资源化回收电镀污泥中的重金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种资源化回收电镀污泥中的重金属的方法，通过筛选和驯化获得能耐高浓度重金属的氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌，在一定条件下，将氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌分别与电镀污泥一起搅拌混合，进行生物淋滤分别得到含铜浸出液或者含镍浸出液，对含铜浸出液经除杂后进行电积，可回收得到铜，对含镍浸出液经除杂后进行电积，可回收得到镍。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电镀污泥中金属的回收方法，具体涉及一种。
技术介绍
电镀是当今全球三大污染工业之一。据不完全统计，全国电镀企业超过I万多家，电镀行业每年排出的电镀废水约有40亿立方米。如此大量的电镀废 水，经化学方法处理后产生的是具有大量重金属(重金属一般是指密度大于等于5的金属，具体是指元素周期表中原子序数在24以上的金属)的电镀污泥。这些电镀污泥含量最大的重金属一般是Cu、Ni、Zn、Cr和Fe五种。电镀污泥中重金属含量高，因此被国家名列为危险废物。但同时电镀污泥富含大量金属资源，等同于低品位矿石，如电镀污泥中铜和镍的含量相对较高，当电镀污泥中的铜含量大于5#%时，该电镀污泥称为含铜电镀污泥，具有回收价值；当电镀污泥中的镍含量大于5wt%以上，该电镀污泥称为含镍电镀污泥，具有较高的回收价值；当电镀污泥中的铜含量大于5wt%且镍含量大于5wt%时，该电镀污泥称为含铜镍电镀污泥，其中的铜和镍均具有回收价值。电镀污泥回收重金属的第一步是浸出工艺，利用无机酸或有机络合剂如ΗΝ03、HC1、EDTA等处理电镀污泥的化学浸出重金属的方法，虽能在短时间内浸出重金属，但耗酸较大、处理费较高，操作过程中产生的酸雾污染较大，工人操作环境较差。起源于微生物湿法冶金的生物淋滤法(Bioleaching)可将电镀污泥中的重金属淋滤到液相中，它利用嗜酸微生物如氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌使电镀污泥中的金属溶入到浸出液中。重金属去除的基本原理是通过该菌的生物氧化作用及其产生的低PH环境使以难溶形态存在的重金属溶出进入水相，再通过固液分离将重金属从污泥中去除。该技术最早应用于利用细菌处理低品位、分散、难处理的矿藏，称为生物浸矿或生物湿法冶金。近20年来，已被广泛应用于提取贫矿，废矿，尾矿中金、铜等金属，但在电镀污泥的重金属回收方面的应用还鲜见报道。中国专利文献CN 101705358(申请号200910238478. 7)公开了一种生物淋滤浸取电解锰渣中锰的方法，该方法将电解锰渣依次经过烘干、研磨、过筛，得到废旧电解锰渣材料；然后在容器中培养菌种，进行摇床培养，待培养10天左右投加电解锰渣材料进行生物淋滤，淋滤10天后，重金属由固相进入液相，过滤除去废渣得到含有重金属的生物淋滤液。该方法虽然提出用生物淋滤的方法浸取锰渣中的锰，但是并未公开如何在生物淋滤中处理电解锰渣材料从而回收得到锰，因此其实质上还只能算是锰渣中的锰的去除方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种资源化回收电镀污泥中的重金属铜和镍的方法。实现本专利技术目的的技术方案是一种，包括以下步骤 ①电镀污泥的预处理将待处理的电镀污泥脱水、风干后，过筛网筛滤去除大颗粒物和大沙粒，收集过筛的污泥并置于烘箱中烘干至污泥恒重后，取出将污泥碾磨成粉末，过150目至220目筛，收集过筛粉末待处理；所述电镀污泥为铜含量大于5被％的含铜电镀污泥，或者是镍含量大于5wt%的含镍电镀污泥；或者是铜含量和镍含量均大于5%的含铜镍电镀污泥。 ②硫杆菌菌体的准备将驯化、分离及纯化后的硫杆菌在培养液中富集培养，所述硫杆菌为氧化亚铁硫杆菌或氧化硫硫杆菌。对于氧化亚铁硫杆菌，培养液为9K培养液，检测富集培养体系的pH值为I. . O 2.2时，将上述pH值为I. . O 2. 2的混合物料离心分离，离心管下层的沉淀即为氧化亚铁硫杆菌菌体，收集菌体。对于氧化硫硫杆菌,培养液为Waksman培养液,检测富集培养液体系的pH值为2.O 2. 5时，将上述pH值为2. O 2. 5的混合物料离心分离，下层的沉淀即为氧化硫硫杆菌菌体，收集菌体。③将步骤②离心收集的硫杆菌菌体和步骤①准备的电镀污泥粉末加入培养液中而获得反应混合物料，所述反应混合物料中电镀污泥的浓度为20 40g/L，转入的硫杆菌菌体质量为培养液的5% 15% ;当回收含铜电镀污泥中的铜时，加入的硫杆菌菌体为氧化亚铁硫杆菌菌体，所述培养液为9K培养液；当回收含镍电镀污泥中的镍时，加入的硫杆菌菌体为氧化硫硫杆菌菌体，所述培养液为Waksman培养液；当回收含铜镍电镀污泥中的铜和镍时，加入的硫杆菌菌体为氧化硫硫杆菌菌体，所述培养液为Waksman培养液。将反应混合物料于温度26 V 30°C，摇床转速为120 200r/min下进行反应，每天测试混合物料的pH ;对于氧化亚铁硫杆菌处理的含铜电镀污泥，混合物料的pH值降到I.5 I. 7，停止反应，对反应后的混合物料进行离心分离，提取并收集上层含铜浸出液；对于氧化硫硫杆菌处理的含镍电镀污泥或含铜镍电镀污泥，混合物料的pH值降到2 3，停止反应，对反应后的混合物料进行离心分离，提取并收集上层含镍浸出液或含铜镍浸出液。④浸出液的除杂将浸出液中的Fe2+和Ca2+去除而得到除杂后的浸出液。⑤电积对于步骤④除杂后的含铜浸出液，将含铜浸出液转移入电解槽中进行电积，使用钛板做阳极，铜板做阴极电积回收得到单质铜而完成对电镀污泥的资源化回收；对于步骤④除杂后的含镍浸出液，使用钛板做阳极，镍板做阴极电积回收得到单质镍而完成对电镀污泥的资源化回收。对于步骤④除杂后的含铜镍浸出液，首先用镍萃取剂将浸出液中的镍萃取出来，分别得到镍萃取液和含铜溶液，对于镍萃取液，用硫酸将镍萃取液中的镍反萃取出来后，转移入电解槽中，使用钛板做阳极，镍板做阴极电积回收得到单质镍；对于含铜溶液，将其转移入电解槽中，使用钛板做阳极，铜板做阴极电积回收得到单质铜而完成对电镀污泥的资源化回收。当回收含铜电镀污泥中的铜时，步骤②准备的菌体是氧化亚铁硫杆菌菌体，包括以下步骤 Ca)培养酸化污泥，取污水处理厂曝气池中的污泥，过滤去除污泥中的毛发、大颗粒物，调节含固率后，从中取污泥到已加入灭菌的9K培养基的锥形瓶中，于温度28°C 30°C，摇床转速为120 200r/min条件下驯化培养7 d 10 d后得到第一代驯化后的污泥；吸取第一代驯化后的污泥接种到新鲜的灭菌的9K培养基中，按上述条件培养7 d 10 d后得到第二代驯化后的污泥，重复上述步骤直至驯化后的污泥PH降到2. O以下而获得酸化污泥；上述驯化过程中，每增加一代污泥的驯化，所用的培养基中FeSO4 · 7H20的浓度相比上一代增加I g/L ο(b)污泥耐重金属的驯化培养，取步骤(a)获得的酸化污泥加入到9K培养基中，调节上述物料起始PH值为4.0，所述9K培养基的组成与酸化污泥的驯化终点所用的培养基相同。向每一次新鲜配制的上述混合物料中逐次递增加入步骤①准备的含铜电镀污泥粉末，污泥的浓度从O. 5g/L开始递增，每一次每天定时测定物料pH值的变化，若在7 d 10 d内pH值降至3. O以下，则将反应物料离心分离，收集下层沉淀，该下层沉淀中包含耐对 应浓度的电镀污泥的氧化亚铁硫杆菌菌体。待加入一定浓度的电镀污泥后反应物料的pH值不降反升，在7 d 10 d内，pH值上升到7.0以上，则能耐前一次浓度的电镀污泥的氧化亚铁硫杆菌菌体为能耐最高浓度电镀污泥的氧化亚铁硫杆菌菌体。(c)取步骤(b)离心收集的包含耐最高浓度电镀污泥的氧化亚铁硫杆菌菌体的沉淀于9K培养基中富集培养9 10天后分离、纯化再富集完成氧化亚铁硫杆菌菌体的准备。当回收含镍电镀污泥中的镍或者含铜镍电镀污泥中的铜和镍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.11.02 CN 201110340958.11.一种资源化回收电镀污泥中的重金属的方法，其特征在于包括以下步骤 ①电镀污泥的预处理将待处理的电镀污泥脱水、风干后，过筛网筛滤去除大颗粒物和大沙粒，收集过筛的污泥并置于烘箱中烘干至污泥恒重后，取出将污泥碾磨成粉末，过150目至220目筛，收集过筛粉末待处理；所述电镀污泥为铜含量大于5被％的含铜电镀污泥，或者是镍含量大于5wt%的含镍电镀污泥；或者是铜含量和镍含量均大于5%的含铜镍电镀污泥； ②硫杆菌菌体的准备将驯化、分离及纯化后的硫杆菌在培养液中富集培养，所述硫杆菌为氧化亚铁硫杆菌或氧化硫硫杆菌； 对于氧化亚铁硫杆菌，培养液为9K培养液，检测富集培养体系的pH值为I. . O 2. 2时，将上述PH值为I. . O 2. 2的混合物料离心分离，离心管下层的沉淀即为氧化亚铁硫杆菌菌体，收集菌体； 对于氧化硫硫杆菌，培养液为Waksman培养液，检测富集培养液体系的pH值为2. O .2. 5时，将上述pH值为2. O 2. 5的混合物料离心分离，下层的沉淀即为氧化硫硫杆菌菌体，收集菌体； ③将步骤②离心收集的硫杆菌菌体和步骤①准备的电镀污泥粉末加入培养液中而获得反应混合物料，所述反应混合物料中电镀污泥的浓度为20 40g/L，转入的硫杆菌菌体质量为培养液的5% 15% ;当回收含铜电镀污泥中的铜时，加入的硫杆菌菌体为氧化亚铁硫杆菌菌体，所述培养液为9K培养液；当回收含镍电镀污泥中的镍时，加入的硫杆菌菌体为氧化硫硫杆菌菌体，所述培养液为Waksman培养液；当回收含铜镍电镀污泥中的铜和镍时，加入的硫杆菌菌体为氧化硫硫杆菌菌体，所述培养液为Waksman培养液； 将反应混合物料于温度26°C 30°C，摇床转速为120 200r/min下进行反应，每天测试混合物料的PH ;对于氧化亚铁硫杆菌处理的含铜电镀污泥，混合物料的pH值降到I. 5 .1.7，停止反应，对反应后的混合物料进行离心分离，提取并收集上层含铜浸出液；对于氧化硫硫杆菌处理的含镍电镀污泥或含铜镍电镀污泥，混合物料的pH值降到2 3，停止反应，对反应后的混合物料进行离心分离，提取并收集上层含镍浸出液或含铜镍浸出液； ④浸出液的除杂将浸出液中的Fe2+和Ca2+去除而得到除杂后的浸出液； ⑤电积对于步骤④除杂后的含铜浸出液，将含铜浸出液转移入电解槽中进行电积，使用钛板做阳极，铜板做阴极电积回收得到单质铜而完成对电镀污泥的资源化回收；对于步骤④除杂后的含镍浸出液，使用钛板做阳极，镍板做阴极电积回收得到单质镍而完成对电镀污泥的资源化回收； 对于步骤④除杂后的含铜镍浸出液，首先用镍萃取剂将浸出液中的镍萃取出来，分别得到镍萃取液和含铜溶液，对于镍萃取液，用硫酸将镍萃取液中的镍反萃取出来后，转移入电解槽中，使用钛板做阳极，镍板做阴极电积回收得到单质镍；对于含铜溶液，将其转移入电解槽中，使用钛板做阳极，铜板做阴极电积回收得到单质铜而完成对电镀污泥的资源化回收。2.根据权利要求I所述的资源化回收电镀污泥中的重金属的方法，其特征在于当回收含铜电镀污泥中的铜时，步骤②准备的菌体是氧化亚铁硫杆菌菌体，包括以下步骤 Ca)培养酸化污泥，取污水处理厂曝气池中的污泥，过滤去除污泥中的毛发、大颗粒物，调节含固率后，从中取污泥到已加入灭菌的9K培养基的锥形瓶中，于温度28°C 30°C，摇床转速为120 200r/min条件下驯化培养7 d 10 d后得到第一代驯化后的污泥；吸取第一代驯化后的污泥接种到新鲜的灭菌的9K培养基中，按上述条件培养7 d 10 d后得到第二代驯化后的污泥，重复上述步骤直至驯化后的污泥PH降到2. O以下而获得酸化污泥；上述驯化过程中，每增加一代污泥的驯化，所用的培养基中FeSO4 · 7H20的浓度相比上一代增加I g/L ； (b)污泥耐重金属的驯化培养，取步骤(a)获得的酸化污泥加入到9K培养基中，调节上述物料起始PH值为4. 0，所述9K培养基的组成与酸化污泥的驯化终点所用的培养基相同； 向每一次新鲜配制的上述混合物料中逐次递增加入步骤①准备的含铜电镀污泥粉末，污泥的浓度从O. 5g/L开始递增，每一次每天定时测定物料pH值的变化，若在7 d 10 d内PH值降至3. O以下，则将反应物料离心分离，收集下层沉淀，该下层沉淀中包含耐对应浓度的电镀污泥的氧化亚铁硫杆菌菌体； 待加入一定浓度的电镀污泥后反应物料的pH值不降反升，在7 d 10 d内，pH值上升到7.0以上，则能耐前一次浓度的电镀污泥的氧化亚铁硫杆菌菌体为能耐最高浓度电镀污泥的氧化亚铁硫杆菌菌体； (c)取步骤(b)离心收集的包含耐最高浓度电镀污泥的氧化亚铁硫杆菌菌体的沉淀于9K培养基中富集培养9 10天后分离、纯化再富集完成氧化亚铁硫杆菌菌体的准备。3.根据权利要求I所述的资源化回收电镀污泥中的重金属的方法，其特征在于当回收含镍电镀污泥中的镍或者含铜镍电镀污泥中的铜和镍时，步骤②准备的菌体是氧化硫硫杆菌菌体，包括以下步骤 Ca)培养酸化污泥，取污水处理厂曝气池中的污泥，过滤去除污泥中的毛发、大颗粒物，调节含固率后，从中取污泥到已加入灭菌的Waksman培养基的锥形瓶中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：程洁红，周全法，孔峰，陈娴，
申请(专利权)人：江苏技术师范学院，
类型：发明
国别省市：