[發(fā)明專利]一種不銹鋼酸洗廢水中和污泥無害化和資源化處置的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010535160.8
• 申請(qǐng)日: 2010-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN101982433A
• 公開（公告）日: 2011-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉福強(qiáng);楊才杰;李蘭娟;侯鵬;王津南;李愛民;戴建軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F11/00
• 分類號(hào): C02F11/00;C02F9/04
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及不銹鋼生產(chǎn)、電鍍行業(yè)及相關(guān)的表面處理工業(yè)廢水中和處理后沉淀污泥的無害化和資源化處置方法，特別涉及不銹鋼酸洗行業(yè)毒害廢水中和污泥的無害化處置及有價(jià)金屬的資源回收的方法。

背景技術(shù)

不銹鋼在表面酸洗處理過程中產(chǎn)生大量含鎳、鉻、錳等重金屬離子的酸性廢水。目前，大部分不銹鋼酸洗企業(yè)仍然采用傳統(tǒng)中和沉淀法去除其中的重金屬，從而產(chǎn)生大量含多種重金屬的毒害性污泥。這種污泥中的重金屬多以氫氧化物、氧化物、碳酸鹽等狀態(tài)存在，很不穩(wěn)定，容易浸出擴(kuò)散到土壤、水體等環(huán)境中，對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，已被列入國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄（HW17）。

不銹鋼酸洗廢水中和污泥因含混合重金屬，難以處理，通常須進(jìn)行安全填埋，但費(fèi)用極高，企業(yè)難以承受，因而大部分污泥尚未得到妥善處置。江蘇泰州等地?fù)碛斜姸嗟男⌒筒讳P鋼酸洗加工企業(yè)，其產(chǎn)生的數(shù)萬立方米酸洗污泥只作簡(jiǎn)單堆放，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和人民健康危害巨大，開發(fā)出經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、高效、安全的不銹鋼酸洗廢水中和污泥處理方法極為迫切。

不銹鋼酸洗廢水中和污泥中含有錳、鎳、鉻等多種金屬成分，其本身是一種廉價(jià)的可再生資源。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)鎳、鉻等金屬資源消耗巨大，供需矛盾日益尖銳，而鎳、鉻等金屬資源儲(chǔ)量有限，因而對(duì)廢棄的鎳、鉻金屬資源進(jìn)行回收顯得尤為重要。回收不銹鋼酸洗廢水中和污泥中鎳、鉻等金屬資源一方面從根本上解決了污泥中重金屬污染問題，另一方面鎳鉻等金屬資源得到了再生利用，在獲得經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)節(jié)約了資源。因而污泥中有價(jià)金屬回收技術(shù)越來越成為研究熱點(diǎn)。

近年來，不少研究者研究了電鍍污泥中重金屬的無害化和資源化處理技術(shù)，但是，不銹鋼酸洗廢水中和污泥無害化和資源化處置技術(shù)的研究卻鮮見報(bào)道。只有年?yáng)|南大學(xué)宋敏等?人的一個(gè)專利（公開號(hào)CN?101618892A）涉足此領(lǐng)域。該專利采用萃取法回收浸出液中的鎳，沉淀法回收鉻。但該法除鐵時(shí)生成的氫氧化鐵膠體對(duì)鎳、鉻等金屬具有強(qiáng)烈的吸附效應(yīng)，容易形成共沉淀，引起鎳、鉻的嚴(yán)重?fù)p失及二次污染。而且該法還存在相分離困難、萃取劑夾帶流失、二次污染嚴(yán)重等問題。

發(fā)明內(nèi)容

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提出一種不銹鋼酸洗廢水中和污泥無害化及資源化處置的方法，根據(jù)不銹鋼酸洗廢水中和處理污泥的特點(diǎn)，結(jié)合污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，使污泥得到無害化處理的同時(shí)，有價(jià)金屬得到資源化回收，較好地回收錳、鎳、鉻有價(jià)金屬，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益的統(tǒng)一。

2、技術(shù)方案：

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的:

一種不銹鋼酸洗廢水中和污泥無害化及資源化處置的方法，其步驟為：

1）浸出：將不銹鋼酸洗廢水中和污泥與水混合攪拌，加入浸出劑，保持pH為1.0-1.5，保證金屬元素的充分浸出；

2）除鐵：保持總鐵濃度小于1000mg/L的條件，投加針鐵礦晶種，將溶液加熱到60-85℃，攪拌，不斷滴加堿液，保持pH在2.5-5.0范圍內(nèi)，不斷將浸出液中的鐵以針鐵礦的形式沉淀分離；

3）除錳：往步驟2）處理得到的浸出液中投加氧化劑，將Cr³⁺和Mn²⁺分別完全氧化成Cr(Ⅵ)和MnO₂，過濾；濾渣經(jīng)干燥即為MnO₂產(chǎn)品；

4）除鉻：在離子交換柱中填裝離子交換樹脂，將步驟3）中得到的濾液通過離子交換柱，富集回收溶液中的六價(jià)鉻，吸附飽和后的樹脂用再生劑再生，再生液即為高濃度鉻酸鈉溶液，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶獲得鉻酸鈉固體產(chǎn)品；

5）除鎳：在樹脂吸附柱中填裝螯合樹脂，將步驟4）中離子交換出水調(diào)節(jié)pH至2-5后，通過螯合樹脂吸附柱，富集回收溶液中的Ni²⁺。樹脂飽和后用脫附劑再生，脫附液為高濃度硫酸鎳溶液，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶獲得硫酸鎳固體產(chǎn)品；出水達(dá)標(biāo)排放或回用到工藝過程中的耗水環(huán)節(jié)。

步驟1）中不銹鋼酸洗廢水中和污泥為不銹鋼酸洗廢水中和處理后的固體廢棄物。

步驟1）所述的加入的浸出劑為重量百分比為30-70%的硫酸，浸取時(shí)間為1-3小時(shí)。

步驟2）所投加的針鐵礦晶種的量為每100mL?1-5g，所加堿液為重量百分比為5-15%的Na₂CO₃。

步驟3）所加氧化劑為重量百分比為3-6%的高錳酸鉀溶液，按理論需要量的100%投加。

步驟4）所用的樹脂為陰離子交換樹脂，尤其是大孔強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂；再生劑為重量百分比為4-12%的NaOH溶液，再生溫度為40-80℃。