[發(fā)明專利]一種從電鍍污泥浸出液中絡(luò)合沉淀分離鉻鐵的方法

有效

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• 申請(qǐng)日: 2017-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN107201447B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李金輝;徐志峰;羅天貴;廖家隆;陳志峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西理工大學(xué);江西省廣德環(huán)保科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C22B7/00
• 分類號(hào): C22B7/00;C22B34/32
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種從電鍍污泥浸出液中絡(luò)合沉淀分離鉻鐵的方法，通過采用苯甲酸或苯甲酸衍生物作為絡(luò)合沉淀劑，對(duì)經(jīng)預(yù)處理去除Ni、Zn、Cu等雜離子后僅余Fe³⁺、Cr³⁺的電鍍污泥浸出液中鉻鐵離子進(jìn)行分離，將浸出液中所含的鐵離子以沉淀的形式除去。通過對(duì)絡(luò)合沉淀劑的用量、反應(yīng)溫度、溶液的pH值、反應(yīng)時(shí)間的控制可以實(shí)現(xiàn)電鍍污泥浸出液中鐵離子的去除率達(dá)95%以上，而鉻的損失不超過5%。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，絡(luò)合沉淀分離鉻鐵方法對(duì)設(shè)備要求低，操作簡(jiǎn)單，所得沉淀物易過濾，對(duì)環(huán)境無污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種從電鍍污泥浸出液中絡(luò)合沉淀分離鉻鐵的方法，屬于濕法冶金、化學(xué)、材料等技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電鍍污泥是電鍍行業(yè)中廢水處理后產(chǎn)生的含重金屬污泥廢棄物，被列入國(guó)家危險(xiǎn)廢物名單。作為電鍍廢水的“終態(tài)物”，雖然其量遠(yuǎn)比廢水要少得多，但是由于廢水中的Cu、Ni、Zn、Fe、Cr等重金屬都轉(zhuǎn)移到污泥中，從某種意義上說，電鍍污泥對(duì)環(huán)境的潛在危害要遠(yuǎn)比電鍍廢水嚴(yán)重得多，如果對(duì)富含重金屬的電鍍污泥不作任何處置，其對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞是不言而喻的。另一方面，電鍍污泥中通常含Cu1%~2%、Ni0.5%~1%、Zn1%~2%，金屬品位遠(yuǎn)高于富礦石。就每年產(chǎn)出的電鍍污泥中有價(jià)金屬而言，其潛在價(jià)值就超過500 億元。我國(guó)屬資源匱乏國(guó)家，現(xiàn)有的有色金屬資源保障程度低，我國(guó)鉻礦儲(chǔ)量?jī)H占世界儲(chǔ)量的0.1%，鉻鐵礦對(duì)外依存度達(dá)到95%。資源循環(huán)是彌補(bǔ)我國(guó)緊缺有色金屬資源的有效途徑和必然選擇，針對(duì)含Cr電鍍污泥的資源循環(huán)處理是彌補(bǔ)我國(guó)鉻礦產(chǎn)資源缺口的有效途徑。

處置電鍍污泥的目標(biāo)就是要實(shí)現(xiàn)減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化，堅(jiān)持在安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的前提下實(shí)現(xiàn)電鍍污泥的無害化處置和資源綜合利用，最終達(dá)到節(jié)能減排和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。由于電鍍污泥含水率很高（~80%），因此適合采用濕法冶金方法進(jìn)行資源化處理，常見有酸浸法、氨浸法、電解法、微生物法等。目前，自酸性溶液中分離鉻鐵，方法主要有溶劑萃取法和化學(xué)沉淀法。以溶劑萃取法為例，以膦酸類萃取劑P204萃取除鐵時(shí)，在水相料液pH 值為1.5 條件下，鐵萃取率雖可達(dá)99 %以上，但鉻會(huì)發(fā)生明顯共萃，鉻損失率約25 %。當(dāng)化學(xué)沉淀法應(yīng)用于酸性水溶液除鐵時(shí)，也存在鉻損失明顯的問題。比如，中和水解法形成的Fe(OH)3沉淀往往以無定形膠體形態(tài)存在，難以過濾而且會(huì)大量吸附鉻及其他有價(jià)金屬，由此導(dǎo)致鉻損失；采用黃鉀鐵礬法除鐵時(shí)，在形成鐵礬的同時(shí)還會(huì)形成鉻礬，因此，鉻損失也在所難免， 而針鐵礦法除鐵時(shí)鉻損失率也達(dá)到15 %左右；草酸亞鐵沉淀法是一種有效分離鉻鐵的方法，該法利用草酸亞鐵溶度積較低的性質(zhì)可實(shí)現(xiàn)除鐵率達(dá)98.5 %，但該法需嚴(yán)格控制草酸加入量以防止草酸亞鐵返溶，而且對(duì)溶液中和提出較高要求；相對(duì)而言，莫爾鹽結(jié)晶法溶液中和負(fù)荷輕，通過往溶液中加入一定量的硫酸銨，使鉻、鐵分別生成鉻銨礬和亞鐵銨礬（莫爾鹽），進(jìn)而利用0 ℃時(shí)鉻銨礬和亞鐵銨礬的溶解度差異，在溶液快速冷卻并結(jié)晶24 h 條件下，使亞鐵銨礬結(jié)晶析出，而鉻則保留在溶液中，鐵脫除率可達(dá)96 %以上，鉻損失率低至1.85 %，但該法的缺點(diǎn)是蒸發(fā)耗時(shí)長(zhǎng)、冷卻操作不易。除上述外，也有嘗試直接自溶液中分離鉻。例如，采用溶劑萃取法直接分離提取鉻時(shí)，酸性膦類萃取劑(P204、P507)雖然可以實(shí)現(xiàn)鉻鎳的初步分離，但鉻萃取率不高。伯胺N1923 可以在pH 值為4.0 條件下萃取Cr(Ⅵ)，而且提取率可達(dá)95 %以上；中性磷類萃取劑TBP 可以自鹽酸體系中萃取Cr(Ⅵ)，但N1923 與TBP 能否實(shí)現(xiàn)鉻鐵分離，結(jié)果不詳。還有研究提出采用磷酸沉淀方法脫除硫酸溶液中的鉻，在溶液按理論用量1.4倍投入磷酸鈉，雖然鉻脫除效果理想，但伴隨鉻沉淀，鐵也大量沉淀，沉淀率也高達(dá)99 %，幾乎不能分離鉻鐵。因此，現(xiàn)有的分離酸性溶液中鉻鐵離子的工藝都存在一定的缺陷，而Cr-Fe能否高效分離回收是電鍍污泥能否高值利用的關(guān)鍵，極大的影響著相關(guān)回收企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)電鍍污泥浸出體系中Cr、Fe分離困難的問題，提供了一種從電鍍污泥浸出液中絡(luò)合沉淀分離鉻鐵的方法，該方法對(duì)設(shè)備要求低，操作簡(jiǎn)單，成本低，無污染，可以有效分離Cr和Fe，從而滿足高效分離回收是電鍍污泥中Cr的要求。