[发明专利]一种涉重危废有价金属最大化回收和残渣达标脱毒的方法

说明书

本发明涉及一种涉重危废有价金属最大化回收和残渣达标脱毒的方法，属于危险固体废物资源化处理技术领域。通过化学浸提在高固液比下快速溶释涉重危废中大部分目标金属；再借助生物沥浸进一步溶释化学浸出残渣中其余剩余有价金属，生物浸提渣浸出毒性低于国家危废鉴别标准，并通过失效生物沥浸液再生‑循环浸提实现有价金属的积累富集。通过化学湿法浸提‑生物沥浸及生物浸提工段的再生‑循环浸提实现涉重危废中有价金属最大化回收，同时可以使沥浸残渣达标脱毒。对于涉重危废资源化的实际应用具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种涉重危废有价金属最大化回收和残渣达标脱毒的方法，属于危险固体废物资源化处理技术领域。

背景技术

涉重危废泛指含有重金属的危险废物，其危险特性源于重金属的毒性，主要包括失效材料源危废和工业过程源危废。前者包含失效催化剂、废旧电池、电子废物、废弃灯管和太阳能发电板等；后者包含电镀废渣、酸洗废渣、冶炼废渣、氰化渣等。涉重危废种类繁多、数量巨大。新版《国家危险废物名录》共有46大类，涉重危废占有17大类，2015年全国工业危废产生量4220万吨，涉重危废大约1500-2000万吨，其中废旧电池、失效催化剂、电子废物在数十万吨级，而电镀废渣、酸洗废渣、冶炼废渣则在数百万吨级，氰化渣高达千万吨以上。

当前，涉重危废的主流处置工艺是稳定-固化后安全填埋。但高达3000-5000元/吨的处置费用给产废企业带来沉重的经济负担，同时又造成金属资源的不可逆流失；而且随着螯合剂的失效有毒金属将逐渐释放，因此安全填埋的环境风险并未完全消除。近期推广的水泥窑协同处置虽然处置成本有较大幅度下降，但依然存在严重依赖水泥企业地域分布和市场需求的不利因素，而且同样造成有价金属的不可逆流失。

目前，从涉重危废中回收有价金属主要有火法浸提和湿法浸提两种工艺。火法浸提是利用高温从涉重危废中提取金属或其化合物，处理量大，但耗能极大，污染严重，材质要求很高，设备复杂、操作条件苛刻也难以推广。湿法浸提利用酸、碱、盐溶液从涉重危废中提取目标金属，再通过电解、吸附、萃取进行分离提纯。湿法浸提选择性强，回收效率高，环境污染小，工艺流程简单、易于量产和自动化。因此，湿法浸提逐渐成为涉重危废中有价金属回收利用的主要工艺和发展方向。

湿法浸提主要分为化学湿法和生物沥浸。化学湿法浸提回收涉重危废中金属是通过HNO₃、H₂SO₄、HCl等强酸的酸溶作用辅以H₂O₂等氧化剂的氧化作用，在常温常压或高温高压条件下浸出涉重危废中的各种金属离子。生物沥浸指在常温常压条件下通过微生物的作用实现固相材料中的目标金属溶释并进入液相的过程。化学湿法浸提一般要求目标金属的浓度在5％以上，浸提效率高，环境污染小，但化学湿法的浸出残渣金属残留浓度约1.0-2.0％，难以达到危险废物鉴定浸出浓度和含量限值要求。生物沥浸对目标金属浓度即使1％或更低也可胜任，对于组分没有特殊要求，同时能对涉重危废吃干榨净，实现涉重危废脱毒达标。但是涉重危废如废旧电池、失效催化剂、电镀污泥、酸洗污泥、冶炼废渣等大都是高碱性的氧化物或氢氧化物，与碱性矿具有相似的化学组成和结构。因此，涉重危废中有价金属的生物沥浸过程强烈消耗H⁺，导致沥液pH值居高不下危及嗜酸自养菌株的生长和活性。造成涉重危废生物沥浸过程中固液比往往只有1.0％(w/v)甚至更低。较之硫化矿生物冶金5％-10％的高固液比，涉重危废生物沥浸技术处理能力大幅减低、处理成本显著上升，这对于该技术的实际应用构成重大障碍。

因此，对于涉重危废我们先进行化学浸提，在较高固液比下快速浸提大部分目标金属，同时也去除一些有毒有害物质，之后化学浸提渣再进入生物沥浸体系，同时通过循环富集技术可以大幅提高生物沥浸中目标金属的浸提浓度，为后续的高效萃取和提纯创造有利条件。独特的生物沥浸-循环富集功能同时实现危废脱毒达标和金属浓缩。

发明内容