从电镀污泥中低成本回收金属并生产精制硫酸镍的方法技术

本发明专利技术涉及从电镀污泥中低成本回收金属并生产精制硫酸镍的方法，包括以下工艺过程：将电镀污泥浆化并筛去杂物，硫酸浸出，用碱进行E.Z除铁，萃取铜制备铜产品，萃取铜余液深度除铝、铬，萃取除杂质钙、镁、铜、锰和锌并产出硫酸锌溶液，萃取富集镍制备精制硫酸镍，环保固化铬铁渣和污水处理。本发明专利技术将铬留在渣中，而铜、锌、镍都分别通过萃取工艺制成产品回收，主要重金属元素实收率高。原材料、辅助材料易得便宜，成本优势明显。避免氟离子加入，减轻环境压力。综合处理成本低，可大量处理电镀污泥，减少危废排放，社会效益明显。

Low Cost Recovery of Metals from Electroplating Sludge and Production of Refined Nickel Sulfate

The invention relates to a method for recovering metals from electroplating sludge at low cost and producing refined nickel sulfate, including the following technological processes: slurrying and sieving the electroplating sludge, leaching with sulphuric acid, removing iron by alkali, extracting copper to prepare copper products, removing aluminum and chromium by extracting copper residue, removing impurities such as calcium, magnesium, copper, manganese and zinc, and producing zinc sulfate solution, extracting and enriching nickel to prepare nickel. Refined nickel sulfate, environmentally friendly solidified ferrochromium slag and sewage treatment. The invention retains chromium in the slag, while copper, zinc and nickel are separately recovered by extraction process, and the actual yield of major heavy metal elements is high. Raw materials and auxiliary materials are easy to get and cheap, with obvious cost advantages. Avoid adding fluoride ions and reduce environmental pressure. The cost of comprehensive treatment is low, the electroplating sludge can be treated in large quantities, the discharge of hazardous wastes can be reduced, and the social benefits are obvious.

【技术实现步骤摘要】
从电镀污泥中低成本回收金属并生产精制硫酸镍的方法
本专利技术涉及从电镀污泥中低成本回收金属并生产精制硫酸镍的方法，尤其适用于电镀污泥中重金属铬、铜、镍、锌低品位情况下，进行低成本分离综合回收金属并生产出精制的硫酸镍。
技术介绍
电镀行业是我国主要的基础加工行业，电镀加工过程产生的电镀污泥，属于中国环保危废名录HW17。以每吨电镀废水产生3～10公斤污泥量计算，文献估计中国年电镀污泥总量1000万吨左右。电镀污泥中富集了电镀废水中的重金属，其理化特征：属于碱性物质，普遍含水75～90％；凉干到60％时，混合污泥中含多种金属成份，其中以铬、铜、镍、锌重金属为主。对“电镀污泥”词条，进行中国专利搜索，自2000年至今，能搜出三百多项专利。目前，我国电镀企业普遍规模小，电镀污泥相关污染事故频发，电镀污泥的无害化、资源化、综合回收处理仍然是难点热点。目前，处理处置电镀污泥的方法有很多，大体上有两种，即分为固化稳定化和资源化回收两种。其中固化稳定化，现在主流是掺制水泥、沥青粘结、烧制玻璃化。专利CN201510700010.0认为，固化电镀污泥消纳量不大，也未能解决二次污染及资源再生利用等问题。而先进行资源回收利用，再固化稳定化，减少污泥总量，又实现经济价值，成为主流研发攻关方向。目前，电镀污泥资源化回收利用，又分为火法处理和湿法处理两种。其中火法处理电镀污泥，铜和镍往往有一个侧重点。以火法提取铜为侧重点，先制冰铜，再吹炼粗铜，粗铜含铜80％以上，加上其他物质，容纳镍量很小；以镍为侧重点，先制冰镍(镍锍)，镍铜比2～2.5较好；电镀污泥理化特性中镍铜比22：31；火法处理实收率损失较大。电镀污泥高水份、低含量、多元素(还有铬和锌等)，也使湿法处理有选择性优势。目前，湿法处理工艺总体上是：浸出一净化一沉积。首先是浸出，浸出方法主要有：酸浸出、氨浸出、生物法浸出。生物法浸出是细菌浸出，菌种培养驯化慢，细菌生存环境条件恒定不变，而电镀污泥来源不稳定，现在仍难以工业化；氨浸法，氨本来就是环保限制排放物，处理成本高，低浓度氨浸出率低，高浓度氨涉及高压设备，设备材质导致生产成本高；因此普通硫酸、盐酸浸出具有较大成本优势。目前，湿法处理中用硫酸或盐酸浸出电镀污泥后，成本竞争点在如何实现铜萃取，即怎样高实收率，低成本生产更高价值的铜产品。首先，置换铜加入铁，后处理成本高，海绵铜价值不高可以排除；其次氨水、碳酸钠、氢氧化钠和硫化钠沉淀铜，产品纯度低价值低；再次，低浓度铜电解直接提取铜耗电多成本高，高压氢还原低浓度铜工业难以实施。在实现铜萃取的几个专利中，CN200910184773.9液固比取8：1，实收率和废水量就是大难题。CN201510445046.9预处理后，用进口萃取剂M5640和Lix984成本不低；CN201710528952.4用高含铜的退镀溶液掺和低含铜的电镀污泥，没有混合比，无可比性，电镀污泥加不加不知道；CN200910190516.6东江环保使用P507萃取铜，皂化和酸洗成本高；CN201310124563.7黄钠铁矾后萃取铜，难点问题是萃取分相没有解决好，生产延续性不强。目前，湿法处理中除铁工艺，主要有水解除铁、黄钠铁矾除铁、针铁矿除铁和赤铁矿除铁。其中水解除铁过滤性能差，沉淀夹带重，其他金属实收率低；黄钠铁矾法需要较高温度，90～95℃；针铁矿法反应温度75～85℃；赤铁矿法是在高温高压下生成三氧化二铁(铁红)。相对而言针铁矿与黄钠铁矾有可比性，针铁矿法成本更低。E.Z除铁属于针铁矿除铁方法。目前，提取铜，除铁操作后，杂质钙、镁的去除又是一个竞争点，即是否采取现在经典的氟化钠除钙、镁工艺。氟化钠除钙、镁，加入了环保污染物氟，反应过程温度90℃以上，反应后料液要降至常温，沉淀容易胶体化，当前环保除氟没有低成本方法。所以采用萃取除钙、镁有优势。目前，镍和锌分离并提取高纯产品，萃取法有明显优势。优选萃取剂主要是P204、P507、C272等，其中C272较贵。相关专利CN201410317878.8采用分馏萃取，语之不详，主旨不明，产出几乎是混合物，需要再次提取分离。而没有深度研究萃取除钙、镁，则钙、镁杂质会与镍共同富集，制造精制硫酸镍难度加大。目前，电镀污泥中的铬，以火法处理挥发性极低，回收率高。
技术实现思路
本专利技术针对目前电镀污泥处理尤其是湿法处理电镀污泥存在的问题，提供一种从电镀污泥中低成本回收金属并生产精制硫酸镍的方法。本专利技术的技术方案：从电镀污泥中低成本回收金属并生产精制硫酸镍的方法，包括以下步骤：步骤1，将电镀污泥与水以液固比(1～2)：1进行浆化，用筛网去掉浆料中杂物；紧接着，向浆料加入硫酸，控制反应终点浆料的pH值为0.5～3.5；步骤2，向步骤1终点浆料中加入质量百分比为28～35％的双氧水，刚好将浆料中的亚铁氧化成为三价铁，作为物料A；另配置碱溶液为物料B；在反应槽中预备底水(开始用自来水，后期用生产中上一次反应留下一部分浆料不用抽去过滤，其量刚好接触搅拌叶片底部)作为物料C；进行E.Z除铁操作：开启搅拌，物料A和物料B同时加入物料C中，控制混合体系物料A+物料B+物料C的温度在75～85℃，Fe3+小于1g/L，pH值稳定在3.0～3.5，待加完A物料后进行固液分离过滤，得到滤渣和滤液；进行E.Z除铁主要反应方程式如下：2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2OFe3++2H2O＝FeOOH+3H+Cr3++3H2O＝Cr(OH)3+3H+H++NaOH＝Na++H2O2H++Na2CO3＝2Na++H2O+CO2；步骤3，步骤2得到的滤液进行萃取铜前除有机及预处理，再使用铜专用萃取剂进行萃取铜操作，获得两个物料：一是高含铜溶液，进入电积铜制备阴极铜，二是铜萃余液；主要反应方程式如下：2RH+Cu2+→R2Cu+2H+萃取反应，酸度pH1.0～4.5；R2Cu+2H+→2RH+Cu2+反萃反应，酸度2～5mol/L；步骤4，步骤3得到的铜萃余液一部分返回步骤1作为生产回用水，另一部分加入反应槽，通过再加入碱溶液，控制反应体系溶液pH值4.5～5.0，进一步沉淀净化其中的铬、铝、铁，沉淀净化后，过滤进行固液分离，得到滤液和滤渣，其中滤渣返回步骤1当原料使用；主要反应方程式：Fe3++3H2O＝Fe(OH)3+3H+Cr3++3H2O＝Cr(OH)3+3H+Al3++3H2O＝Al(OH)3+3H+H++NaOH＝Na++H2O2H++Na2CO3＝2Na++H2O+CO2；步骤5，以少量硫酸调节步骤4得到滤液的pH值在3.0～4.0，依顺序进行两个阶段的萃取加工；第一阶段叫萃取除杂质，使用p507—煤油体系，保留镍萃取除去滤液中的钙、镁、铜、锰、锌杂质，同时将其中的成份锌制成硫酸锌溶液；第二阶段又叫萃取富集，以第一阶段萃余液又叫萃取杂质后液为原料，萃取镍，然后反洗，使镍反洗液的镍浓度提升，再一次净化镍溶液中的杂质，得到硫酸镍溶液；第一阶段产生少量含杂质废水、含镍除去杂质的萃余液、硫酸锌溶液；第二阶段产出硫酸镍溶液和萃余液废水；萃取过程主要反应方程式：NaOH+H2A2→Na(HA2)+H2ONa(HA2)+H+→H2A2+Na+M2++2NaHA2→M(HA2)2+2Na+本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.从电镀污泥中低成本回收金属并生产精制硫酸镍的方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1，将电镀污泥与水以液固比(1～2)：1进行浆化，用筛网去掉浆料中杂物；紧接着，向浆料加入硫酸，控制反应终点浆料的pH值为0.5～3.5；步骤2，向步骤1终点浆料中加入质量百分比为28～35％的双氧水，刚好将浆料中的亚铁氧化成为三价铁，作为物料A；另配置碱溶液为物料B；在反应槽中预备底水作为物料C；进行E.Z除铁操作：开启搅拌，物料A和物料B同时加入物料C中，控制混合体系物料A+物料B+物料C的温度在75～85℃，Fe

【技术特征摘要】
1.从电镀污泥中低成本回收金属并生产精制硫酸镍的方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1，将电镀污泥与水以液固比(1～2)：1进行浆化，用筛网去掉浆料中杂物；紧接着，向浆料加入硫酸，控制反应终点浆料的pH值为0.5～3.5；步骤2，向步骤1终点浆料中加入质量百分比为28～35％的双氧水，刚好将浆料中的亚铁氧化成为三价铁，作为物料A；另配置碱溶液为物料B；在反应槽中预备底水作为物料C；进行E.Z除铁操作：开启搅拌，物料A和物料B同时加入物料C中，控制混合体系物料A+物料B+物料C的温度在75～85℃，Fe3+小于1g/L，pH值稳定在3.0～3.5，待加完A物料后进行固液分离过滤，得到滤渣和滤液；进行E.Z除铁主要反应方程式如下：2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2OFe3++2H2O＝FeOOH+3H+Cr3++3H2O＝Cr(OH)3+3H+H++NaOH＝Na++H2O2H++Na2CO3＝2Na++H2O+CO2；步骤3，步骤2得到的滤液进行萃取铜前除有机及预处理，再使用铜专用萃取剂进行萃取铜操作，获得两个物料：一是高含铜溶液，进入电积铜制备阴极铜，二是铜萃余液；主要反应方程式如下：2RH+Cu2+→R2Cu+2H+萃取反应，酸度pH1.0～4.5；R2Cu+2H+→2RH+Cu2+反萃反应，酸度2～5mol/L；步骤4，步骤3得到的铜萃余液一部分返回步骤1作为生产回用水，另一部分加入反应槽，通过再加入碱溶液，控制反应体系溶液pH值4.5～5.0，进一步沉淀净化其中的铬、铝、铁，沉淀净化后，过滤进行固液分离，得到滤液和滤渣，其中滤渣返回步骤1当原料使用；主要反应方程式：Fe3++3H2O＝Fe(OH)3+3H+Cr3++3H2O＝Cr(OH)3+3H+Al3++3H2O＝Al(OH)3+3H+H++NaOH＝Na++H2O2H++Na2CO3＝2Na++H2O+CO2；步骤5，以少量硫酸调节步骤4得到滤液的pH值在3.0～4.0，依顺序进行两个阶段的萃取加工；第一阶段叫萃取除杂质，使用p507—煤油体系，保留镍萃取除去滤液中的钙、镁、铜、锰、锌杂质，同时将其中的成份锌制成硫酸锌溶液；第二阶段又叫萃取富集，以第一阶段萃余液又叫萃取杂质后液为原料，萃取镍，然后反洗，使镍反洗液的镍浓度提升，再一次净化镍溶液中的杂质，得到硫酸镍溶液；第一阶段产生少量含杂质废水、含镍除去杂质的萃余液、硫酸锌溶液；第二阶段产出硫酸镍溶液和萃余液废水；萃取过程主要反应方程式：NaOH+H2A2→Na(HA2)+H2ONa(HA2)+H+→H2A2+Na+M2++2NaHA2→M(HA2)2+2Na+M(HA2)2+2H+→2H2A2+M2+方程式中M代表Ca、Mg、Cu、Zn、Mn、Ni元素；H2A2、HA2代表有机P507或P204；P204萃取金属顺序：Fe3+＞Zn2+＞Ca2+＞Cu2+＞Mn2+＞Co2+＞Mg2+＞Ni2+；P507萃取金属顺序：Fe3+＞Zn2+＞Mn2+＞Cu2+＞Ca2+＞Co2+＞Mg2+＞Ni2+；步骤6，将步骤5中第一阶段所得硫酸锌溶液和步骤5第二阶段所得的硫酸镍溶液，分别蒸发结晶，制得硫酸锌产品和精制硫酸镍；步骤7，将步骤2得到的滤渣，洗涤，过滤，得到滤渣和滤液，滤液返回步骤1作为生产回用水，滤渣固化处置；将步骤5中第一阶段产生废水，用碱沉淀预处理，过滤，滤渣固化处置，滤液作为生产污水进入污水处理工序；将步骤5中第二阶段产生废水，及其它生产污水，进行污水处理。2.根据权利要求1所述的从电镀污泥中低成本回收金属并生产精制硫酸镍的方法，其特征是：步骤1浆化使用的水为自来水或生产回用水，所述的生产回用水包括步骤3中的铜萃余液、步骤7洗渣后过滤得到的滤液；浆化温度20～50℃，浆化时间1～3小时；浆化后向浆料中加入硫酸量为电镀污泥质量的10～30％。3.根据权利要求1所述的从电镀污泥中...

【专利技术属性】
技术研发人员：温贵能，
申请(专利权)人：温贵能，
类型：发明
国别省市：江西,36