电镀污泥处理和回收技术

　　氨浸法提取金属的技术虽然有一定的历史,但与酸浸法相比,采用氨浸法处理电镀污泥的研究报道相对较少,且以国内研究报道居多。氨浸法一般采用氨水溶液作浸取剂,原因是氨水具有碱度适中、使用方便、可回收使用等优点。采用氨络合分组浸出-蒸氨-水解渣硫酸浸出-溶剂萃取-金属盐结晶回收工艺,可从电镀污泥中回收绝大部分有价金属,铜、锌、镍、铬、铁的总回收率分别大于93%,91%,88%,98%,99%。针对适于从氨浸液体系中分离铜的萃取剂难以选择的问题,祝万鹏等开发了一种名为N510的萃取剂,该萃取剂在煤油-H2SO4体系中能有效地回收电镀污泥氨浸液中的Cu2+,回收率高达99%。王浩东等[26]对氨浸法回收电镀污泥中镍的研究表明,含镍污泥经氧化焙烧后得焙砂,用NH3质量分数7%、CO2质量分数5%～7%的氨水对焙砂进行充氧搅拌浸出,得到含Ni(NH3)4CO3的溶液,然后对此溶液进行蒸发处理,使Ni(NH3)4CO3转化为NiCO3·3Ni(OH)2,再于800℃锻烧即可得商品氧化镍粉。

　　酸浸或氨浸处理电镀污泥时,有价金属的总回收率及同其他杂质分离的难易程度,主要受浸取过程中有价金属的浸出率和浸取液对有价金属和杂质的选择性控制。酸浸法的主要特点是对铜、锌、镍等有价金属的浸取效果较好,但对杂质的选择性较低,特别是对铬、铁等杂质的选择性较差;而氨浸法则对铬、铁等杂质具有较高的选择性,但对铜、锌、镍等的浸出率较低。

　　3.2　生物浸取法

　　生物浸取法的主要原理是,利用化能自养型嗜酸性硫杆菌的生物产酸作用,将难溶性的重金属从固相溶出而进入液相成为可溶性的金属离子,再采用适当的方法从浸取液中加以回收,作用机理比较复杂,包括微生物的生长代谢、吸附,以及转化等。就目前能收集到的文献来看,利用生物浸取法来处理电镀污泥的研究报道还比较少,原因是电镀污泥中高含量的重金属对微生物的毒害作用大大限制了该技术在这一领域的应用。因此,如何降低电镀污泥中高含量的重金属对微生物的毒害作用,以及如何培养出适应性强、治废效率高的菌种,仍然是生物浸取法所面临的一大难题[30],但也是解决该技术在该领域应用的关键。

　　3.3　熔炼法和焙烧浸取法

　　熔炼法处理电镀污泥主要以回收其中的铜、镍为目的。熔炼法以煤炭、焦炭为燃料和还原物质,辅料有铁矿石、铜矿石、石灰石等。熔炼以铜为主的污泥时,炉温在1300℃以上,熔出的铜称为冰铜;熔炼以镍为主的污泥时,炉温在1455℃以上,熔出的镍称为粗镍。冰铜和粗镍可直接用电解法进行分离回收。炉渣一般作建材原料。

　　焙烧浸取法的原理是先利用高温焙烧预处理污泥中的杂质,然后用酸、水等介质提取焙烧产物中的有价金属。用黄铁矿废料作酸化原料,将其与电镀污泥混合后进行焙烧,然后在室温下用去离子水对焙烧产物进行浸取分离,锌、镍、铜的回收率分别为60%,43%,50%。

　　4、电镀污泥的材料化技术

　　电镀污泥的材料化技术是指利用电镀污泥为原料或辅料生产建筑材料或其他材料的过程。Ract开展了以电镀污泥部分取代水泥原料生产水泥的实验,认为即使是含铬电镀污泥在原料中的加入量高达2%(干基质量分数)的情况下,水泥烧结过程也能正常进行,而且烧结产物中铬的残留率高达99.9%。Magalh es等分析了影响电镀污泥与黏土混合物烧制陶瓷的因素,认为电镀污泥的物化性质、预制电镀污泥与黏土混合物时的搅拌时间,是决定陶瓷质量优劣的主导因素,如原始电镀污泥中重金属的种类(如铝、锌、镍等)和含量明显地决定着电镀污泥及其与黏土混合物的淋滤特性,而预制电镀污泥与黏土混合物时,剧烈或长时间的搅拌作用则有利于混合物的均匀化和烧结反应的进行。此外,将电镀污泥与海滩淤泥混合可烧制出达标的陶粒。

　　5、结语

　　电镀污泥的处理一直是国内外的研究重点,虽然有关人员在该领域已经开展了很多研究并取得了一定成果,但仍存在许多急需解决的问题,如传统的以水泥为主的固化技术、以回收有价金属为目的的浸取法存在对环境二次污染的风险等,要解决这些问题必须采取新的研究途径。近年来,利用热化学处理技术实现对电镀污泥的预处理或安全处置为未来电镀污泥的处理提供了更广阔的发展空间和前景。新近的研究显示,热化学处理技术在电镀污泥的减量化、资源化及无害化方面都有明显的优势,因此,必将成为未来电镀污泥处理领域的一个重要研究方向。

　　然而,由于热化学处理技术在电镀污泥处理方面的应用与研究还比较少,许多问题还需进一步探索,如对热化学处理电镀污泥过程中重金属的迁移特性、重金属在灰渣中的残留特性、热化学处理过程中重金属的析出特性及蒸发特性等都需要深入研究。