申请日2010.02.10
公开(公告)日2010.07.28
IPC分类号C02F11/00; C02F101/20; C02F103/16; B09B3/00
摘要
本发明公开了一种从电镀污泥中选择性回收铜和镍的方法。包括将电镀污泥酸浸;将浸出液过滤，将滤液在输液泵的作用下从槽底进入铜电解槽，在槽体内高速流动，进行旋流选择性电积铜;铜电积后液水解除铬;将除铬后液旋流选择性电积镍：旋流镍电积后溶返回浸出工序。本发明可同时回收电镀污泥中的铜、镍、铬等金属资源，变废为宝，实现了工业危险废物的循环再利用;其全部工艺完全在一个闭路循环体系中进行，即生产过程的洗液、滤液、清液等全部可循环使用，不外排，减少了对环境的污染和危害;实现了环境效益、社会和经济效益的统一。
权利要求书
1.一种从电镀污泥中选择性回收铜和镍的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)酸浸：将电镀污泥用少量水浆化，然后缓慢加无机酸，控制溶液pH值为0.5～3.5，在温度为20～90℃下，浸出0.5～5h;
(2)旋流选择性电积铜：将浸出液过滤，将滤液在输液泵的作用下从槽底进入铜电解槽，在槽体内高速流动，进行旋流选择性电积铜，其电积条件是：电积温度为20～90℃，电流密度为50～1000A/m2，电积时间为0.5～5h，循环流量为5～40m3/KgCu，从阴极得到电积铜;
(3)铜电积后液水解除铬：调节铜电积后液pH值至4.0～5.5，控制反应温度为20～90℃，水解除铬时间0.5～5h;
(4)过滤，滤渣洗涤干燥，洗液与滤液合并转入下道工序;
(5)旋流选择性电积镍：将除铬后液在输液泵的作用下从槽底进入镍电解槽，在槽体内高速流动，进行旋流选择性电积镍，其电积条件是：电积温度为20～90℃，电流密度为50～1000A/m2，电积时间为0.5～5h，电解液pH值为1.0～4.5，循环流量5～40m3/KgNi，从阴极得到电积镍;
(6)旋流镍电积后溶返回浸出工序。
2.根据权利要求1所述的从电镀污泥中选择性回收铜和镍的方法，其特征在于，所述无机酸为盐酸或硫酸或硝酸。
3.根据权利要求1所述的从电镀污泥 中选择性回收铜和镍的方法，其特征在于，所述电镀污泥浸出反应的pH值为1.0～1.5，温度为20～45℃，浸出反应时间为30～60min。
4.根据权利要求1所述的从电镀污泥中高效选择性回收铜和镍的方法，所述电镀污泥浸出反应的pH值为1.0～1.5，温度为20～45℃，浸出反应时间为30～60min。
5.根据权利要求1所述的从电镀污泥中选择性回收铜和镍的方法，其特征在于，所述旋流选择性电积铜的的电积条件是：温度为20～40℃，电流密度为300～500A/m2，电积时间为2～3h，循环流量为20～30m3/KgCu。
6.根据权利要求1所述的从电镀污泥中选择性回收铜和镍的方法，其特征在于，所述水解除铬的条件是：pH值为4.5～5.1，温度为45～60℃，反应时间为50～60min。
7.根据权利要求1所述的从电镀污泥中选择性回收铜和镍的方法，其特征在于，所述旋流选择性电积镍的电积条件是：温度为55～60℃，电流密度为300～500A/m2，电积时间为2～3h，pH值为2.5～3.0，循环流量为25～30m3/KgNi。
说明书
一种从电镀污泥中选择性回收铜和镍的方法
技术领域
本发明涉及一种电镀污泥的处理方法，具体地说是一种从电镀污泥中高效选择性回收铜和镍的方法。
背景技术
电镀污泥是电镀废水处理过程中产生的一种固体沉积物，其成分复杂，毒性极大，是环保部门严格管理的有毒工业固体废物。随着现代电镀工业的发展，电镀污泥的排放量越来越大，这些电镀污泥若不加以妥善处理，消除其中含有的有毒有害物质，不但造成资源浪费而且将会对环境产生严重的破坏作用，危害人体健康。目前电镀污泥的处理方法主要集中在无害化处理方面，包括堆放、填埋、焚烧、填海等，其中的有害废物安全填埋技术是目前国内外应用最广、比较经济适用的处理电镀污泥的技术，但是安全填埋法需要占用大量土地资源、而且只能够处置废物而不能彻底铲除和解毒电镀污泥中含有大量的重金属镍铜铬等，很容易因处理不当而造成二次污染。而电镀污泥中含有大量的铜镍铬等重金属，是一种潜在的再生资源，如果能够回收利用，则不但解决了环境污染问题，而且能够获得可观的经济效益，也能在一定程度上解决资源短缺问题。现有电镀污泥资源化处理的方法存在工艺复杂，操作繁琐，实施困难、处理成本高，致使很难长期运行，没有实用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、操作方便，实施容易、成本低廉的选择性回收电镀污泥中的有价金属铜和镍的方法。
本发明的技术方案是：将电镀污泥浆化后直接酸浸，过滤后对浸出液进行旋流选择性电积铜，电积铜后液进行除铬后直接进行旋流选择性电积镍，旋流选择性电积镍后的溶液返回前面用于电镀污泥的浸出，最后得到电积铜、电积镍和铬精矿，从而实现了电镀污泥中铜、镍、铬等重金属短流程、高效率的综合回收。
本发明包括以下步骤：
(1)酸浸：将电镀污泥用少量水浆化，然后缓慢加无机酸，控制溶液pH值为0.5～3.5，在温度为20～90℃下，浸出0.5～5h;
(2)旋流选择性电积铜：将浸出液过滤，将滤液在输液泵的作用下从槽底进入铜电解槽，在槽体内高速流动，进行旋流选择性电积铜，其电积条件是：电积温度为20～90℃，电流密度为50～1000A/m2，电积时间为0.5～5h，循环流量为5～40m3/KgCu，从阴极得到电积铜;;
(3)铜电积后液水解除铬：调节铜电积后液pH值至4.0～5.5，控制反应温度为20～90℃，水解除铬时间0.5～5h;
(4)过滤，滤渣洗涤干燥，洗液与滤液合并转入下道工序;
(5)旋流选择性电积镍：将除铬后液在输液泵的作用下从槽底进入镍电解槽，在槽体内高速流动，进行旋流选择性电积镍，其电积条件是：电积温度为20～90℃，电流密度为50～1000A/m2，电积时间为0.5～5h，电解液pH值为1.0～4.5，循环流量5～40m3/KgNi，从阴极得到电积镍。
(6)旋流镍电积后溶返回浸出工序。
所述酸浸的无机酸为盐酸或硫酸或硝酸。
所述电镀污泥浸出反应的pH值为1.0～1.5，温度为20～45℃，浸出反应时间为30～60min。
所述旋流选择性电积铜的的最佳电积条件是：温度为20～40℃，电流密度为300～500A/m2，电积时间为2～3h，循环流量为20～30m3/KgCu。
所述水解除铬的最佳条件是：pH值为4.5～5.1，温度为45～60℃，反应时间为50～60min。
所述旋流选择性电积镍的最佳电积条件是：温度为55～60℃，电流密度为300～500A/m2，电积时间为2～3h，pH值为2.5～3.0，循环流量为25～30m3/KgNi。
旋流选择性电积铜的产品电积铜质量达到GB/T467-1997中Cu-CATH-2牌号标准阴极铜的要求;旋流选择性电积镍的产品电积镍化学成分达到GB/T6516-1997中Ni9990牌号电积镍的要求;除铬渣中铬的含量可达到30%，可作为生产铬盐的原料。
本发明可同时回收电镀污泥中的铜、镍、铬等金属资源，变废为宝，实现了工业危险废物的循环再利用;其全部工艺完全在一个闭路循环体系中进行，即生产过程的洗液、滤液、清液等全部可循环使用，不外排，减少了对环境的污染和危害;实现了环境效益、社会和经济效益的统一。
具体实施方式
实施例1：
选取的电镀污泥的外观呈绿色，泥状，含水量为83.4%。干燥后其主要化学成分分析见下表：
元素 Ni Cu Cr Fe Ca Mg 含量(%) 12.74 6.9 14.51 0.23 3.34 1.23
包括以下步骤：
(1)取干燥后的电镀污泥1000g，用少量水浆化，然后缓慢加入硫酸，控制反应温度20℃，溶液pH值0.5，浸出时间2.5h;
(2)将浸出液过滤，滤液旋流选择性电积铜，控制电积温度20℃，电流密度100A/m2，电积时间5h，循环流量40m3/KgCu，从阴极得到电积铜;
(3)调节铜电积后液pH值至4.0水解除铬，控制反应温度90℃，反应时间0.5h;
(4)过滤，滤渣洗涤干燥，洗液与滤液合并转入下道工序;
(5)滤液旋流选择性电积镍，控制电积温度20℃，电流密度50A/m2，电积时间5h，溶液pH值1.0，循环流量40m3/KgNi从阴极得到电积镍。
旋流选择性电积铜的产品质量达到GB/T467-1997中Cu-CATH-2牌号标准阴极铜的要求;旋流选择性电积镍的化学成分达到GB/T6516-1997中Ni9990牌号电积镍的要求;除铬渣中铬的含量为32.93%，可作为生产铬盐的原料。
实施例2：
(1)取实施例1的干燥后的电镀污泥1000g，用少量水浆化，然后缓慢加入硫酸，控制反应温度60℃，溶液pH值3.0，浸出时间0.5h;
(2)将浸出液过滤，滤液旋流选择性电积铜，控制电积温度35℃，电流密度950A/m2，电积时间1.5h，循环流量5m3/KgCu，从阴极得到电积铜;
(3)调节铜电积后液pH值至5.1水解除铬，控制反应温度25℃，反应时间5.0h;
(4)过滤，滤渣洗涤干燥，洗液与滤液合并转入下道工序;
(5)滤液旋流选择性电积镍，控制电积温度65℃，电流密度950A/m2，电积时间2h，溶液pH值4.5，5m3/KgNi，从阴极得到电积镍。
旋流选择性电积铜的产品质量达到GB/T467-1997中Cu-CATH-2牌号标准阴极铜的要求;旋流选择性电积镍的化学成分达到GB/T6516-1997中Ni9990牌号电积镍的要求;除铬渣中铬的含量为32.5%，可作为生产铬盐的原料。
实施例3：
(1)取干燥后的电镀污泥1000g，用少量水浆化，然后缓慢加入盐酸，控制反应温度55℃，溶液pH值0.5，浸出时间3.0h;
(2)将浸出液过滤，滤液旋流选择性电积铜，控制电积温度90℃，电流密度700A/m2，电积时间3h，循环流量35m3/KgCu，从阴极得到电积铜;
(3)调节铜电积后液pH值至4.5水解除铬，控制反应温度50℃，反应时间1.5h;
(4)过滤，滤渣洗涤干燥，洗液与滤液合并转入下道工序;
(5)滤液旋流选择性电积镍，控制电积温度90℃，电流密度500A/m2，电积时间2h，溶液pH值2.5，15m3/KgNi，从阴极得到电积镍。
旋流选择性电积铜的产品质量达到GB/T467-1997中Cu-CATH-2牌号标准阴极铜的要求;旋流选择性电积镍的化学成分达到GB/T6516-1997中Ni9990牌号电积镍的要求;除铬渣中铬的含量为30.5%，可作为生产铬盐的原料。
实施例4：
(1)取干燥后的电镀污泥1000g，用少量水浆化，然后缓慢加入盐酸，控制反应温度75℃，溶液pH值2.5，浸出时间3.5h;
(2)将浸出液过滤，滤液旋流选择性电积铜，控制电积温度35℃，电流密度450A/m2，电积时间3h，循环流量25m3/KgCu，从阴极得到电积铜;
(3)调节铜电积后液pH值至5.3水解除铬，控制反应温度75℃，反应时间0.5h;
(4)过滤，滤渣洗涤干燥，洗液与滤液合并转入下道工序;
(5)滤液旋流选择性电积镍，控制电积温度65℃，电流密度450A/m2，电积时间1.5h，溶液pH值2.0，循环流量40m3/KgNi从阴极得到电积镍。
旋流选择性电积铜的产品质量达到GB/T467-1997中Cu-CATH-2牌号标准阴极铜的要求;旋流选择性电积镍的化学成分达到GB/T6516-1997中Ni9990牌号电积镍的要求;除铬渣中铬的含量为32.65%，可作为生产铬盐的原料。
实施例5：
(1)取干燥后的电镀污泥1000g，用少量水浆化，然后缓慢加入硝酸，控制反应温度70℃，溶液pH值3.5，浸出时间4.5h;
(2)将浸出液过滤，滤液旋流选择性电积铜，控制电积温度65℃，电流密度200A/m2，电积时间1.5h，循环流量35m3/KgCu，从阴极得到电积铜;
(3)调节铜电积后液pH值至4.8水解除铬，控制反应温度60℃，反应时间1.5h;
(4)过滤，滤渣洗涤干燥，洗液与滤液合并转入下道工序;
(5)滤液旋流选择性电积镍，控制电积温度60℃，电流密度350A/m2，电积时间3h，溶液pH值1.5，循环流量10m3/KgNi从阴极得到电积镍。
旋流选择性电积铜的产品质量达到GB/T467-1997中Cu-CATH-2牌号标准阴极铜的要求;旋流选择性电积镍的化学成分达到GB/T6516-1997中Ni9990牌号电积镍的要求;除铬渣中铬的含量为32.2%，可作为生产铬盐的原料。
实施例6：
(1)取干燥后的电镀污泥1000g，用少量水浆化，然后缓慢加入硝酸，控制反应温度30℃，溶液pH值1.0，浸出时间4.5h;
(2)将浸出液过滤，滤液旋流选择性电积铜，控制电积温度45℃，电流密度450A/m2，电积时间2h，循环流量10m3/KgCu，从阴极得到电积铜;
(3)调节铜电积后液pH值至5.0水解除铬，控制反应温度60℃，反应时间3.5h;
(4)过滤，滤渣洗涤干燥，洗液与滤液合并转入下道工序;
(5)滤液旋流选择性电积镍，控制电积温度65℃，电流密度250A/m2，电积时间3h，溶液pH值2.0，循环流量15m3/KgNi从阴极得到电积镍。
旋流选择性电积铜的产品质量达到GB/T467-1997中Cu-CATH-2牌号标准阴极铜的要求;旋流选择性电积镍的化学成分达到GB/T6516-1997中Ni9990牌号电积镍的要求;除铬渣中铬的含量为31.6%，可作为生产铬盐的原料。
实施例7：
(1)取干燥后的电镀污泥1000g，用少量水浆化，然后缓慢加入硫酸，控制反应温度60℃，溶液pH值1.0，浸出时间1.5h;
(2)将浸出液过滤，滤液旋流选择性电积铜，控制电积温度45℃，电流密度750A/m2，电积时间2h，循环流量15m3/KgCu，从阴极得到电积铜;
(3)调节铜电积后液pH值至4.5水解除铬，控制反应温度70℃，反应时间2.5h;
(4)过滤，滤渣洗涤干燥，洗液与滤液合并转入下道工序;
(5)滤液旋流选择性电积镍，控制电积温度55℃，电流密度350A/m2，电积时间3.5h，溶液pH值3.0，循环流量30m3/KgNi从阴极得到电积镍。
旋流选择性电积铜的产品质量达到GB/T467-1997中Cu-CATH-2牌号标准阴极铜的要求;旋流选择性电积镍的化学成分达到GB/T6516-1997中Ni9990牌号电积镍的要求;除铬渣中铬的含量为31.5%，可作为生产铬盐的原料。
实施例8：
(1)取干燥后的电镀污泥1000g，用少量水浆化，然后缓慢加入硫酸，控制反应温度30℃，溶液pH值3.0，浸出时间5.0h;
(2)将浸出液过滤，滤液旋流选择性电积铜，控制电积温度55℃，电流密度450A/m2，电积时间2h，循环流量35m3/KgCu，从阴极得到电积铜;
(3)调节铜电积后液pH值至5.5水解除铬，控制反应温度60℃，反应时间3.5h;
(4)过滤，滤渣洗涤干燥，洗液与滤液合并转入下道工序;
(5)滤液旋流选择性电积镍，控制电积温度65℃，电流密度650A/m2，电积时间3h，溶液pH值2.5，循环流量15m3/KgNi从阴极得到电积镍。
旋流选择性电积铜的产品质量达到GB/T467-1997中Cu-CATH-2牌号标准阴极铜的要求;旋流选择性电积镍的化学成分达到GB/T6516-1997中Ni9990牌号电积镍的要求;除铬渣中铬的含量为32.5%，可作为生产铬盐的原料。