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重金属污泥对环境和人体健康造成的危害已经引起人们的极大关注,是国内外公认的公害之一。而污泥中又含有多种金属成分,其品位往往高于金属富矿石,是一种廉价的二次可再生资源。为了回收重金属污泥中的金属资源以及实现污泥的无害化处理,本文对以线路板污泥为研究对象,提出了超声波辅助浸取和酸浸-氨浸工艺的无害化处理工艺,并对浸出、分步沉淀、除杂、无害化过程的工艺条件和机理进行了研究和探讨。研究结果表明:该工艺能较好地回收污泥中的有价金属,同时,整个工艺过程产生的废水、废渣符合安全排放的标准,不会对环境产生危害,达到了资源化和无害化的目的。
本文首先对污泥的基本性质进行研究,研究了含水率、腐蚀性(pH值)以及重金属含量。研究表明:①线路板污泥含水率为75.31%,污泥pH值为4.3。②线路板污泥中铜含量为6.27%、铁含量为5.55%、锡含量为0.062%。通过对线路板污泥基本性质进行研究,为金属的浸出、分离以及产品回收奠定了基础。
对线路板污泥中金属的回收工艺进行了研究,在超声波辅助酸浸过程中研究了pH值、液固比、浸出时间、浸出温度、给料细度、超声波强度和频率对浸出过程的影响。研究发现,pH值对污泥中金属的浸出和分离的影响最显著,且对不同的污泥影响效果也不尽相同,而其他因素如液固比、浸出时间、浸出温度、给料细度、超声波强度和频率对浸出过程的影响比较稳定。研究表明,当液固比为4、浸出时间为1h、浸出温度为常温,给料细度为200目、超声波功率为200W时,在适当的pH值下,污泥中金属的浸出以及分离都达到了很好的效果。在酸浸-氨浸工艺中研究了酸浸终点pH值、氨浸终点pH值、中和终点pH值等对污泥中金属浸出及分离过程的影响。研究发现,酸浸终点的pH值为2.0~2.5;氨浸终点的pH值为10.0;中和终点的pH值为5.0;控制超声碱浸的pH值为13~14;超声吹脱的时间为4h,气液体积比为4000:1时,污泥中金属也达到了很好的浸出、分离效果。
工艺产生的废水可以达到排放标准,满足污水综合排放要求。产生的固体废渣得到了大幅减量化,而且也达到了安全处置的要求。因此,整个工艺产生的废物均不会对环境造成危害。
技术经济分析后发现,用该工艺处理重金属污泥具有一定的经济价值,该技术具有环境和经济双重效益。本研究在工艺流程上有所创新,技术切实可行,设计参数合理,操作简单方便,对实际生产有指导意义。