申请日2015.09.29
公开(公告)日2015.12.30
IPC分类号C22B7/00; C22B3/40; C22B19/30
摘要
本发明属于冶金领域，特别涉及一种从电镀污泥中分离回收锌的方法，包括以下步骤：(1)浸出处理：用有机酸将电镀污泥进行浸出处理，然后进行固液分离，得到浸出渣和浸出液;(2)中和除铁、铬：往(1)中的浸出液加入中和剂，然后进行固液分离，得到氢氧化铁沉淀、氢氧化铬沉淀和浸出液;(3)萃取：将P204、磷酸三丁酯、有机萃取剂N1923和溶剂油混合配制成混合萃取剂，然后用混合萃取剂对步骤(2)产生的浸出液进行萃取，再加入有机酸进行反萃取，得到萃余液和含锌的反萃液即为含有硫酸锌的净化液。本发明工艺能将锌从电镀污泥的硫酸浸出液中萃取分离出来，实现锌的综合回收，并且萃取过程不需用液碱皂化，降低回收成本提高了经济效益。
摘要附图
权利要求书
1.一种从电镀污泥中分离回收锌的方法，其特征在于：包括以下具体步骤：
(1)浸出处理：将电镀污泥进行酸浸处理，然后进行固液分离，得到浸出渣和浸出 液;
(2)中和除铁、铬：往(1)步骤所述的浸出液加入中和剂，控制中和反应pH值，选 择性沉淀铁和铬，锌保留在溶液中，然后进行固液分离，得到浸出渣和浸出液;
(3)萃取：将P204、TBP、N1923萃取剂和溶剂油制成的混合萃取剂对步骤(2)产 生的浸出液进行萃取，对萃取后的有机相加入硫酸进行反萃取，得到萃余液和反萃液，反 萃液即为含有硫酸锌的净化液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的酸浸处理是用无机酸 进行浸出处理。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述中的无机酸为硫酸、盐 酸和硝酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中控制中和反应的pH值为 3.5-4.5，选择性沉淀铁和铬，锌保留在溶液中。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的中和剂为碳酸钠、氢氧化钠或石 灰乳。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的混合萃取剂是P204、TBP、N1923 和溶剂油按20-45：2-5：5-10：45-70的体积比混合配制而成。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述P204的体积百分比浓度为 20-45%;所述的TBP体积百分比浓度为2-5%;所述的N1923体积百分比浓度为5-10%。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中萃取的级数为5-8级， 萃取中对萃取后的有机相和水相混合3-5分钟，所述步骤(3)中硫酸的浓度为1.5-3mol/L。
说明书
一种从电镀污泥中分离回收锌的方法
技术领域
本发明属于冶金领域，特别涉及一种从电镀污泥中分离回收锌的方法。
背景技术
电镀污泥是指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 家危险废物名单中的第十七类危险废物。作为电镀废水的“终态物”，虽然其量 比废水要少得多，但是由于铜、镍、铬、锌、铁等重金属都转移到污泥中，如不 加以处理或处置不当，会造成更严重、更长远的二次污染。如果对电镀污泥中品 位高的镍、铜、锌等重金属不加以回收利用，也意味着资源的巨大浪费。很多科 研院所、大学、企业及个人对电镀污泥的资源再生做过大量的研究与探索，总结 出很多实用的回收工艺。但对于锌的回收，基本上以硫化沉淀为主，锌以硫化锌 的形式回收，硫化锌的附加值低，硫化沉淀后的溶液存在废水处理问题。
进过检索得到以下文献：
1.中国专利申请号：CN201410317878.8，专利名称：一种电镀污泥中镍、钴、 铜、锰、锌的分离回收方法，摘要：提供了一种电镀污泥中镍、钴、铜、锰、锌 的分离回收方法,将电镀污泥经酸浸出得的浸出液进行分馏萃取，得有机相和富 镍萃余液，将有机相依次采用盐酸、硫酸、硫酸和盐酸进行四段反萃，得到相应 的四种反萃液;然后对富镍萃余液和四种反萃液分别进行后续回收处理，完成镍、 钴、铜、锰、锌的分离回收。本发明采用全萃法，逐级将镍、钴、钙和镁，铜和 锰以及锌依次萃取出来，再分别将上述金属元素提取回收，工艺流程短，生产效 率高，设备投资小，运行成本低，既环保又达到有色金属资源再生利用,获得较 好的社会效益和经济利益，但该专利技术全萃法回收锌，萃取剂需要用液碱皂化， 辅料消耗大，锌产品的市场售价低，采用该方法对于含锌高的电镀污泥，经济性 大打折扣。
2.中国专利申请号：CN200910184773.9，发明名称：从电镀污泥中回收铜、 镍、铬、锌、铁的方法，摘要：从电镀污泥中回收铜、镍、铬、锌、铁的方法， 属于冶金化工技术领域。包括酸浸出、硫化分离富集、热压浸出、萃取分离、铬 热压氧化、铬溶液净化、提取氯化铁等过程，该方法对不同种类的电镀污泥适应 性强，具有金属资源利用率高、过程废渣量少，解毒彻底等显著优点，但该专利 技术需要硫化剂进行硫化分离后经过反萃、洗铁、浓缩等步骤来分离锌、铁、铜， 锌萃取时用的萃取剂需要皂化，辅料消耗大，锌产品的市场售价低，采用该方法 对于含锌高的电镀污泥，经济性大打折扣。
发明内容
本发明的目的是提供一种从电镀污泥中分离回收锌的方法，将锌从电镀污泥 的硫酸浸出液中萃取分离，从反萃液中实现锌的回收，萃取过程不需用碱皂化， 降低回收成本，创造经济价值。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种从电镀污泥中分离回收锌的方法，包括以下具体步骤：
(1)浸出处理：将电镀污泥进行酸浸处理，然后进行固液分离，得到浸出 渣和浸出液;
(2)中和除铁、铬：往(1)步骤所述的浸出液加入中和剂，控制中和反应 pH值，选择性沉淀铁和铬，锌保留在溶液中，然后进行固液分离，得到浸出渣 和浸出液;
(3)萃取：将P204、TBP、N1923萃取剂和溶剂油制成的混合萃取剂对步骤 (2)产生的浸出液进行萃取，对萃取后的有机相加入硫酸进行反萃取，得到萃 余液和反萃液，反萃液即为含有硫酸锌的净化液。
进一步地，步骤(1)所述的酸浸处理是用无机酸进行浸出处理。
进一步地，步骤(1)所述中的无机酸为硫酸、盐酸和硝酸中的至少一种。
进一步地，(2)步骤中控制中和反应的pH为3.5-4.5选择性沉淀铁和铬， 锌保留在溶液中。
进一步地，所述的中和剂为碳酸钠、氢氧化钠或石灰乳。
进一步地，所述的混合萃取剂是P204、TBP、N1923和溶剂油按20-45：2-5： 5-10：45-70的体积比混合配制而成。
进一步地，所述P204的体积百分比浓度为20-45%;所述的TBP体积百分比 浓度为2-5%;所述的N1923体积百分比浓度为5-10%。
进一步地，所述步骤(3)中萃取的级数为5-8级，萃取中对萃取后的有机 相和水相混合3-5分钟，所述步骤(3)中硫酸的浓度为1.5-3mol/L。
本发明中原料都可在市面上采购到。
P204中文名为二(2-乙基己基)磷酸酯;双(2-乙基己基)磷酸酯;磷酸二异 辛酯;磷酸二辛酯;化学式为C16H35O4P，是一种无色透明较粘稠的液体;凝 固点-60℃，相对密度0.973(25/25℃)，折光率1.4420(25℃)，沸点 209℃(1.33kPa);产品应用：用作有机溶剂，是一种酸性萃取剂，有机合成中间 体。
磷酸三丁酯(TBP)分子式为C12H27O4P，主要用途用作溶剂，还常作为硝 基纤维素、醋酸纤维素、氯化橡胶和聚氯乙烯的增塑剂，稀有金属的萃取剂等， 热交换介质;由于其低的表面张力，难溶于水的物性，可作为工业用消泡剂，有 效的使已形成的泡沫的膜处于不稳定的状态而迅速消泡。
本发明中溶剂油为磺化煤油又称260号溶剂油,是煤油磺化而成的。此产品 特点是蒸发速度均匀而缓慢，芳香烃含量较少，毒性很小，安全性较高，无臭味， 质纯洁，蒸发无残留物，受热不易氧化，产品质量符合国家标准。主要用于气雾 剂、金属清洗剂、杀虫剂、日用化工、涂料、油墨、润滑油等。用途：(1)稀土 金属元素萃取剂;(2)用来清洗精密金属制品,如铝箔和各种铝合金制品,提高光 亮度;(3)作为冷却清洗剂用于电火花切割,可使工件表面保持光洁;(4)滴注 分解对金属工件进行渗碳,可提高金属加工件表面的硬度和耐磨性;(5)作纺织 印刷染助剂;(6)可作燃料用于矿灯照明;(7)可作为香料萃取剂以及调制化妆 用品。
N1923萃取剂为仲碳伯胺，伯胺N1923是国产仲碳伯胺萃取剂，其结构式 为分子式为RNH2，R1(R2)CHNH2(R基团的碳原 子总数为l9～23)，它是一种应用十分广泛的萃取剂，在湿法冶金、稀土分离 等方面有着重要的应用价值，关于其萃取过渡金属、稀土金属及有机酸类的研 究已有较多报道。
本发明反应式如下：
NiCO3+H2SO4=Ni2++SO42-+H2O+CO2↑
Ni(OH)2+H2SO4=Ni2++SO42-+H2O
CuCO3+H2SO4=Cu2++SO42-+H2O+CO2↑
Cu(OH)2+H2SO4=Cu2++SO42-+H2O
2Fe(OH)3+3H2SO4=2Fe3++6H2O+3SO42-
2Cr(OH)3+3H2SO4=2Cr3++6H2O+3SO42-
2Fe3++2Na2CO3+3H2O+H+=4Na++2Fe(OH)3↓+2CO2↑
2Cr3++2Na2CO3+3H2O+H+=4Na++2Cr(OH)3↓+2CO2↑
本发明有益效果是：
1.本发明的工艺流程短，通过萃取工序直接将锌以硫酸锌的形式分离回收， 锌的萃取率高，萃前液含锌8-12g/l，萃余液含锌0.8-1.5g/l，锌的萃取率高达 85%-95%。
2.本发明所需辅料少且辅料消耗少，工艺步骤中不需要加液碱进行皂化，只 需硫酸反萃，生产成本低。
3.本发明的工艺与现有技术化学沉淀法、硫化沉淀法相比，工艺过程不产生 废气、废渣，也无废水产生，既环保又避免造成污染和资源浪费。
4.本发明回收的硫酸锌杂质含量少、纯度高，有利于后续工序的生产，产品 附加值高，经济效益明显。
5.本发明采用混合萃取剂萃锌，混合萃取剂由P204、TBP、N1923萃取剂和 溶剂油按一定体积比混合配制而成，与现有技术相比较，具有对锌的选择性强萃 取率高、萃取剂抗水溶性强、分相时间短、能缩短萃取流程时间、无需液碱皂化 从而减少辅料消耗量且锌萃取率比用单一的萃取剂高等优点。