电镀污泥中有价金属浸出试验研究

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[摘要] 研究电镀污泥中金属的浸出方法，确定最佳的浸出条件。结果表明，该条件下电镀污泥中有价金属浸出率高、离子浓度高，铁的浸出率低，有利于后续有价金属的提取、分离；且废渣无害化，可按一般工业固废处置。

[关键词] 电镀污泥 有价金属 浸出 回收

电镀污泥是电镀废水处理的最终产物，含有多种金属成分，性质复杂，是国内外公认的公害之一，但其本身也是廉价的可再生资源。由于电镀污泥有价金属含量低，污泥介质复杂，传统化学回收方法设备投资大、运营成本高，以致电镀污泥金属回收一直没能形成成熟的工艺模式。

电镀污泥中金属的回收过程一般分为：(1) 电镀污泥中金属的浸出；(2) 金属浸出液与废渣的分离；(3) 浸出液中金属的提取、分离。其中电镀污泥中金属的浸出尤其重要，它对后续金属的提取、分离起着十分关键的作用。

本文即研究电镀污泥的金属浸出方法及浸出条件，使有价金属的浸出率高、离子浓度高，铁的浸出率低，有利于后续有价金属的提取、分离。

1 实验部分

1.1主要原料及试剂

电镀污泥, 漳浦县赤湖工业区污水处理厂。

H2SO4，浓度为98%，工业级，昆山市花桥浩华化工厂。

1.2主要设备及仪器

原子吸收分光光度计，日立180―80，日本；

分光光度计，7230型，厦门分析仪器厂；

酸度计，PHS―3C，厦门分析仪器厂；

台式离心机，TDL―40B，上海安亭科学仪器厂。

1.3 测试方法

电镀污泥、废渣、浸出液成分分析，参照危险废物鉴别标准（GB 5085.3-1996）。

Na+的测定，按原子吸收法测定。

NH4+的测定，按蒸馏发测定。

2 结果与讨论

2.1 电镀污泥成分分析

参照14种危险废物及危废名录，测得干污泥（105℃干燥恒重）主要化学成分如表1。

表1中除了铁、钙外，其余皆属于电镀产生的危废，铜镍铬锌有回收价值，其余的回收价值不大。

2.2 电镀污泥中金属的浸出

目前国内各种电镀废水仍以中和沉淀法处理为主，电镀污泥里的金属主要以氢氧化物形式存在，所以电镀污泥中金属的浸出方法通常有氨浸、酸浸两种。氨水对铜、镍、锌的选择性好，浸出率高[1]，但对铬铵浸渣作进一步处理繁杂[1]。且氨水具有刺激性气味，对浸出装置密封性要求高，当NH3浓度大于18%时，氨水的挥发较多，造成氨水的损失及操作环境的恶化[1]，所以本研究采用硫酸浸泡电镀污泥。

2.2.1 常温酸浸

电镀污泥、硫酸、水以适当的比例（以电镀污泥完全溶解为限）进行混合，浸泡时间45分钟，浸出液终点pH值控制在1.5 [1]。试验结果见表2。

试验结果表明，浸出终点pH=1.5时，有价金属Cu、Ni、Cr、Zn的浸出率高，Fe的浸出率也很高，金属浸出液中金属离子浓度也较低。

2.2.2 加热浸泡

提高液固比可以提高金属离子浓度，所以试验了不同温度下，浸出时间45分钟，浸出终点pH=1.5时的金属离子浓度，试验结果见表3。

表3表明，浸出温度越高，Cu、Ni、Cr、Zn的浸出浓度越高，而随着温度的升高，水分的蒸发率也提高，水耗加大。所以这里选择90±5℃。

2.2.3 硫酸铜铵和硫酸镍铵混晶的分离及硫酸铬铵和硫酸锌铵混晶的分离后的滤液返回浸泡电镀污泥

为使整个工艺污水不外排，后续硫酸铜铵和硫酸镍铵混晶的分离及硫酸铬铵和硫酸锌铵混晶的分离后的滤液（下简称滤液）返回浸泡电镀污泥，溶液pH=1.5，温度为90±5℃时，浸泡时间45分钟，浸泡试验结果见表4。

表4表明，Fe的浸出率明显降低了，可能是Fe3+和一价阳离子Me+（Na+和NH4+）（滤液中含有Na+和NH4+）反应生成不溶于酸的化合物Me2Fe6(S04)4(OH)12，从而将大部分的铁留在了废渣里，其反应式可表示如下：

Me2S04+3Fe2(SO4)3+12H20==Me2Fe6(S04)4(OH)12+6H2SO4

2.2.4 浸泡过程通入空气进行浸泡

既然Fe3+能和一价阳离子Me+反应生成不溶于酸的化合物Me2Fe6(S04)4(OH)12而留在废渣里。Fe2+在空气中又很容易被氧化成Fe3+，所以试验了上述浸泡条件，浸泡过程通入空气，试验结果见表5。

表5表明，过程通入空气浸泡，铁的浸出率没有明显下降，说明Fe2+的氧化率很低。Fe2+在空气中都很容易被氧化成Fe3+，上述温度高达90℃没有大部分被氧化，应是NH4+的引入，Fe2+与NH4+形成了稳定的硫酸亚铁铵复盐，从而阻止了二价铁的氧化。

2.2.5 先通入空气氧化，再加入滤液泡进行浸泡

电镀污泥、水以适当的比例（以电镀污泥完全溶解为限）进行混合，加热条件（90±5℃）下通入空气30分钟，而后加入硫酸，并根据污泥中铁的总量，等当量（Na+和NH4+）加入滤液继续浸泡时间45分钟，试验结果见表6。

表6表明，Fe的浸出率很低， Cu、Ni、Cr、Zn的浸出率高，有利于有价金属的提取。

2.3 浸出液与废渣的分离

浸泡终了时压滤，压滤的滤液沉降澄清，沉降澄清试验见表7。由表7可知最佳的澄清时间为24小时。

2.4 滤渣的处理

压滤的滤渣经过两次水洗，洗液用于浸泡电镀污泥。测得成分见表8。表8表明, 废渣的危废成分均低于标准,可以作为一般工业废品填埋。

3 结论

电镀污泥、水以适当的比例（以电镀污泥完全溶解为限）进行混合，加热条件（90±5℃）下通入空气30分钟，而后加入硫酸，并根据污泥中铁的总量，等当量（Na+和NH4+）加入硫酸铜铵和硫酸镍铵混晶的分离及硫酸铬铵和硫酸锌铵混晶的分离后的滤液继续浸泡时间45分钟。该条件下电镀污泥中Cu、Ni、Cr、Zn的浸出率高、离子浓度高，铁的浸出率低，有利于后续有价金属的提取、分离；且废渣无害化，可按一般工业固体处置。

参考文献

[1] 陈凡植，陈庆邦，吴对林等.铜镍电镀污泥的资源化与无害化处理试验研究[J]. 环境工程, 2001, 19(3): 44-46.

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