申请日2018.03.13
公开(公告)日2018.09.28
IPC分类号C02F11/18; C02F11/00; C10B1/00; B03B5/36; C02F101/20
摘要
本发明公开一种从含铜锌有机污泥中分离金属颗粒的方法，按以下步骤进行：(1)将含铜锌有机污泥置于反应器中，用氩气置换反应器中的气体;(2)将反应器加热至100℃，保温15‑20min，然后将温度升至160～200℃，保温10‑15min;(3)蒸馏完成后，将反应器继续升温进行干馏炭化，控制干馏温度400～550℃，升温速率10～20℃/min，恒温时间40～70min;干馏完成后在隔绝空气条件下冷却至室温;(4)粉碎：将冷却后的干馏固态产物进行破碎、磨粉，得到粉体;(5)分选：将粉体放入重液中，搅拌，然后静置，用过滤法将沉物进行过滤回收。本发明可在保证金属颗粒物化性质基本不变性条件下，将金属颗粒与粘稠有机物分离，工艺简单，成本较低，金属回收率高。
权利要求书
1.一种从含铜锌有机污泥中分离金属颗粒的方法，其特征在于按以下步骤进行：
(1)排空气：将含铜锌有机污泥置于反应器中，用氩气置换反应器中的气体;
(2)蒸馏：将反应器加热至100℃，保温15-20min，然后将温度升至160～200℃，保温10-15min;
(3)干馏炭化：蒸馏完成后，将反应器继续升温进行干馏炭化，控制干馏温度400～550℃，升温速率10～20℃/min，恒温时间40～70min;干馏完成后在隔绝空气条件下冷却至室温，得到冷却后的干馏固态产物;
(4)粉碎：将冷却后的干馏固态产物进行破碎、磨粉，得到粉体;
(5)分选：用氯化锌配制密度为1.3～1.5Kg/L的重液，将步骤(4)的粉体放入重液中，搅拌，使粉体颗粒在重液中充分地分散，然后停止搅拌，将重液静置5～8min，密度大于重液密度的黄铜颗粒将下沉成为沉物，密度小于重液密度的炭化颗粒则上浮成为浮物，用过滤法将沉物进行过滤回收。
2.根据权利要求1所述的一种从含铜锌有机污泥中分离金属颗粒的方法，其特征在于：在干馏炭化步骤中，同时回收干馏气相产物，用于燃烧供热或发电。
3.根据权利要求1所述的一种从含铜锌有机污泥 中分离金属颗粒的方法，其特征在于：在粉碎步骤中，控制磨矿细度为325目筛下物质量大于80%。
4.根据权利要求1所述的一种从含铜锌有机污泥中分离金属颗粒的方法，其特征在于：在分选步骤中，控制搅拌时间为3～5min。
说明书
一种从含铜锌有机污泥中分离金属颗粒的方法
技术领域
本发明涉及一种有机污泥资源化方法，具体地说是涉及一种从含铜锌有机污泥中分离金属颗粒的方法。
背景技术
镀黄铜钢丝湿式拉拔过程中，钢丝在穿过模具时，不可避免地会发生磨损，磨损下来的这部分镀层会随润滑液进入淤泥池中沉淀下来。因此，污泥中除了含有以脂肪酸为主的润滑液有机组分外，还含有大量黄铜金属颗粒，如图1所示。经自然沉淀后的污泥含铜量在20%以上，含锌11%以上，远高于目前铜矿的开采品位(<2%)和锌矿的开采品位(<1%)，因此极具回收金属的价值。然而污泥中的黄铜金属颗粒粒度在微纳米级，均匀地分散在粘稠的润滑液污泥中，有机物的粘附力比较强，在水溶液中两者也难以分散，因此用传统的固液分离方法难以将两者分离。同时应环保的要求，含铜锌有机污泥不能随意堆放，目前大多数拉拔钢丝生产企业不具备自己处理污泥的技术，往往委托外单位环保公司进行处理，从而需要较高的运输成本和高昂的处理成本，而环保公司处理厂家通用的方法是直接焚烧-废渣再熔炼分别提取金属的方式来处理含铜锌有机污泥。污泥经高温焚烧之后，其中的黄铜颗粒已被转化成了CuO或Zn3(PO4)2，再熔炼提铜或提锌都比较困难，而且成本较高。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提出一种从含铜锌有机污泥中分离金属颗粒的方法，该方法可在保证金属颗粒物化性质基本不变性条件下，将金属颗粒与粘稠有机物分离。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种从含铜锌有机污泥中分离金属颗粒的方法，按以下步骤进行：
(1)排空气：将含铜锌有机污泥置于反应器中，用氩气置换反应器中的气体;
(2)蒸馏：将反应器加热至100℃，保温15-20min，然后将温度升至160～200℃，保温10-15min;
(3)干馏炭化：蒸馏完成后，将反应器继续升温进行干馏炭化，控制干馏温度400～550℃，升温速率10～20℃/min，恒温时间40～70min;干馏完成后在隔绝空气条件下冷却至室温，得到冷却后的干馏固态产物;
(4)粉碎：将冷却后的干馏固态产物进行破碎、磨粉，得到粉体;
(5)分选：用氯化锌配制密度为1.3～1.5Kg/L的重液，将步骤(4)的粉体放入重液中，搅拌，使粉体颗粒在重液中充分地分散，然后停止搅拌，将重液静置5～8min，密度大于重液密度的黄铜颗粒将下沉成为沉物，密度小于重液密度的炭化颗粒则上浮成为浮物，用过滤法将沉物进行过滤回收。
优选的，在干馏炭化步骤中，同时回收干馏气相产物，用于燃烧供热或发电。
优选的，在粉碎步骤中，控制磨矿细度为325目筛下物质量大于80%。
优选的，在分选步骤中，控制搅拌时间为3～5min。
本发明的有益技术效果是：
本发明采用蒸馏-干馏炭化-粉碎-分选的工艺对含有铜锌金属颗粒的有机粘稠污泥进行处理，可在保证金属颗粒物化性质基本不变性条件下，将金属颗粒与粘稠有机物分离，可操作性强，工艺简单，成本较低，金属回收率高。
本发明所基于的原理大致如下：
将含有金属颗粒的有机粘稠污泥首先在惰性气氛中、在有机物沸点温度下进行蒸馏，尽可能地回收其中的有机物，待蒸馏后污泥质量不再降低后，对蒸馏体系再进行升温干馏，使未能蒸馏出的有机组分发生复杂的化学反应，包括热解反应，缩聚反应等，最终使污泥中的有机物炭化成型。有机物炭化之后就不再粘稠，在一定机械作用力下容易与金属颗粒分离，根据污泥中金属颗粒的嵌布粒度大小将成型后的污泥进行粉磨，使金属能达到单体解离，最后用重液分选的方法将金属颗粒分离出来。重选原理：污泥中的有机物经干馏碳化成型后，其密度约为1.2g/cm3，铜锌合金颗粒的密度约为8.6g/cm3，两者密度差异明显，很容易用一定密度的重液将其分离。