[發明專利]一種采用水熱礦化方法從含銅污泥中選擇性回收銅的方法

在審

• 申請號: 202110480031.1
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113106259A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 馮春全;李政;顏煉紅
• 申請（專利權）人: 佛山經緯納科環境科技有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B15/00;C01G3/10
• 代理公司: 廣州市科豐知識產權代理事務所(普通合伙) 44467
• 代理人: 羅嘯秋

本發明屬于固廢處理及資源回收技術領域，公開了一種采用水熱礦化方法從含銅污泥中選擇性回收銅的方法。將含銅污泥經干燥研磨過篩后加入礦化劑水溶液及pH調節劑，充分攪拌，調節pH值在3.5～4.2之間；將所得的混合物置于水熱反應器中，在60～150℃下水熱反應，反應完成后冷卻、靜置，將固體渣與含銅上清液分離，固體渣經洗滌、干燥，得到無毒廢渣，含銅上清液則進行回收處理。利用本方法可回收含銅污泥中90～97％的銅，流程簡單、成本低廉，是水熱晶相調控在含銅污泥資源化技術領域的初次應用，在回收含銅污泥中的銅可同時實現Ca、Fe等污泥中常見金屬的固定，為其他含銅廢渣的銅回收提供了新思路。

技術領域

本發明屬于固廢處理及資源回收技術領域，具體涉及一種采用水熱礦化方法從含銅污泥中選擇性回收銅的方法。

背景技術

含銅污泥是金屬基本工業表面處理、印刷電路板、電鍍及電線電纜廢水處理過程的主要產物，由于含銅量高被列入《國家危險廢物名錄》(HW22)。含銅污泥的處理技術主要為濕法浸出(公開號CN108611491A)、火法工藝(公開號CN101830681A)和火法濕法聯合工藝(公開號CN201811456085.9)。具體處理參考標準有《含銅污泥處理處置方法》(GB/T 38101-2019)。浸出方法主要是在液相環境下通過外加pH調節劑改變液體的pH值或加入沉淀劑使銅及其他金屬的存在形態發生變化，最終回收銅、鎳等金屬，但是調節過程不是一步完成的，往往需要多次加藥調節才能達到目的，藥劑成本偏高，流程復雜，廢水處理量大。焙燒的方法是將電鍍污泥與基建廢渣、垃圾灰渣、硫酸鈣等混合后燒制成磚，盡管此方法將電鍍污泥直接進行了資源化利用，但其中的重金屬仍存在釋放的風險。火法濕法的聯合工藝，是將污泥與硫化劑、還原劑混等混合造粒后，在1000℃左右焙燒，在對燒結產物進行磨礦-浮選得到銅鎳混合礦漿，再進一步磨礦加入調節劑對銅鎳進行分離，流程復雜，能耗較高，可能伴隨廢氣的處理難題。

在密閉體系中，以水為反應介質，對容器進行加熱處理，通過容器內的高溫與壓力作用有助于晶體的生長和離子的解離。專利CN101565304 A公開了一種電鍍污泥與酸洗廢液協同水熱鐵氧體化的處理方法，是利用水熱的方法將電鍍污泥制成了鐵氧體微晶，但并未對其中的重金屬進行提取。專利CN110527838 A公開了一種水熱與氧化協同提取電鍍污泥中鉻的方法，在氧化劑與堿液的作用下，通過300℃以下的水熱反應，實現了重金屬鉻的分離回收。該技術處理對象主要是含鉻電鍍污泥，其核心原理是利用堿液產生的氫氧根與氧化劑產生的氧氣與三價鉻離子反應生成鉻酸根和水，從而使鉻富集到溶液中。但堿性條件下，銅主要以氫氧化銅沉淀形式存在，不能通過氧化富集到溶液里，故此方法并不適用與電鍍污泥中重金屬銅的提取。專利CN 109762991 A公開了一種含鉻電鍍污泥中重金屬選擇性分離回收工藝，將含鉻污泥在一定溫度下與碳酸鹽混合焙燒，適當補充鐵源，所得固體與堿性礦化劑水熱反應，所得懸濁液用磁力固液分離后，固體加入稀酸溶液(pH為3.5-5.0)除鈣，液體除鋅后濃縮結晶回收鉻，懸濁液磁性分離后的固體與濃酸溶液(pH為2-3.5)混合反應，所得懸濁液磁力分離后，固體為鎳鐵氧體產品，液體回收銅。該專利雖然公開了通過濃酸如鹽酸浸提回收銅，但其水熱反應后需先加入稀酸溶液除鈣，且水熱反應與酸浸提取分步進行，步驟繁瑣，無法實現通過一步水熱反應固定鈣、鐵等金屬的同時選擇性浸出銅。專利CN 103011535 A公開了一種電鍍污泥水熱處理方法，通過將熱交換后的重金屬污泥水熱渣經壓濾后固液分離，固相水熱渣用硫酸浸洗以同時去除Ni、Cu、Zn，水熱反應與酸浸提取分步進行，步驟繁瑣，同樣無法實現通過一步水熱反應固定鈣、鐵等金屬的同時選擇性浸出銅。

發明內容

針對以上現有技術存在的缺點和不足之處，本發明的目的在于提供一種采用水熱礦化方法從含銅污泥中選擇性回收銅的方法。本發明方法通過加入能在水熱反應溶液中產生硫酸根的礦化劑，水熱條件有利于含銅污泥中硫酸鈣的結晶和生長，使污泥的原物相被破壞釋放金屬，通過精準控制反應的pH值為3.5～4.2使其他雜質金屬留在固體渣中，使銅被浸出富集到上清液中，實現銅的選擇性回收。

本發明目的通過以下技術方案實現：