本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從含重金屬污泥中回收重金屬的方法。

背景技術(shù)：

隨著冶金、化工、礦業(yè)、電子業(yè)以及鑄造業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)廢水的排放量日益增多，由水處理過程產(chǎn)生的含重金屬污泥也隨之增加。這種含重金屬污泥如果處置不當(dāng)，不但會(huì)導(dǎo)致貴重金屬資源的流失，還會(huì)使人類生存環(huán)境質(zhì)量惡化，嚴(yán)重危害生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，因此科學(xué)合理的處理污泥、減少對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用是十分重要的。

常用污泥重金屬去除方法主要包括物理、化學(xué)、生物去除法和植物修復(fù)技術(shù)。物理法主要以固定碳吸附、電動(dòng)修復(fù)和超臨界流體萃取技術(shù)為主，但因技術(shù)不成熟或是效果不理想而無(wú)法推廣；化學(xué)去除法由于需加入大量的酸和堿，成本較高；生物法對(duì)污泥中重金屬的去除效率取決于微生物的活性和重金屬的種類與形態(tài)，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用時(shí)去除工藝要求嚴(yán)格，且需對(duì)微生物種類進(jìn)行篩選并進(jìn)行大量培養(yǎng)；植物修復(fù)法處理范圍相對(duì)較窄且植物生長(zhǎng)需要一定的周期，無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的城市污泥的處理需求。

由于重金屬種類、形態(tài)的不同，污泥中重金屬的處理受多種因素的影響，在實(shí)際處理過程中應(yīng)綜合考慮各種因素，從而達(dá)到最優(yōu)的去除效果。因此，積極探索操作簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、成本較低、二次污染小，同時(shí)能充分回收污染中重金屬的處理方法是研究的重點(diǎn)方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種從含重金屬污泥中回收重金屬的方法，在傳統(tǒng)的浸提過程中增加超聲設(shè)施，并通過母液循環(huán)方式提高重金屬的回收率，具有工藝簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保、成本較低、回收率高等優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種從含重金屬污泥中回收重金屬的方法，包括如下步驟：

1)浸提：將含重金屬污泥加入浸提劑中，調(diào)節(jié)混合物料的pH為3～6，在溫度為30～90℃及超聲處理下，浸提2～6h，得到污泥漿料；

2)過濾：加入污泥漿料質(zhì)量的1％～5％的助濾劑后，進(jìn)行過濾；

3)水洗：在30～60℃的溫度和超聲輔助下，用濾渣體積1.5～3倍的水洗滌濾渣(主要含有鈣鎂硅等固態(tài)物質(zhì))；

4)濃縮：將過濾后的濾液和水洗后的洗液一起在溫度為60～90℃、真空度為0.1～0.9kPa條件下，通過蒸發(fā)濃縮至質(zhì)量濃度為30％～75％；

5)結(jié)晶：在溫度為-20～20℃、攪拌速度為1～15r/min的條件下，將濃縮后的濾液進(jìn)行結(jié)晶，母液返回與濾液和洗液一起進(jìn)行再次濃縮。結(jié)晶可以采用一次結(jié)晶或二次結(jié)晶，二次結(jié)晶是將第一次結(jié)晶固體用水溶解后，配成質(zhì)量濃度為15％～35％的溶液，再進(jìn)行濃縮和結(jié)晶，以提高結(jié)晶物的純度。

根據(jù)以上方案，所述浸提時(shí)，浸提劑用量與污泥量比為3～8:1，超聲處理的頻率為25～60KHz。

根據(jù)以上方案，所述浸提劑包括硫酸、鹽酸、硝酸、甲酸、草酸，丙烯酸、乙酸、檸檬酸、馬來(lái)酸中的任意一種或一種以上的混合物。

根據(jù)以上方案，所述硫酸、鹽酸、硝酸的體積濃度為5％～30％，甲酸、草酸、丙烯酸、乙酸、檸檬酸、馬來(lái)酸的體積濃度為30％～60％。

根據(jù)以上方案，所述助濾劑包括木糠、谷糠、硅藻土、石英砂中的任意一種或一種以上的混合物，所述過濾的方式包括板框過濾、真空過濾、離心過濾。

根據(jù)以上方案，所述蒸發(fā)的方式包括降膜蒸發(fā)、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、MVR蒸發(fā)。

根據(jù)以上方案，所述結(jié)晶的方式包括晶種誘導(dǎo)、超聲輔助結(jié)晶、液膜蒸發(fā)結(jié)晶。

本發(fā)明適合于含重金屬污泥的回收處理，尤其適合于含鋅、含鎳、含鉻或含銅污泥電鍍污泥的回收處理。

本發(fā)明的有益效果是：

1)本發(fā)明通過超聲輔助浸提，可最大化溶出重金屬組分，提取率、回收率可高達(dá)98％，回收產(chǎn)物純度達(dá)95％～99％；

2)本發(fā)明利用結(jié)晶析出控制，可分離出單一高純重金屬鹽組分，并利用母液循環(huán)對(duì)其他低含量重金屬組分進(jìn)行富集，再分離，由此可對(duì)污泥中的重金屬實(shí)現(xiàn)全部回收，工藝及系統(tǒng)過程綠色、高效，為工業(yè)污泥重金屬的回收提供很好的可行技術(shù)途徑，具有工藝簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保、成本較低、回收率高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行說明。

實(shí)施例1，見圖1：

本發(fā)明提供一種從含鋅量為800～1000ppm的電鍍污泥中回收鋅的方法，包括如下步驟：

1)浸提：將含鋅污泥加入體積濃度為15％的硫酸中，調(diào)節(jié)混合物料的pH為5，在溫度為60℃及頻率為40KHz的超聲處理下，浸提5h，得到污泥漿料；

2)過濾：加入污泥漿料質(zhì)量的3％的助濾劑硅藻土后，進(jìn)行離心過濾；

3)水洗：在60℃的溫度和超聲輔助下，用濾渣體積3倍的水洗滌濾渣(主要含有鈣鎂硅等固態(tài)物質(zhì))；

4)濃縮：將過濾后的濾液和水洗后的洗液一起在溫度為60℃、真空度為0.1kPa條件下，通過降膜蒸發(fā)濃縮至質(zhì)量濃度為45％；

5)結(jié)晶：在溫度為-20℃、攪拌速度為5r/min的條件下，將濃縮后的濾液進(jìn)行選擇性金屬沉淀結(jié)晶，母液返回與濾液和洗液一起進(jìn)行再次濃縮，第一次結(jié)晶固體用水溶解后，配成質(zhì)量濃度為30％的溶液，再進(jìn)行濃縮和二次結(jié)晶。結(jié)晶產(chǎn)物為硫酸鋅，產(chǎn)物純度為99％，回收率為98％。

實(shí)施例2：

本發(fā)明提供一種從含鎳量為600～800ppm的電鍍污泥中回收鎳的方法，包括如下步驟：

1)浸提：將含鎳污泥加入體積濃度為10％的硫酸中，調(diào)節(jié)混合物料的pH為4，在溫度為70℃及頻率為50KHz的超聲處理下，浸提4h，得到污泥漿料；

2)過濾：加入污泥漿料質(zhì)量的3％的助濾劑硅藻土后，進(jìn)行離心過濾；

3)水洗：在40℃的溫度和超聲輔助下，用濾渣體積2倍的水洗滌濾渣(主要含有鈣鎂硅等固態(tài)物質(zhì))；

4)濃縮：將過濾后的濾液和水洗后的洗液一起在溫度為70℃、真空度為0.5kPa條件下，通過降膜蒸發(fā)濃縮至質(zhì)量濃度為55％；

5)結(jié)晶：在溫度為-10℃、攪拌速度為10r/min的條件下，將濃縮后的濾液進(jìn)行選擇性金屬沉淀結(jié)晶，母液返回與濾液和洗液一起進(jìn)行再次濃縮，第一次結(jié)晶固體用水溶解后，配成質(zhì)量濃度為20％的溶液，再進(jìn)行濃縮和二次結(jié)晶。結(jié)晶產(chǎn)物為硫酸鎳，產(chǎn)物純度為96％，回收率為98％。

實(shí)施例3：

本發(fā)明提供一種從含銅量為200～400ppm的電鍍污泥中回收銅的方法，包括如下步驟：

1)浸提：將含銅污泥加入體積濃度為20％的硫酸中，調(diào)節(jié)混合物料的pH為3，在溫度為40℃及頻率為60KHz的超聲處理下，浸提2h，得到污泥漿料；

2)過濾：加入污泥漿料質(zhì)量的5％的助濾劑硅藻土后，進(jìn)行離心過濾；

3)水洗：在30℃的溫度和超聲輔助下，用濾渣體積3倍的水洗滌濾渣(主要含有鈣鎂硅等固態(tài)物質(zhì))；

4)濃縮：將過濾后的濾液和水洗后的洗液一起在溫度為60℃、真空度為0.9kPa條件下，通過降膜蒸發(fā)濃縮至質(zhì)量濃度為65％；

5)結(jié)晶：在溫度為10℃、攪拌速度為2r/min的條件下，將濃縮后的濾液進(jìn)行選擇性金屬沉淀結(jié)晶，母液返回與濾液和洗液一起進(jìn)行再次濃縮，第一次結(jié)晶固體用水溶解后，配成質(zhì)量濃度為15％的溶液，再進(jìn)行濃縮和二次結(jié)晶。結(jié)晶產(chǎn)物為硫酸銅，產(chǎn)物純度為97％，回收率為98％。

實(shí)施例4：

本發(fā)明提供一種從含鉻量為60～120ppm的電鍍污泥中回收鉻的方法，包括如下步驟：

1)浸提：將含鉻污泥加入體積濃度為30％的硫酸中，調(diào)節(jié)混合物料的pH為5，在溫度為90℃及頻率為25KHz的超聲處理下，浸提6h，得到污泥漿料；

2)過濾：加入污泥漿料質(zhì)量的1％的助濾劑硅藻土后，進(jìn)行離心過濾；

3)水洗：在60℃的溫度和超聲輔助下，用濾渣體積1.5倍的水洗滌濾渣(主要含有鈣鎂硅等固態(tài)物質(zhì))；

4)濃縮：將過濾后的濾液和水洗后的洗液一起在溫度為70℃、真空度為0.6kPa條件下，通過降膜蒸發(fā)濃縮至質(zhì)量濃度為60％；

5)結(jié)晶：在溫度為15℃、攪拌速度為8r/min的條件下，將濃縮后的濾液進(jìn)行選擇性金屬沉淀結(jié)晶，母液返回與濾液和洗液一起進(jìn)行再次濃縮，第一次結(jié)晶固體用水溶解后，配成質(zhì)量濃度為35％的溶液，再進(jìn)行濃縮和二次結(jié)晶。結(jié)晶產(chǎn)物為硫酸銅，產(chǎn)物純度為95％，回收率為98％。

以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者同等替換，但不脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改和局部替換均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。