一种回收处理含铜污泥技术
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摘 要：处理重金属行业废水的过程会产生大量含重金属污泥，若不合理处置，将造成严重的资源浪费和环境问题。本文以某公司回收利用含铜污泥工艺为例，介绍了一种处理重金属污泥的技术：即通过“烘干-熔炼-精炼-电解”工艺制得高纯的电解铜板，产品含铜率在99.95%以上。
关键词：重金属、污泥、铜、处理技术
1. 前言
为处理电镀、制造、印染等行业产生的重金属废水，相关环保单位或企业每年均会产生大量含重金属（如铜、镍、锌等）污泥[1，2]，若不合理处置将造成严重资源浪费，并引发复杂的水、土生态环境问题[3]。可见，探讨合理处置含重金属污泥的工艺技术对回收重金属污泥中的贵金属以及预防其环境污染有重要意义。因此，本文以回收利用含铜污泥的工艺为例，介绍了一种回收处理重金属污泥的技术工艺，即“干燥-熔炼-精炼-电解”。
2.“干燥-熔炼-精炼-电解”技术工艺
2.1 干燥
印刷电路板业、电镀业、电线以及电缆业等重金属工业产生的废水中铜离子含量在几十至几百毫克/升之间，通常采用化学沉淀法或化学混凝法进行处理，处理过程中产生的氢氧化物沉淀即为含铜污泥，其含水率一般高达75%-85%。由于含铜污泥含水率较高，为保证后续工艺中燃烧炉的温度、炉料的透气性以及炉内热能的有效利用，首先将含铜污泥经回转窑干燥，使其含水率降至30%-40%。
干燥过程产生的废气由布袋除尘器和水浴除尘脱硫塔处理后经烟囱高空排放，废气中烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度均满足《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）第二时段二级限值要求。
2.2 熔炼
向干燥后的含铜污泥中添加石灰，并用压砖机制砖后送至熔炼炉进一步处理。熔炼炉由熔化和硫化两个分区组成，二者顶端各设一个加料口，分别用于熔化区和硫化区加料。将制成的含铜污泥砖由熔化区加料口加入混合炉内，同时将由石灰石、石英石和炭精构成的混合料由硫化区加料口加入混合炉内，从炉体侧部喷嘴鼓入富氧空气，使含铜污泥和混合料在激烈搅动的高温熔池中迅速完成脱水、熔化、造渣、还原及硫化等一系列过程，产出粗铜、冰铜和炉渣。熔炼炉一端设有电热区并配石墨电极，其可对熔体保温，以便粗铜、冰铜和炉渣更好的沉清分离。根据富集情况，粗铜、冰铜周期性地从出料口以浇铸块形式放出。
熔炼过程产生的废气由布袋除尘器和双碱法脱硫塔处理后经烟囱高空排放。废气中烟尘，二氧化硫，氮氧化物，铅及其化合物，砷、镍及其化合物，铬、锡、锑、铜、锰及其化合物排放浓度均满足《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）的最高允许排放浓度限值要求。
2.3 精炼
熔炼处理过程产生的浇铸块送入回转精炼炉进一步精炼得到阳极铜板，此过程产生的铜样表面较平直、皱纹细洁、断面呈玫瑰红色，亮星分布均匀，铜的品味可达到99%以上。
产生废气经布袋除尘器和双碱法脱硫塔处理后由烟囱高空排放，废气中烟尘，二氧化硫，氮氧化物，铅及其化合物，砷、镍及其化合物，铬、锡、锑、铜、锰及其化合物排放浓度均符合《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）的最高允许排放浓度限值要求。
2.4 电解
精炼过程获得的阳极铜板仍含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），因此需采用电解法进一步精炼。将阳极铜板被装入阳极洗槽，经水清洗后作为阳极，钛极板做阴极，以硫酸和硫酸铜的混合液做电解液。通电后，铜从阳极溶解成铜离子向阴极移动，到达阴极后获得电子在钛极板上析出，此过程制得的纯铜含铜可高达99.95%以上，其导电性满足电气工业要求。而这一过程中产生的黑铜、残极被送入回转精炼炉进行精炼，使这些废料转化为纯铜。
含铜污泥“干燥-熔炼-精炼-电解”处理技术（工艺流程见图1），该工艺已在广东省某环保有限公司实施，并产生良好的经济和环境效益。同时，广东省作为我国经济和工业的强省，对金属原料有较高的需求量，而目前相关原料供应不足，对金属废弃物的合理回收利用以及拓展金属原料的供应来源尤为重要。因此，本文介绍关于处理重金属污泥的技术工艺（干燥-熔炼-精炼-电解）有较大的应用和市场空间。
图1 含铜污泥回收处理工艺流程图
3. 结论
本文以含铜污泥为例，介绍了一种处理重金属污泥的的技术工艺，即“干燥-熔炼-精炼-电解”法，该法已在广东省某环保有限公司成功应用，该公司各排气筒中烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度均符合相应排放标准限值要求。
参考文献：
[1]牛樱，陈季华.剩余污泥处理技术进展[J].工业用水与废水.2000，31（5）：4-6
[2]陈涛，熊先哲.污泥的农林处置与利用[J].环境保护科学.2000，26（ 3）： 32-34
[3]电镀行业污染物排放标准编制组.电镀行业主要污染物情况分析.涂料涂装与电镀，2006， 4（ 4） ： 42- 46