[发明专利]一种从电镀污泥中分离镍铜铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从电镀污泥中分离镍铜铁的方法。

技术背景

电镀污泥是一种含有铜、镍、铁、钴、锌等重金属、元素硫及氰化物等的有毒有害物质，是一种典型的危险废物，具有存量大、污染严重的城市固体污染废物，同时也是重要的有价资源。

电镀污泥的资源化利用一直是国内外的研究热点，但电镀行业种类繁多，所产生的电镀污泥成分复杂、重金属含量及存在形式有所不同，电镀污泥综合处理技术难度大。目前，电镀污泥的处理主要有简单填埋，焚火法焚烧，电动修复，氧化亚铁硫杆菌或氧化硫硫杆菌的生物技术，利用磷酸、双氧水、硫酸溶液脱除重金属的化学处理及离子交换技术等。

陈凡植等（从铜镍电镀污泥中回收金属铜和硫酸镍,《化学工程》,Vol.29,No.4,P28-33,2001）通过常温硫酸浸出-铁屑置换-多步沉淀净化工艺得到铜粉和工业纯的硫酸镍。程洁红等（氨浸-加压氢还原法回收电镀污泥中的铜和镍,《环境科学与技术》,Vol.33,No.6E,P135-138,2010）以电镀废水处理过程中的电镀污泥为原料，采用氨浸-加压氢还原法从电镀污泥中分离铜、镍，镍、铜、锌，浸出率分别为80.25%、77.42%和91.07%，并制取金属铜粉和镍粉，但铜、镍浸出率还有待提高。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种从电镀污泥中分离镍铜铁的方法。采用一步浸出将电镀污泥中的有价金属如铜、镍等有价元素选择性浸出，进入溶液，铁留在浸出渣中，达到分离铜、镍和铁等元素的目的。

本发明所述电镀污泥中含镍为2~20%wt，铜为0.2~20%wt，硫为3~25%wt，铁为0.5~15%wt，镍铜铁以硫化物形式存在。

本发明所述的从电镀污泥中分离镍、铜和铁的方法步骤如下：按电镀污泥:硫酸溶液:木质素磺酸盐质量比1:2~5:0.002~0.005，在电镀污泥中加入硫酸溶液和木质素磺酸盐，通入氧气，在氧分压0.3~0.7MPa，浸出温度100~150℃，浸出液pH控制在0.5~1.5，浸出时间1~5h，浸出结束后，过滤分离得到浸出液和浸出渣，浸出液提取铜镍，浸出渣堆存。

所述硫酸溶液的浓度为90~250g/L。

浸出液为含铜和镍等的硫酸溶液，浸出渣主要为含铁和硫的不溶物。主要反应方程式为：

MeS + Fe₂(SO₄)₃ = MeSO₄ + 2FeSO₄ + S(Me表示Cu，Ni或Fe)

2FeSO₄ + H₂SO₄ + 1/2O₂ = Fe₂(SO₄)₃ + H₂O

Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O = Fe₂O₃ + 3H₂SO₄

本发明采用氧气作为氧化剂，在加热下将镍铜硫化物溶解，同时将硫酸铁转化为氧化铁。该方法操作简单，能一步实现铜、镍等有价元素选择性浸出，同时分离铁的目，解决了浸出液中除铁难，消耗化学试剂等问题。铜、镍等有价元素浸出率高分解效果好，浸出渣过滤性好。本发明的方法适用于电镀污泥的处理利用。

具体实施方式

实施例1

电镀污泥成分：Ni 14.14%、Cu 1.0%、Zn 9.09%、Co 0.24%、Fe 5.21%、Mg 0.09%、Mn 0.03%、Al 0.08%、Cd 0.07%、S 23.86%。

将电镀污泥500g与浓度90g/L的硫酸溶液2500g加入反应釜中，加入0.6g木质素磺酸盐，通入工业氧气，保持釜内氧分压0.7MPa，浸出温度150℃，浸出液pH控制在1.5，浸出时间3h，浸出结束后，过滤分离得到浸出液及浸出渣；浸出渣烘干后为97.20g，经分析，浸出渣的产率为19.44%，其中Fe 24.99%、Ni 0.47%、Cu 0.054%、S 68.21%，计算可知，镍和铜浸出率大于98%，铁浸出率25.94%，硫浸出率44.43%。浸出液共计４L，其中镍离子浓度17.56g/L、铜离子浓度1.24g/L。

实施例2

电镀污泥成分与实施例1相同。