[發明專利]一種以廢陰極炭為添加劑氧化-還原兩步法回收電鍍污泥內銅、鎳、鉻的方法

有效

• 申請號: 202111322695.1
• 申請日: 2021-11-09
• 公開（公告）號: CN114032395B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 李磊;肖陽;徐景壯
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B15/00;C22B34/32;C22B1/02;C22B23/00;C22B23/02;C22B5/10
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 毛雨田

本發明公開了一種以廢陰極炭為添加劑氧化?還原兩步法回收電鍍污泥內銅、鎳、鉻的方法，將電鍍污泥、廢陰極炭和氧化鈣按照一定比例混合均勻后，送入焙燒爐進行焙燒，爐內陰極碳首先發生燃燒反應，同步實現陰極碳中氰化物的分解、NaF和Nasubgt;3/subgt;AlFsubgt;6/subgt;組分的解離和電鍍污泥的熱態化轉化目標。氧化過程完成后，對焙燒渣進行水浸，鉻酸鈉開始大量浸出，浸出液冷凍結晶后得到鉻酸鈉產品，浸出渣干燥后轉移至熔煉爐中，以廢陰極炭為還原劑對其進行高溫熔融還原，銅鎳合金由熔煉爐下部金屬液出口排出，熔煉渣由出渣口排出，冶煉煙氣經過余熱回收和煙氣處理達標后排入大氣。本發明以廢治廢，并同時具備流程短、成本低等優點，推廣應用前景良好。

技術領域

本發明涉及工業危廢資源化處置技術領域，具體涉及一種以廢陰極炭為添加劑氧化-還原兩步法回收電鍍污泥內銅、鎳、鉻的方法。

背景技術

電鍍污泥是電鍍行業中重金屬沉淀而產生的固體廢物，因其重金屬含量高，故被列為危險廢物。污泥中含有多種金屬如銅、鎳、鉻、鐵、鋅等，并以氫氧化物的形式存在，同時還包括一些有機組分和復雜的金屬氧化物。在中國，每年會產生超過1000萬噸電鍍污泥，如果不進行正確及時的處置，重金屬會遷移至環境中，污染土壤和地下水，影響動植物的生存，甚至威脅到人類的生命健康?，F有的處理方法主要包括固化穩定化、中溫鈉化氧化、酸堿浸出等。固化穩定化即通過水泥、石灰和粉煤灰對電鍍污泥進行固化后填埋，但該方法會釋放有毒物質到環境中產生二次污染，也會造成金屬資源的浪費。中溫鈉化氧化通過將電鍍污泥和碳酸鈉按一定比例混合焙燒，使三價鉻氧化成六價鉻，即生成鉻酸鈉，鋁、鋅生成相應的氧化物，再通過水浸使鉻、鋁、鋅溶于液體生成各自的鹽，再對濾液水解酸化實現鉻與鋅、鋁的分離，從而實現鉻的回收，該方法為電鍍污泥中金屬鉻的回收提供了新思路，但過程中碳酸鈉添加量過多，工藝成本高。酸堿浸出即利用電鍍污泥中不同金屬化合物和酸堿的化學反應實現金屬的浸出分離，但此方法選擇性較差，并會產生大量廢液。

廢陰極炭是電解制鋁過程中產生的一種危險固體廢物，主要由石墨碳、氟化物（NaF、Na₃AlF₆、CaF₂等）、氰化物（NaCN、Na₃Fe(CN)₆等）和其他無機化合物組成。中國每年會產生約36萬噸廢陰極炭，平均沒生產一噸鋁，會產生10千克廢陰極炭，隨著電解鋁行業的不斷發展，廢陰極炭產生量也呈現不斷上升的趨勢。因其含有氟化物和氰化物，若處理不當，也會對環境產生巨大的危害。但由于其碳質資源豐富，故具有很高的回收價值。目前，有超過50%的廢陰極炭填埋處置，操作簡單、成本低，但浪費了大量碳質資源，并造成土壤和地下水的污染。故一些學者從物質本身的性質出發，研究了大量物化法、濕法及火法處理工藝，如浮選利用碳和氟化物表面潤濕性的差異實現其物理分離、高溫燃燒利用廢陰極炭中碳質材料的高熱值實現氟化物的轉化和氰化物的降解。但這些方法回收的產品純度較低，或能耗高、浪費了大量的資源，即實現了無害化轉化但沒有最大程度地實現資源化回收。濕法中的酸浸和堿浸雖然能夠實現較高純度的回收，但選擇性較差，過程中產生的廢液的處理也是較為嚴重的問題。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明提供一種以廢陰極炭為添加劑氧化-還原兩步法回收電鍍污泥內銅、鎳、鉻的方法。本發明以廢陰極炭為添加劑，通過氧化、還原兩步法進行電鍍污泥中鉻、銅、鎳的分步提取和有效回收，并廢陰極碳中氰化物完全分解實現無害化處置，氟以氟化鈣形式穩定存在于熔煉渣相中。方法實現了以廢治廢，并同時具備流程短、成本低等優點，推廣應用前景良好。本發明通過以下技術方案實現。

一種以廢陰極炭為添加劑氧化-還原兩步法回收電鍍污泥內銅、鎳、鉻的方法，其具體步驟如下：

（1）首先將電鍍污泥、廢陰極炭和氧化鈣按照一定比例混合均勻，廢陰極炭的添加量為廢陰極碳：電鍍污泥=1：0.5-2.5，氧化鈣添加量為氧化鈣：電鍍污泥=0.09-0.2：1；