一种消减重金属固废渣浸出毒性的方法技术

一种消减重金属固废渣的浸出毒性的方法，由以下步骤组成：重金属固废渣经磁选除铁后，配入淋浸活化剂和还原增强剂混合均匀，加入淋浸剂，常温下于金属槽内淋浸1~3h，在淋浸液中加入絮凝剂聚丙烯酰胺，采用金属板状或网状电极和金属槽做电极，电辅助浸出1~5h；浸出完成后，液固分离淋浸液，滤液回收有价金属，滤渣用热水洗涤后堆存。本发明专利技术的消减重金属固废渣浸出毒性的方法，可同时回收钒、铜、钴、镍、锌、锰等有价金属，解决了重金属固废渣的减害化、资源化综合利用难题。本发明专利技术适用于钒、钴、铜、锌、铬、镍等有色金属和锰、铬等黑色金属湿法固废渣的消毒减毒，过程无新污染产生。本发明专利技术方法工艺简单，成本低廉，方便大规模工业化实施。

A method of reducing leaching toxicity of heavy metal solid waste residue

A method for reducing leaching toxicity of heavy metals in solid waste, comprising the following steps: solid waste of heavy metals by magnetic iron, adding activator and enhanced leaching reduction agent are mixed evenly, adding lixiviant, under normal temperature on the metal tank leaching 1~3h, adding flocculant polyacrylamide in leaching solution by metal leaching. A plate or a mesh electrode and metal electrode groove, electric auxiliary 1~5h leaching; leaching after liquid-solid separation leaching solution, reclaim valuable metal, the residue with hot water after washing up. The method for reducing the leaching toxicity of heavy metal solid residue can simultaneously recover valuable metals such as vanadium, copper, cobalt, nickel, zinc, manganese, etc., and solves the problem of the comprehensive utilization of the residue and the resource of the heavy metal solid waste residue. The invention is applicable to the disinfection and reduction of ferrous, cobalt, copper, zinc, chromium, nickel and other non-ferrous metals and manganese, chromium and other ferrous metal solid waste residues, without any new pollution. This method is simple, low cost, convenient implementation of large-scale industrialization.

【技术实现步骤摘要】
一种消减重金属固废渣浸出毒性的方法
本专利技术属环境保护
，涉及一种消减重金属固废渣浸出毒性的方法，特别是提取和综合利用锌、镍、钴、铜、钒等有色金属，以及锰、铬黑色金属湿法冶金过程中产生的重金属残留量高、重金属浸出毒性高的冶金酸性固废渣和中性固废渣的消毒减害方法。
技术介绍
重金属离子溶出是固废渣产生环境危害的主要原因。各类湿法冶金固废渣受雨水特别是酸雨浸淋作用，其所含有的重金属会发生溶出与迁移，直接造成土壤环境和水环境产生持久性污染，损害生态环境，严重威胁人类健康。中国是矿产资源综合利用和深加工重要基地，在锌、镍、钴、铜、钒、铬、锰等有价金属冶金提取过程中，产出大量残留多种重金属的湿法冶金固废渣，运输转移和堆存填埋过程，存在较大的环境风险。钒、铬、镍、钴、锰、铅、铜、锌等属于主要环境敏感重金属元素，其对环境污染存在积累性和不可降解性，容易在食物链富集，对人体会产生生理毒性，对人居生态环境具有持久性危害。固废渣的浸出毒性，采用模拟在不规范填埋、堆存、或经无害化处理后废物的土地利用时，重金属组分在酸性降水的影响下，从废渣中浸出而进入环境的过程，以及在特定场合中受到地表水或地下水的浸沥，重金属浸出而进入环境的过程。为保护环境，保障人体健康，需要评估固废渣的重金属浸出风险，并采取综合措施消减固废渣的浸出毒性。湿法冶金固废渣所含钒、铬、镍、钴、锰、铅、铜、锌等重金属元素，其在渣中的存在形式十分复杂，而且多数属于可变价元素，化学活性大。采用电化学辅助浸出，通过阳极氧化和阴极还原行为，可促进所含重金属元素浸出迁移、分离回收或稳定固化。CN105734298A公开了一种用分流共萃取工艺从有色金属固体废渣中回收有价金属的方法。该专利技术包括一段加压浸出和两段常压逆流浸出工序、镉锰净化工序、铟锌铁分流共萃取工序、盐酸再生工序及无锰锌电积工序。该方法主要目标是从有色金属固体废渣中提取铟等有价金属，工艺较复杂，成本较高。CN201510220900.1公开了一种常温常压全湿浸出矿冶固废物中毒性元素的方法，毒性元素Hg，Cd，Ge，Te，Cr，Ga，Li，In，Sn，Pb，Ni，Tl，As，Sb，Be，F，Co，Bi，Cu和Ag中，固废物至少含有一种，其步骤包括加入助浸剂多元醇砜类卤进行一段浸出，用氯化钠加助浸剂进行二段浸取。该方法属添加助浸剂的常规浸出方法，针对固废渣中包含但不限于重金属的毒性元素的综合回收，对主要环境敏感重金属元素没有提及减少浸出毒性的方法路线。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种消减重金属固废渣浸出毒性的方法，本专利技术所述的固废渣包括钴、钒、锌、锰、铜、镍和铬等湿法冶金固废渣，其重金属含量高、存在形式复杂。本专利技术的方法由以下步骤组成：重金属固废渣经磁选除铁后，配入淋浸活化剂和还原增强剂混合均匀，加入淋浸剂，常温下于金属槽内淋浸1~3h，在淋浸液中加入絮凝剂聚丙烯酰胺，采用金属板状或网状电极和金属槽做电极，电辅助浸出1~5h；浸出完成后，液固分离淋浸液，滤液回收有价金属，滤渣用热水洗涤后堆存。所述浸淋活化剂为氯化钙或碳酸钙，浸淋活化剂加入量为固废渣的≤3‰。所述的还原增强剂为亚硫酸钠、硫代硫酸钠或焦亚硫酸钠，还原增强剂加入量为固废渣的≤5‰。所述淋浸剂为浓度0.02~0.5M的硫酸溶液，淋浸剂与固废渣的液固比为5~20∶1（L/kg）。所述电辅助浸出电流密度为10~80A/m2，槽电压为0.7~3.5V，以金属板状或网状电极为正极通电浸出10~60min，再反向通电浸出1min，总电辅助浸出时间为1~5h。所述金属板状或网状电极材质为不锈钢、钛或合金，金属槽材质为不锈钢或钛。本专利技术首先将固废渣经磁选除铁后，加入浸淋活化剂和还原增强剂混合均匀，再加入淋浸剂硫酸溶液，在淋浸剂淋浸过程中，稀硫酸可将残留的易溶解的重金属化合物、金属盐等自然浸出，氯化钙或碳酸钙的加入可加快浸出离子迁移，并形成微反应浸出区。电化学浸出的氧化还原反应促进无法自然浸出的单质铜、三价钴、不溶锰、高价钒等实现原位浸出或稳态固化，提高敏感重金属的溶解浸出率，还原增强剂可以增加还原作用，溶解后也可起到增加渣体导电系数作用。电化学浸出过程中，通过加入絮凝剂聚丙烯酰胺和改变电化学参数，调控和转换氧化及还原过程，控制氧化还原浸出强度与深度，易实现全过程自动化控制。本专利技术的消减重金属固废渣浸出毒性的方法，可回收钒、铜、钴、镍、锌等有价金属，解决了重金属固废渣的减害化和资源化综合利用难题。本专利技术适用于钒、钴、铜、锌、铬、镍等有色金属和锰、铬等黑色金属湿法固废渣的消毒减害，过程无新污染产生。本专利技术方法工艺简单，成本低廉，方便大规模工业化实施。具体实施方式实施例1对含钴0.25%、钒0.12%、镍0.02%、铜0.01%、锰0.03%等的钴湿法冶金固废渣，经干式磁选除铁，配入1‰氯化钙和2‰焦亚硫酸钠混合均匀，加入不锈钢耐酸槽的底部铺平；按液固比10∶1（L/kg）加入0.03M稀硫酸溶液，常温下淋浸2h；在槽内加入絮凝剂聚丙烯酰胺，在淋浸液中放置钛网作正电极，槽体为另一极，浸出过程中，电流密度为30A/m2，槽电压为1.2V，电辅助浸出过程中两极互换，周期为正向通电50min，再逆向通电1min，总电辅助浸出时间3h；浸出结束后，移除钛网电极，搅拌后过滤；滤液回收钒、铜、镍、钴、锰等有价金属元素；用热水洗涤滤渣后堆存，滤渣含钴0.03%、钒0.02%、镍0.01%、铜0.04%、锰0.003%。钴湿法冶金固废渣经处理后钴、钒、镍、铜、锰的浸出毒性消减率分别为99.2%、95.5%、96.1%、90.8%、98.9%。实施例2对含锌0.33%、钴0.05%、钒0.19%、铜0.08%、锰0.17%等的锌湿法冶金固废渣，经干式磁选除铁，配入2‰碳酸钙和5‰亚硫酸钠混合均匀，加入不锈钢耐酸槽的底部铺平；按液固比7∶1（L/kg）加入0.4M稀硫酸常温下淋浸3h；在槽内加入絮凝剂聚丙烯酰胺，在淋浸液中放置铅基合金作正电极，槽体为另一极，浸出过程中，电流密度为60A/m2，槽电压为3.1V，电辅助浸出过程中两极互换，周期为正向通电30min，再逆向通电1min，总电辅助浸出时间2h；浸出结束后，移除合金电极，搅拌后过滤；滤液回收锌、钒、铜、钴、锰等有价金属元素；用热水洗涤滤渣后堆存，滤渣含锌0.08%、钴0.02%、钒0.03%、镍0.01%、铜0.05%、锰0.005%。锌湿法冶金固废渣经处理后锌、钴、钒、铜、锰的浸出毒性消减率分别为88.1%、97.4%、93.5%、99.3%、99.6%。实施例3对含铬0.06%、钒0.09%、铅0.015%、铜0.04%、锰0.02%的铬湿法冶金固废渣，经干式磁选除铁，配入3‰氯化钙和3‰硫代硫酸钠混合均匀，加入钛质耐酸槽的底部铺平；按液固比10∶1（L/kg）加入0.05M稀硫酸常温下淋浸1h；在槽内加入絮凝剂聚丙烯酰胺，在淋浸液中放置钌系多元混合物涂层修饰钛板钛网作正电极，槽体为另一极，浸出过程中，电流密度为70A/m2，槽电压为3.2V，电辅助浸出过程中两极互换，周期为正向通电40min，再逆向通电1min，总电辅助浸出时间1.5h；浸出结束后，移除钛网电极，搅拌后过滤；滤液回收铬、钒、铜、铅、锰等有价金属元素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消减重金属固废渣的浸出毒性的方法，其特征是由以下步骤组成：重金属固废渣经磁选除铁后，配入淋浸活化剂和还原增强剂混合均匀，加入淋浸剂，常温下于金属槽内淋浸1~3h，在淋浸液中加入絮凝剂聚丙烯酰胺，采用金属板状或网状电极和金属槽做电极，电辅助浸出1~5h；浸出完成后，液固分离淋浸液，滤液回收有价金属，滤渣用热水洗涤后堆存。

【技术特征摘要】
1.一种消减重金属固废渣的浸出毒性的方法，其特征是由以下步骤组成：重金属固废渣经磁选除铁后，配入淋浸活化剂和还原增强剂混合均匀，加入淋浸剂，常温下于金属槽内淋浸1~3h，在淋浸液中加入絮凝剂聚丙烯酰胺，采用金属板状或网状电极和金属槽做电极，电辅助浸出1~5h；浸出完成后，液固分离淋浸液，滤液回收有价金属，滤渣用热水洗涤后堆存。2.根据权利要求1所述的消减重金属固废渣的浸出毒性的方法，其特征是所述浸淋活化剂为氯化钙或碳酸钙，浸淋活化剂加入量为固废渣的≤3‰。3.根据权利要求1所述的消减重金属固废渣的浸出毒性的方法，其特征是所述还原增强剂为亚硫酸钠、硫代硫酸钠或焦亚硫酸钠，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭秋松，刘志强，李伟，朱薇，张魁芳，
申请(专利权)人：广东省稀有金属研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44