论文部分内容阅读
本文主要以含Fe、Cu、Cr、Ni的电镀污泥为研究对象,提出了浸出-化学沉淀(分步沉淀及共沉淀)-共沉淀的分离-回收利用的工艺路线。每个提取工艺步骤下得到了相应的产品,且纯度较高,废液、废渣经测定可达到国家排放标准,实现了环境友好及资源二次利用的目的。为避免电镀污泥中有机物对整个提取工艺的影响,现配制模拟溶液(与实际污泥中各金属含量相当),设定5种影响因素,采用分步沉淀法使有价金属分别得以回收。实验结果表明:(1)除铁工艺,将pH由1.80调至3.40,控制搅拌速度100r/min,搅拌时间10min,静置时间5min,洗涤次数3次,Fe可以100%除去;(2)铜铬提取,将pH值调至5.50,控制搅拌速度100r/min,搅拌时间20min,静置时间5min,洗涤次数3次,溶液中全部的Cr及91.29%的Cu以共沉淀的形式得以回收;(3)铜铬的分离,加入一定量12%氨水溶液,控制搅拌速度100r/min,搅拌时间10min,静置时间5min,洗涤次数3次,可以将铜铬沉淀有效分离开来;(4)铜镍提取,将pH由5.50调至6.30,控制搅拌速度50r/min,搅拌时间5min,静置时间5min,洗涤次数3次,将溶液中剩余的铜100%得以回收,约有38.75%Ni随Cu一起沉淀下来;(5)铜镍的分离,硫化剂选择沉淀法与铁粉置换法都可以不同程度的将溶液中的Cu及Ni分离开来,在酸性很强的条件下向含有Cu2+的溶液中加入一定浓度的Na2S溶液,Cu的沉淀率为100%,控制nFe/nCu之比,利用Fe粉置换法可将97.58%的Cu2+置换为单质铜粉;(6)模拟溶液中镍的提取:结果表明,将pH调至8.90,控制其它实验条件,滤液中的Ni可以100%得以回收。以浓硫酸作为浸出剂对电镀污泥浸出,得到最佳工艺条件:液固比2:1,浸出温度35℃,浸出时间0.5h,硫酸加入量0.50mL/g,浸出次数为2次,得到浸出液待处理。将模拟实验中每种金属提取的最佳工艺条件用于实际电镀污泥中,实验结果表明:(1)除铁工艺,Fe的沉淀率为100%,由于Fe(OH)3胶体的吸附作用,同时会有1.08%的Cu、9.12%的Cr、0.74%的Ni随铁一起沉淀下来;(2)铜铬提取工艺,89.75%的Cu与100%的Cr得以回收,有20.28%Ni随着铜铬一起沉淀下来;(3)铜铬的分离,采用氨水对铜铬沉淀进行分离,其中Cu、Ni含量在分离前后基本上没有损失,说明分离效果较好;(4)铜镍提取工艺,将pH值调至6.30,控制实验条件,溶液中剩余的Cu基本可以全部回收,沉淀率为99.24%,30.61%的Ni随Cu一起沉淀下来;(5)铜镍的分离,使用铁粉置换法,控制nFe/nCu之比,在最优实验条件下98.72%的Cu2+被Fe粉置换成为单质Cu,而此时Ni还没开始沉淀,达到分离目的;(6)镍的提取,将pH值调至Ni(OH)2沉淀完全时的数值,得Ni的沉淀率可达99.18%。本论文中Fe、Cu、Cr、Ni等金属离子含量的测定均采用多波长分光光度法。此方法操作简便、显色范围广、准确度高。另外对存在的干扰离子Ca、Mg、Zn进行干扰分析,确定各金属的最佳吸收波长,在特定波长计算摩尔吸光系数,建立线性方程,并研究了该方法的测定下限,实验结果表明,Fe、Cu、Cr、Ni的测定下限为5×10-4mg/mL、1×10-3mg/mL、5×10-3mg/mL、5×10-3mg/mL,在这些浓度以上的样品均可获得可靠的定量分析结果。采用紫外-可见光谱、红外光谱、XRD等手段对整个工艺流程中各金属离子浓度、产品的纯度、有机物成分及结晶性能进行表征,测试结果经分析可知:最终废液中各有价金属离子的浓度及pH值均低于国家允许排放的标准,所得产品纯度较高、结晶性能良好,理论计算Mx(OH)y及Mx(CO3)y形式的沉淀物开始沉淀及沉淀完全时的pH的变化,解释反应历程中理论计算值与实际实验值有差别的原因。