申请日20200608
公开(公告)日20200728
IPC分类号C22B7/00; C22B34/32
摘要
本发明公开了一种含铬污泥无害化提取处理方法，浸出剂用量少且单一，浸出液中主要碳酸钠及少量碳酸氢根，双氧水浸出后分解无残留;浸出效率更高，浸出率>98.5%，常压高温碱性浸出对设备要求低;浸出液采用离子交换富集Cr后，降低了蒸发浓缩成本;水循环利用率高，降低生产成本，无污水外排;水处理为单盐(硫酸钠)且实现生产系统内部循环，即无废盐产生又降低了生产成本;产品纯度高。
权利要求书
1.一种含铬污泥无害化提取处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)首先测试污泥含水量，根据污泥平均含水率，调整浸出固液比为：3-4;
2)确认固液比后，首先按浸出液含Cr：1-5g/l配制浆料，然后常温按含铬量1-2倍加入氧化剂，搅拌0.2-0.5h;
3)加入按铬量的5.0-10倍加入固体碳酸氢钠，开始升温，升温至75-90℃后，溶液PH值在8.5-9.5之间，搅拌3-4h;
4)固液分离后浸出渣收集后集中处理，浸出液静置降温至<35℃后准备进入离子交换;
5)步骤4)中的离子交换后液测试硫酸钠含量，硫酸钠含量<80g/l时，返回浸出工序作为浸出用水使用，当硫酸钠含量>80g/l时，去蒸发浓缩回收硫酸钠盐;
6)步骤4)中离子交换过程中加入NaOH进行解析，解析后的解析液铬酸钠含量控制在<120g/l，用于蒸发浓缩铬酸钠产品，蒸发母液返回浸出工序作为浸出用液使用，以达到含铬用液闭路循环，无需其它工序处理;
7)步骤6)解析后再生液采用0.2-1.0mol/l硫酸钠溶液进行(树脂体积的0.5-3倍)再生，再生后液返回再生系统作为下周期再生液使用;
8)步骤6)中解析液蒸发浓缩制得工业铬酸钠产品，蒸发母液返回浸出工序。
2.根据权利要求1所述的一种含铬污泥无害化提取处理方法，其特征在于：所述步骤2)中的氧化剂为双氧水。
3.根据权利要求1所述的一种含铬污泥无害化提取处理方法，其特征在于：在步骤5)中控制Cr浓度<5g/l。
4.根据权利要求1所述的一种含铬污泥无害化提取处理方法，其特征在于：所述步骤7)中离子交换再生过程中，树脂的浸泡方式为静态浸泡方式。
说明书
一种含铬污泥无害化提取处理方法
技术领域
本发明涉及铬提取技术领域，特别涉及一种含铬污泥无害化提取处理方法。
背景技术
1、含铬钒酸钙中铬钒共提的方法
将含铬钒酸钙与水混合搅拌制浆，向浆料中加入浸出剂(碳酸氢钠与碳酸氢铵)，进行浸出铬钒液，反应结束，固液分离得到铬钒溶液，所得溶液为碳酸氢钠和碳酸氢铵混合溶液，主要缺陷是提供了铬钒共同浸出，但没有给出后续处理方案且溶液为三元体系，不仅后续处理成本大，而且两种金属分离困难。
2、一种含铬污泥的资源化处理方法
S1、将含铬污泥粉碎后用强酸溶液溶解，得到含有Cr(III)的溶液;S2、在所述含有Cr(III)的溶液中加入氧化剂，进行氧化反应，得到含有Cr(VI)的溶液后，调节pH值至碱性，加入碳酸钠，将残留的金属离子沉淀析出，得到含有铬酸钠和硫酸钠的溶液;S3、将所述含有铬酸钠和硫酸钠的溶液的pH值调节至2～5，将铬酸钠转化为重铬酸钠，得到含有重铬酸钠和硫酸钠的溶液;S4、将所述含有重铬酸钠和硫酸钠的溶液进行蒸发浓缩和重结晶，得到重铬酸钠晶体，将铬元素转化成重铬酸钠回收再利用，主要缺陷是强酸溶解后不仅需加入氧化剂而且需要纯碱调节碱度除杂，操作复杂铬没有富集，蒸发浓缩成本大。
3、一种碱性条件下从含铬污泥中回收铬的方法
将含铬污泥与碳酸钠溶液混合，通入CO2加热加压进行浸出，浸出完成后固液分离，得到含铬溶液和浸出渣。本发明在通入CO2加热加压的条件下利用碳酸钠溶液对含铬污泥进行浸出，实现了对含铬污泥中铬元素的资源化再利用和无害化处理，铬回收率最高可达95%以上，提升了铬回收的附加值。整个浸出过程条件温和，大大降低了能耗，且生产过程没有废水排放，经济与环境效益显著，具有良好的应用前景，但主要采用加热、加压工艺成本高，铬液没有富集，单位能耗低，生产成本大，很难实现工业化生产。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种含铬污泥无害化提取处理方法，能够改善和解决上述问题。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含铬污泥无害化提取处理方法，包括以下步骤：
1)首先测试污泥含水量，根据污泥平均含水率，调整浸出固液比为：3-4;
2)确认固液比后，首先按浸出液含Cr：1-5g/l配制浆料，然后常温按含铬量1-2倍加入氧化剂，搅拌0.2-0.5h;三价铬经氧化剂氧化后变为六价铬最终生成铬酸钠
3)加入按铬量的5.0-10倍加入固体碳酸氢钠，开始升温，升温至75-90℃后，溶液PH值在8.5-9.5之间，搅拌3-4h;铬酸钙与碳酸氢钠反应生成碳酸钙与铬酸钠，主要杂质P、Si、Al与钙反应生成磷酸钙、硅酸钙、硅铝酸钙等沉淀进入渣中。
4)固液分离后浸出渣收集后集中处理，浸出与除渣同步，浸出液静置降温至<35℃后准备进入离子交换;浸出液控制温度<35℃避免温度过高，降低吸附效果;
5)步骤4)中的离子交换后液测试硫酸钠含量，硫酸钠含量<80g/l时，返回浸出工序作为浸出用水使用，当硫酸钠含量>80g/l时，去蒸发浓缩回收硫酸钠盐;
6)步骤4)中离子交换过程中加入NaOH进行解析，解析后的解析液铬酸钠含量控制在<120g/l，用于蒸发浓缩铬酸钠产品，蒸发母液返回浸出工序作为浸出用液使用，以达到含铬用液闭路循环，无需其它工序处理;
7)步骤6)解析后再生液采用0.2-1.0mol/l硫酸钠溶液进行(树脂体积的0.5-3倍)再生，再生后液返回再生系统作为下周期再生液使用;
8)步骤6)中解析液蒸发浓缩制得工业铬酸钠产品，蒸发母液返回浸出工序。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2)中的氧化剂为双氧水。
作为本发明的进一步改进，在步骤5)中控制Cr浓度<5g/l，避免Cr氧化性强，烧损树脂。
作为本发明的进一步改进，所述步骤7)中离子交换再生过程中，树脂的浸泡方式为静态浸泡方式，常规处理方法为再生剂流动条件下再生处理，本技术方法为静态浸泡方式(目的：减少再生剂的用量)。流动状态下，再生剂用量约为树脂体积的2.5~3倍，而静置浸泡方式，再生剂用量约为树脂体积的1.5~2倍。
本发明的有益效果是：本发明的方法相比现有技术具有以下优点
1、制浆液后加入氧化剂(双氧水)在弱酸性条件下氧化三价铬变成六价，加入碳酸氢钠分解与钙形成的铬酸钙，同时形成铬酸钠溶液;
2、弱碱条件下(PH8.5~9.5)主要杂质P、Si、Al等与钙反应生成磷酸钙、硅酸钙、硅铝酸钙沉淀，实现除杂功能，浸出液得到净化功能;
3、离子交换吸附后的交换后液返回浸出工序(控制硫酸钠浓度，硫酸根主要来源于树脂转型)实现水循环;
4、离子交换解析液实现Cr浓度的富集，不仅降低蒸发浓缩成本，而且大大降低了生产用水量，为工业化生产提供了前提;
5、树脂再生采用浸泡方式，避免常规离子交换再生水量大的弊端;
6、废水处理产生硫酸钠返回再生系统使用;
7、整个生产系统真正实现绿色、环保、无污染技术模式。（发明人李万龙;郑李辉;魏东红;刘凯华;魏昌鹏）