金属处理方法技术

一种用于使金属废物沉淀的方法，其特征在于将含有一种或更多种溶解的金属盐的废物与硼化合物混合，并将pH调节至一定值，在该值下，在形成金属硼酸盐所必需的沉淀核的存在下发生沉淀。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及用于金属，例如金属沉淀的处理方法。在本申请中，金属沉淀是指任何沉淀和淤渣，其含有可从其中溶解并与水一起终结于环境中的金属。该金属可为重金属或另一金属。金属的酸浸是指用于通过溶解在酸中来除去锈和任何不确定氧化层的方法。通过酸浸，提供了均匀的表面，特别在焊缝处，其中之后将形成均匀的氧化物层，特别是在不锈钢上的氧化铬层。在酸浸中，铁(Fe)、铬(Cr)、镍(Ni)和钼(Mo)通常被溶解。典型的酸洗池含有2至4%的氢氟酸(HF)和25至30%的硝酸(HNO3)。酸浸用酸也可含有氢氯酸(HCl)和硫酸(H2SO4)。用磷酸(H3PO4)的酸浸也在使用中，且过氧化氢(H2O2)也用作氧化剂。在焊接或各种热成型操作期间，直接在氧化物层以下形成的贫铬区也通过不锈钢的酸浸来除去。除了酸浸之外，已知并使用电解酸洗，其中待酸浸的钢带穿过硫酸钠溶液，且作为阳极反应的结果，溶解氧化物以形成硫酸盐的新鲜硫酸持续形成。该方法尤其适合于金属带的持续酸浸。采取许多方法使酸浸用酸再生，例如通过真空蒸发、通过利用离子交换树脂以及通过用石灰(Ca(OH)2)进行沉淀。电分离也以所谓的电渗析的形式被使用，其中分离膜可渗透酸，但不可渗透盐。该方法是昂贵的。其它方法包括尤其用磷酸三丁酯(TBP)进行液-液萃取。在酸浸中，总是形成沉淀，该沉淀由在酸浸中溶解的重金属和铁的硫酸盐组成，或由它们的氧化物组成。典型地，对于例如铁如下形成沉淀：FeO + 2 HCl → FeCl2 + H2O4FeCl2 + H2O + O2 → 2Fe2O3+ HCl反应所需的氧气来自空气、来自硝酸，或优选来自过氧化氢。通过这种方式，酸浸用酸自动地再生，且若主要的酸浸用酸是氢氯酸或氢氟酸与硝酸组合，则相同的反应适用于其它金属。若酸浸用酸主要是硫酸，或其以足量存在，则形成Fe2(SO4)3和Cr2(SO4)3，以及NiSO4。起初，这些金属以硫酸盐、氟化物或硝酸盐的形式存在，当这些化合物被浓硫酸置换时，相应的酸得以再生。原则上，在HF+ HNO3酸浸中，全部的酸自动地再生，且仅消耗硝酸用于氧化，而在HF+ HNO3 + H2SO4系统中，仅消耗硫酸。硫酸盐可通过结晶来除去，和/或HF和HNO3可通过真空蒸发(Outotec方法)来除去并重新使用。除了酸浸之外，金属沉淀和淤渣在各种工业过程中作为废物形成。在镀硬铬中，例如，金属操作工具在包括铬酸池的电镀过程中镀铬。金属溶解在铬酸中，其以与关于以上的酸浸所述的相同方法来使用。要提到的类似方法还包括所谓的装饰电镀方法，例如镀黑铬和镀亮铬，以及黄色、绿色、黑色等钝化。在热镀锌中，金属也在处理溶液中溶解并形成沉淀和淤渣。在工业过程中，金属废物的环境问题典型地也通过各种中和过程来解决，其中目标是通过将它们与例如石膏浆或矿渣结合使有害的金属达到尽可能稳定的状态。存在众多描述酸浸用酸的再生的专利文件，但是仅少数记录了关于如何可处理由酸浸用酸形成的沉淀，而不用将它们运送到有害废物处理工厂或所谓的专门设计的填埋场。Scandinavian Journal of Metallurgy，第234卷，第1期，第31-40页，2005，叙述了如何将酸浸沉淀用石灰(Ca(OH)2)中和、在1400oC的温度下处理、并用焦炭还原成金属合金。中国专利申请CN01475325 A1教导了如何将酸浸淤渣与水泥窑的原材料混合，产生根据中国的法规不再有害的水泥产品(在芬兰，经常在水泥生产中形成的Cr6+必须用Fe2+来处理)。美国专利申请2006/0201822 A1呈现了如何使酸浸用酸通过碱中和、蒸发掉水、并在~500oC的温度下使盐分解。回收挥发性酸，并使金属转化成氧化物。美国专利申请2008/0308423 A1提到了硼酸与作为协同剂的氯己定一起用于电解液中，以抑制细菌的生长。美国专利申请2011/0162976 A1提到了硼酸用作通过电解和超声进行酸浸溶液的电解回收中的催化剂。日本专利申请JP-1199370A1教导了如何稳定飞尘中含有的铅：通过将碱金属硼酸盐与高炉渣混合，并将以该方式获得的处理剂添加到来自废物焚化工厂的飞尘中，并向混合物中添加水。Kheifets, V. L.; Rotinyan, A. L.; Kozich, E. S.; Kalnina, E. N. 在Zhurnal Obshchei Khimii (1954), 24, 1486-90中呈现了如何通过在硼酸(H3BO3)的存在下用NaOH滴定硫酸镍溶液而在实验室条件下获得硼酸盐复合物。金属沉淀和淤渣也以常在上述种类的工业活动在运行中的地点处的土壤中需要纯化的有害废物的形式被发现。木材的浸渍是土壤中的金属废物的另一常见原因，因为铜盐、铬盐和砷盐已用在浸渍剂中。在水体中，造成土壤污染的金属废物可起源于来自造纸工业的排放物和船上的驱藤壶涂料(barnacle-repelling paints)。固体沉淀或土壤材料的特征在于它们中含有的金属倾向于溶解，这是由于沉淀的相对高的溶度积。因此，当沉淀例如因为天气条件与大量液体接触时，有害金属伴随液体释放到环境中。因为它们的物理性质(例如重量轻)，某些沉淀也可能本身可分离性差。本专利技术的目标是呈现一种方法，通过该方法，可溶的金属沉淀或已经为溶解形式的金属可沉淀为永久不溶的形式，并因此不对环境产生负荷。本专利技术一般涉及用于处理任何金属，并特别是对环境有害的金属的方法，通过这样的方法以将它们从除了待处理的金属之外也可含有其它物质的混合物带到实际上永久不溶的形式。所述金属可存在于各种各样的混合物中，所述混合物的特征在于所述金属，若其不是已经溶解，可溶于水中并以不受控制的方式散布到别处。本专利技术的目的还是呈现一种方法，通过该方法，有害金属(重金属、其它金属)被带到这样的不溶形式，在该形式中它们是稳定的，且不牵涉泄漏到环境中的风险，其中它们可例如在本地处理，且它们不需要被长距离运送至有害废物处理工厂来处理和储存。但是，本专利技术也适用于有害废物处理工厂中，用于处理带给它们的沉淀、淤渣以及含有溶解金属的溶液。除了来自金属和钢铁工业的废物之外，本专利技术还适用于采矿工业的废物池和储存池中的金属、以及来自受污染的陆地区域的金属废物的处理。为达到这些目标，根据本专利技术的方法的主要特征在于将在所附权利要求1的特征部分呈现的内容。本专利技术的有利的实施方式将在所附从属权利要求中呈现。根据本专利技术，金属通过硼化合物和pH的组合作用、通过利用在另一沉淀反应中形成的沉淀核形成固态、几乎不溶的(关于所述金属)沉淀。其中形成合适的沉淀核的该“其它沉淀反应”可为另一金属，一般是铁的氢氧化物沉淀，铁的氢氧化物沉淀比在考虑中的金属的氢氧化物沉淀在更低的pH下发生，或，在铁的情况下，金属硼酸盐已经形成。其中形成沉淀核的该其它沉淀反应也可在混合物外部发生，其中发生金属实际沉淀为不溶形式；在该情况下，将获得的沉淀核(例如相同金属或不同金属的硼酸盐)从外部添加到该混合物中。溶解的铁和铜也以如下的方式充当配对，当铜存在时，伴随pH增加，铜通过在较低的pH下已经形成的氢氧化铁的作用开始沉淀为硼酸盐。相应地，通过硼酸铜的作用，铁开始沉淀为硼酸盐。金属或数种金属的混合物的相应的配对，其含有在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使金属废物沉淀的方法，其特征在于将含有一种或更多种溶解的金属盐的废物与硼化合物混合，并将pH调节至一定值，在该值下在形成金属硼酸盐所必需的沉淀核的存在下发生沉淀。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.12 FI 201359211.一种用于使金属废物沉淀的方法，其特征在于将含有一种或更多种溶解的金属盐的废物与硼化合物混合，并将pH调节至一定值，在该值下在形成金属硼酸盐所必需的沉淀核的存在下发生沉淀。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于调节所述pH使其逐渐增加，用于使含在所述废物中的优选两种或更多种金属沉淀为硼酸盐。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述沉淀核作为增加pH的结果而形成。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于将所述废物和所述硼化合物与其它材料混合，以形成由于在所述混合物中发生的反应的作用而pH逐渐增加的混合物。5.根据前述权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于以如下的方式使用至少两种不同的金属，在较低pH下形成的第一种金属的氢氧化物沉淀用作沉淀核，所述沉淀核用于使在较高pH下形成氢氧化物沉淀的第二种金属沉淀为硼酸盐。6.根据前述权利要求2至5中任一项所述的方法，其特征在于所述pH被增加或其增加至高达...

【专利技术属性】
技术研发人员：V里斯桑恩，
申请(专利权)人：环球生态工艺服务有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI