申请日2017.06.19
公开(公告)日2017.09.26
IPC分类号C22B7/00; C22B34/32
申请(专利权)人江西理工大学;江西省广德环保科技股份有限公司;
发明人李金辉;徐志峰;罗天贵;廖家隆;陈志峰;
优先权号
优先权日
申请人地址江西省赣州市红旗大道86号;
申请人邮编341000;
CPC分类号C22B34/32;C22B7/007
摘要
本发明公开了一种从电镀污泥浸出液中络合沉淀分离铬铁的方法，通过采用苯甲酸或苯甲酸衍生物作为络合沉淀剂，对经预处理去除Ni、Zn、Cu等杂离子后仅余Fe3+、Cr3+的电镀污泥浸出液中铬铁离子进行分离，将浸出液中所含的铁离子以沉淀的形式除去。通过对络合沉淀剂的用量、反应温度、溶液的pH值、反应时间的控制可以实现电镀污泥浸出液中铁离子的去除率达95%以上，而铬的损失不超过5%。与现有的技术相比，络合沉淀分离铬铁方法对设备要求低，操作简单，所得沉淀物易过滤，对环境无污染。
摘要附图
CN107201447A[中文]
权利要求书
1.一种从电镀污泥浸出液中络合沉淀分离铬铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用经预处理去除Ni、Zn、Cu杂离子的电镀污泥浸出液作为原料液，所述浸出液pH≤1.7，Fe3+ 浓度为2 g/L～5.6 g/L，Cr3+ 浓度为1.86 g/L～6.5 g/L;采用苯甲酸或苯甲酸衍生物中的一种作为络合沉淀剂;
(2)在恒温搅拌下向所述浸出液中缓慢加入络合沉淀剂，加料结束后调节溶液pH值为2.5～3，反应10～30min，固液分离后得到沉淀物和除铁后电镀污泥浸出液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述苯甲酸衍生物为含卤素、硝基、羟基、醛基、酯基、胺基中任一种官能团的苯甲酸取代物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述络合沉淀剂采用乙醇、甲醇、乙二醇、丙酮中的至少一种作为溶剂溶解。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述络合沉淀剂的用量是与铁反应理论反应量的100%～150%。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中反应的温度为25℃～60℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中通过缓慢加入氨水或NaOH调节溶液pH为2.5～3。
说明书
一种从电镀污泥浸出液中络合沉淀分离铬铁的方法
技术领域
本发明涉及一种从电镀污泥浸出液中络合沉淀分离铬铁的方法，属于湿法冶金、化学、材料等技术领域。
背景技术
电镀污泥是电镀行业中废水处理后产生的含重金属污泥废弃物，被列入国家危险废物名单。作为电镀废水的“终态物”，虽然其量远比废水要少得多，但是由于废水中的Cu、Ni、Zn、Fe、Cr等重金属都转移到污泥中，从某种意义上说，电镀污泥对环境的潜在危害要远比电镀废水严重得多，如果对富含重金属的电镀污泥不作任何处置，其对生态环境的破坏是不言而喻的。另一方面，电镀污泥中通常含Cu1%~2%、Ni0.5%~1%、Zn1%~2%，金属品位远高于富矿石。就每年产出的电镀污泥中有价金属而言，其潜在价值就超过500 亿元。我国属资源匮乏国家，现有的有色金属资源保障程度低，我国铬矿储量仅占世界储量的0.1%，铬铁矿对外依存度达到95%。资源循环是弥补我国紧缺有色金属资源的有效途径和必然选择，针对含Cr电镀污泥的资源循环处理是弥补我国铬矿产资源缺口的有效途径。
处置电镀污泥的目标就是要实现减量化、稳定化、无害化和资源化，坚持在安全、环保和经济的前提下实现电镀污泥的无害化处置和资源综合利用，最终达到节能减排和发展循环经济的目的。由于电镀污泥含水率很高(~80%)，因此适合采用湿法冶金方法进行资源化处理，常见有酸浸法、氨浸法、电解法、微生物法等。目前，自酸性溶液中分离铬铁，方法主要有溶剂萃取法和化学沉淀法。以溶剂萃取法为例，以膦酸类萃取剂P204萃取除铁时，在水相料液pH 值为1.5 条件下，铁萃取率虽可达99 %以上，但铬会发生明显共萃，铬损失率约25 %。当化学沉淀法应用于酸性水溶液除铁时，也存在铬损失明显的问题。比如，中和水解法形成的Fe(OH)3沉淀往往以无定形胶体形态存在，难以过滤而且会大量吸附铬及其他有价金属，由此导致铬损失;采用黄钾铁矾法除铁时，在形成铁矾的同时还会形成铬矾，因此，铬损失也在所难免， 而针铁矿法除铁时铬损失率也达到15 %左右;草酸亚铁沉淀法是一种有效分离铬铁的方法，该法利用草酸亚铁溶度积较低的性质可实现除铁率达98.5 %，但该法需严格控制草酸加入量以防止草酸亚铁返溶，而且对溶液中和提出较高要求;相对而言，莫尔盐结晶法溶液中和负荷轻，通过往溶液中加入一定量的硫酸铵，使铬、铁分别生成铬铵矾和亚铁铵矾(莫尔盐)，进而利用0 ℃时铬铵矾和亚铁铵矾的溶解度差异，在溶液快速冷却并结晶24 h 条件下，使亚铁铵矾结晶析出，而铬则保留在溶液中，铁脱除率可达96 %以上，铬损失率低至1.85 %，但该法的缺点是蒸发耗时长、冷却操作不易。除上述外，也有尝试直接自溶液中分离铬。例如，采用溶剂萃取法直接分离提取铬时，酸性膦类萃取剂(P204、P507)虽然可以实现铬镍的初步分离，但铬萃取率不高。伯胺N1923 可以在pH 值为4.0 条件下萃取Cr(Ⅵ)，而且提取率可达95 %以上;中性磷类萃取剂TBP 可以自盐酸体系中萃取Cr(Ⅵ)，但N1923 与TBP 能否实现铬铁分离，结果不详。还有研究提出采用磷酸沉淀方法脱除硫酸溶液中的铬，在溶液按理论用量1.4倍投入磷酸钠，虽然铬脱除效果理想，但伴随铬沉淀，铁也大量沉淀，沉淀率也高达99 %，几乎不能分离铬铁。因此，现有的分离酸性溶液中铬铁离子的工艺都存在一定的缺陷，而Cr-Fe能否高效分离回收是电镀污泥能否高值利用的关键，极大的影响着相关回收企业的经济效益。
发明内容
本发明针对电镀污泥浸出体系中Cr、Fe分离困难的问题，提供了一种从电镀污泥浸出液中络合沉淀分离铬铁的方法，该方法对设备要求低，操作简单，成本低，无污染，可以有效分离Cr和Fe，从而满足高效分离回收是电镀污泥中Cr的要求。
本发明通过下列技术方案实现。
(1)采用经预处理去除Ni、Zn、Cu杂离子的电镀污泥浸出液作为原料液，所述浸出液pH ≤1.7，Fe3+ 浓度为2 g/L～5.6 g/L，Cr3+ 浓度为1.86 g/L～6.5 g/L;采用苯甲酸或苯甲酸衍生物中的一种作为络合沉淀剂。
(2)在恒温搅拌下向所述浸出液中缓慢加入络合沉淀剂，加料结束后调节溶液pH值为2.5～3，反应10～30min，固液分离后得到沉淀物和除铁后电镀污泥浸出液。
进一步地，步骤(1)中所述苯甲酸衍生物为含卤素、硝基、羟基、醛基、酯基、胺基中任一种官能团的苯甲酸取代物。
进一步地，步骤(1)中所述络合沉淀剂采用乙醇、甲醇、乙二醇、丙酮中的至少一种作为溶剂溶解。
进一步地，步骤(2)中所述络合沉淀剂的用量是与铁反应理论反应量的100%～150%。
进一步地，步骤(2)中反应的温度为25℃～60℃。
进一步地，步骤(2)中通过缓慢加入氨水或NaOH调节溶液pH为2.5～3。
本发明采用苯甲酸或苯甲酸的衍生物对含大量铁离子的电镀污泥浸出液进行处理，实现了从浸出液中去除铁离子。络合沉淀分离铬铁方法可以保证铁离子去除率达到95%以上，铬的损失率不超过5%，极大地降低了溶液中铁离子的浓度，为后续制备高纯铬产物创造了条件。