鈉溶液中和鐵沉淀，過濾，濾液泵入第五個反應釜中，濾渣收集待用；

5)將步驟4)中的濾渣置于第六個反應釜中，在混酸池按照水、硫酸、硝酸體積比80~100∶18~22∶5~8配制混酸，然后緩慢加入到第六個反應釜內，控制反應的初始溫度在20～40℃，充分反應后，取樣測定得到的聚硫酸鐵絮凝劑產品技術指標，產品達標后，用泵抽至產品儲槽內；

6)在pH值4.0～5.0，10％～15％的P507萃取劑萃取第五個反應槽中的少量雜質，有機相與水相比為1∶5～6，三級萃取，萃取有機相用5N-7N的濃硫酸反萃再生有機相，有機相與水相比為1∶1.5～2，萃取液為純凈的鎳溶液。

所述的加入的浸出劑是不銹鋼酸洗過程中的廢酸洗液，浸取時間4個小時以上。

步驟2)中氟化鈉溶液質量濃度為10~15％。

步驟3)中氫氧化鈉溶液的質量濃度為15~18％。

步驟3)中碳酸鈉溶液的質量濃度為20~25％。