heavy metals recovery from electroplating sludge by multi-steps of electrodepositing
DESCRIPTION
A combined processes of acid-leaching, electrodepositing and ammonium jarosite precipitating was developed to recover heavy metals from an electroplating sludge. More than 97% of copper, nickel, chromium, and 84% of iron were extracted from the sludge with 10% H2SO4 leaching. More than 99% of copper was recovered from the leaching solution with electrodepositing process. The left solution after copper recovery was then treated with ammonium jarosite precipitating process, about 99.9% of chromium and iron could be deposited as chromium ferrite in this process. Finally, the left solution was treated with electrodepositing process again for nickel recovery, and about 58% of nickel could be recovered in this process under the condition of pH 5.5 and voltage 5.5V.TRANSCRIPT
Scientific Journal of Frontier Chemical Development SJFCD
SJFCD Vol.1 No.1 Dec. 2011 pp.9-20 www.sjfcd.org ©2011 American V-King Scientific Publishing, LTD - 9 -
分步电沉积与选择性沉淀技术回收混合电镀污泥中的
重金属
彭昌盛1*,谷庆宝2,李盼盼1,晋瑞杰1
1. 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室,山东 青岛 266100
2. 中国环境科学研究院,北京 100012
摘 要:研究了一种通过酸浸、黄铵铁矾沉淀和电沉积联合方法回收电镀污泥中铜、镍、铬、铁等重金属的工艺流程。首先
在对实际电镀污泥进行充分理化性质和重金属含量测定的基础上,采用10%硫酸用作浸出剂,浸滤出电镀污泥中>97%的铜、
镍和铬,以及>84%的铁。再通过第一步电沉积过程回收酸浸液的铜,这一过程中对一些操作参数(如槽电压、pH和电极材
料)进行了优化,铜的回收率可以达到99%。铜回收后,经黄铵铁矾沉淀去除铁和铬,几乎99.9%的铁铬渣被沉淀出来。最
后,剩余的溶液通过镍的电沉积对其中的镍进行回收,在pH5.5、电压5.5V的条件下约有58%的镍被回收。
关键词:电镀污泥;重金属回收;酸浸;电沉积;黄铵铁矾沉淀
Heavy Metals Recovery from Electroplating Sludge by Multi-Steps of
Electrodepositing and Precipitating
Changsheng Peng 1*, Qingbao Gu
2, Panpan Li
1, Ruijie Jin
1
1 The Key Lab of Marine Environmental Science and Ecology, Ministry of Education, Ocean University of China, Qingdao, 266100
2 Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing, 100012
Abstract: A combined processes of acid-leaching, electrodepositing and ammonium jarosite precipitating was developed to recover
heavy metals from an electroplating sludge. More than 97% of copper, nickel, chromium, and 84% of iron were extracted from the
sludge with 10% H2SO4 leaching. More than 99% of copper was recovered from the leaching solution with electrodepositing process.
The left solution after copper recovery was then treated with ammonium jarosite precipitating process, about 99.9% of chromium and
iron could be deposited as chromium ferrite in this process. Finally, the left solution was treated with electrodepositing process again
for nickel recovery, and about 58% of nickel could be recovered in this process under the condition of pH 5.5 and voltage 5.5V.
Key words: Electroplating sludge, heavy metal recovery, acid-leaching, electrodepositing, ammonium jarosite precipitating.
引言
电镀行业会产生大量电镀废水,化学沉淀法是最常用的处理这些废水的方法,但这种方法有个最大的缺点,
就是会产生大量电镀污泥[1]。在《国家危险废物名录》中,电镀污泥占据了其中的7大类。未经处理的电镀污泥,
会造成土壤及水体的污染,其中的重金属离子和化合物会直接或间接的危害人的健康。不仅污染环境,而且使大
量重金属流失,得不到利用,我国每年从含铜、镍、锌等多组分混合污泥为主的电镀污泥中流失的各类重金属达
The project was supported by the Ministry of Education Science and technology innovation engineering major cultivation project (708060;)
the Excellent Young Teachers Program of MOE (200804231036); The Special fund Project forScientific Research of Environment Protection Public Welfare Industry (200809095)
教育部科技创新工程重大培育项目(708060);教育部新教师基金项目(200804231036);环保公益性行业科研专项经费项目
(200809095)资助
Scientific Journal of Frontier Chemical Development SJFCD
SJFCD Vol.1 No.1 Dec. 2011 pp.9-20 www.sjfcd.org ©2011 American V-King Scientific Publishing, LTD - 10 -
几千吨以上[2],造成巨大的资源浪费。因此,应采取合理措施回收电镀污泥中的有用重金属,减少对环境的危害。
电镀污泥成分极其复杂,最初基本的处理方法包括堆放,填埋,焚烧,填海和泻湖等,显而易见这些初步处
理极有可能会引起二次污染,后来又发展了一些现代方法对其加以处理,如稳定化/固化、热处理、生物处理、
农用做肥料等,还有一些方法用于回收其中有价值的重金属[3-5]。虽然许多方法从效果、适应性和经济效益上看
有所进步,然而到目前为止,尚无一种比较成熟和经济有效的技术来彻底解决这一问题。
本课题以青岛市某电镀厂产生的电镀污泥为研究对象,以电化学和化学沉淀为主要方法,探索一种酸浸—电
沉积回收铜—铁铬除杂—电沉积回收镍的工艺流程。一方面回收污泥中有价金属,避免资源的浪费,另一方面又
起到保护环境的作用,为探索电镀污泥的资源化提供理论依据和技术支持。
1 试验材料与方法
1.1 电镀污泥
电镀污泥:取自青岛市某电镀厂化学沉淀污泥,含Cu、Ni、Cr、Fe等多种金属。湿污泥外观呈灰青色,内
夹有深蓝色硬质颗粒,如图1(a)所示。初始污泥先进行含水率测定,然后干燥、研磨过2mm筛待用,干燥样品如
图1(b)所示。测pH、电导率、重金属含量分析,剩余污泥以备酸浸试验所用。该污泥含水率为84.3%;pH(水土
比10:1)值为9.3,呈碱性;电导率(水土比10:1)为4250 /s cm 。
图 1 电镀污泥干湿状态之对比 (a) 湿污泥 (b) 干污泥
将烘干的电镀污泥研磨成 200 目的粉末,用 X 射线衍射仪(D8ADVANCE,德国布鲁克)进行矿物相分析,
结果如图 2 所示。同时对电镀污泥进行重金属含量测定:根据 HF-HClO4-HNO3 消解方法,用原子吸收分光光度
计(M6 THERMO,美国热电)进行分析,结果如表 1 所示。
由图 2 可知,原始电镀污泥特征谱线强度很低且分布比较均匀,很难识别出具体的矿物相组成,表明电镀污
泥中各物相的结晶程度比较低,这一现象与 Magalhaes 等的研究结论是一致的[6]。
(a) (b)
Scientific Journal of Frontier Chemical Development SJFCD
SJFCD Vol.1 No.1 Dec. 2011 pp.9-20 www.sjfcd.org ©2011 American V-King Scientific Publishing, LTD - 11 -
20 30 40 50 60 70
2-Theta(°
150
200
250
300
350
400
450
500
Inte
nsity(C
ou
nts
)[cuoh.txt] 10.0000 249.97
图 2 电镀污泥的 XRD 谱图
表 1 电镀污泥主要重金属含量
重金属 Cu Ni Cr Fe
含量(mg/kg) 114133 99967 13820 12730
由表1可以看出,该电镀污泥中相对含量较高的元素主要有Cu、Ni等,其含量分别达到114g/kg和100g/kg。
根据《中国国家危险废物名录》[7]可知,这种污泥属于HW17-含铜、含镍废物。
1.2 试验药剂及仪器
分析纯浓硫酸用于酸浸电镀污泥,优级纯浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸和高氯酸用于消解测定污泥中重金属的含
量,分析纯氢氧化钠和30%氨水用于除杂试验。
pH 计(pHS-3D,上海精密科学仪器厂)、电导率仪(DDS-307,上海精密科学仪器厂)分别用于测定电解
液的 pH 值和电导率;原子吸收分光光度计(M6 THERMO,美国热电)用于测定电镀污泥和电解液中重金属的
浓度。
Scientific Journal of Frontier Chemical Development SJFCD
SJFCD Vol.1 No.1 Dec. 2011 pp.9-20 www.sjfcd.org ©2011 American V-King Scientific Publishing, LTD - 12 -
1.3 回收工艺流程
试验流程如图3所示。
图 3 电镀污泥重金属回收工艺流程
2 结果与讨论
2.1 电镀污泥浸出
根据式(1)和式(2)
2 2 4( ) 4 2( ) 2aqM OH H SO MSO H O (1)
3 2 4( ) 2 4 3 22 ( ) 3 ( ) 6aqM OH H SO M SO H O (2)
可知所需浓硫酸(98%)量与浸出金属之间的关系:
2( )100 /1.84ml M OHV n 或 ( )3150 /1.84ml M OHV n (3)
其中,n 为金属氢氧化物的物质的量。
根据表1结果,可以得出Cu2+、Ni
2+、Cr3+、Fe
3+这几种金属氢氧化物的n值,代入式(3)即可得出要溶解1kg
污泥中这几种金属所需浓硫酸(98%)的理论量为242ml。
依据上述的理论计算结果,试验研究了硫酸浓度和加入量对污泥酸浸效果的影响。该试验方法如下:将2g 烘
干污泥装入50ml小烧杯,加入一定量一定浓度的硫酸,25℃振荡0.5小时,静置0.5小时,4000rps离心7分钟,将
上清液倒入25ml比色管,剩余残渣依此法洗涤两次,均将上清液倒入比色管,蒸馏水定容。测其重金属浓度,利
用公式(4)计算浸出率,试验结果如图4所示:
0
% 100%C
C
(4)
式中C为浸出液中重金属含量(mg),C0为污泥中的重金属含量(mg)。
电镀污泥理化性
质分析
电解铜
铁铬渣
电解镍
酸 浸
电解回收铜
铁铬除杂
电解回收镍
含水率测定
pH、电导率测定
重金属含量测定
pH 值、电导率分析
电压、电流分析
重金属回收率分析
Scientific Journal of Frontier Chemical Development SJFCD
SJFCD Vol.1 No.1 Dec. 2011 pp.9-20 www.sjfcd.org ©2011 American V-King Scientific Publishing, LTD - 13 -
图4 重金属浸出率随硫酸加入量变化 (a)加入10mL不同浓度的硫酸;(b)加入不同体积10%浓度的硫酸
图4(a)表示加入相同体积不同浓度硫酸时各金属的浸出率变化,可以看出在浓度10%条件下,各金属浸出率
均较大;在浓度较大时(30%)有大量气泡包裹污泥,结成块状,不利于液相硫酸和污泥颗粒接触,浸出率有所
下降;故确定酸浸用硫酸浓度为10%。图4(b)表示加入不同体积浓度为10%硫酸情况下浸出率的变化,由图可知,
在10ml时,Cu、Ni、Cr已大部分浸出,浸出率可达95%以上,Fe的浸出率也在80%以上,此时纯硫酸为0.882ml,
与理论计算相差不大。由此确定最佳浸出条件:每1g污泥加5ml 10%的硫酸酸化,常温振荡0.5h。按此最佳浸出
条件,获得的电镀污泥酸浸液如表2所示。
表2 电镀污泥重金属浸出试验结果
重金属 Cu Ni Cr Fe
浸出率(%) 95.21 96.57 90.88 85.94
浸出液浓度(g/L) 21.734 19.308 2.512 2.188
2.2 电沉积回收铜
本试验为静态试验,400mL有机玻璃槽子为电沉积槽(如图5所示),阳极选用耐腐蚀的钛板,阴极为不锈
钢板,电极间距为3.5cm,加直流电压。连续记录试验过程中的电压和电流值,每隔一段时间(开始时0.5h,试
验后期1h或2h)取1.5mL电解液,测定液样的pH、电导率和重金属的浓度。试验考察了电压、pH、极板材料等对
电沉积回收铜的影响。
0
20
40
60
80
100
120
0 5 10 15 20 25 30
Cu
Ni
Cr
Fe
H2SO4 浓度 (V%)
浸出率
(%
)
(a)
0
20
40
60
80
100
120
5 6 7 8 9 10 11 12
Cu
Ni
Cr
Fe
H2SO4 体积 (mL) 浸出率
(%
)
(b)
Scientific Journal of Frontier Chemical Development SJFCD
SJFCD Vol.1 No.1 Dec. 2011 pp.9-20 www.sjfcd.org ©2011 American V-King Scientific Publishing, LTD - 14 -
1-铁架台 2-电动搅拌器 3-电解槽(混合模型液)4-多孔阳极 5-不锈钢板阴极 6-电源
图5 电解回收铜试验装置(左图为示意图,右图为实物照片)
2.2.1 电压和pH对铜回收的影响
试验考察了五个电压梯度(2.0V、2.2V、2.5V、2.7V、3.0V)和2个pH(2、0.3)条件下铜回收率随电沉积
时间的变化,结果如图6所示。
图6 铜回收率随时间的变化 (a) pH为0.3 (b) pH为2
由图6可以看出,电压越高,在相同时间内,铜的回收率越大,这是因为槽电压增大,相当于增加了阴极电
势,更有利于阴极铜的还原。电压较低时(U=2.0V或U=2.2V),阴极电势达不到铜的分解电压,因此回收率较
低,不到30%和50%,而电压升高至2.5V时,12小时铜回收率达到90%,电压大于2.5V时,12小时铜回收率达到
99%。
对比图4(a)和图4(b)可以看出,低pH值条件下,即使电压较低,铜的回收率也较高,且电解时间不需12小时
也能达到较好的回收效果。因此,较低的pH值有利于铜的回收。
1
+ -
2
3
4 5
6
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 2 4 6 8 10 12
U=2.0V
U=2.2V
U=2.5V
U=2.7V
U=3.0V
电沉积时间 (h)
铜回收率
(%
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 2 4 6 8 10 12
U=2.0V
U=2.2V
U=2.5V
U=2.7V
U=3.0V
电沉积时间 (h)
铜回收率
(%
)
(a) (b)
Scientific Journal of Frontier Chemical Development SJFCD
SJFCD Vol.1 No.1 Dec. 2011 pp.9-20 www.sjfcd.org ©2011 American V-King Scientific Publishing, LTD - 15 -
2.2.2 电极材料的选择
分别以不锈钢和钛涂钌铱板为阳极,选用原始pH值为0.3,槽电压为2.7V,电极间距3.5cm,判断电极材料对
铜回收效果的影响,结果如图7和图8所示。
0
20
40
60
80
100
0 2 4 6 8 10 12电沉积时间(h)
铜回
收率
(%)
不锈钢阳极板
钛涂钌铱阳极板
图7 不同电极材料对铜回收率的影响
由图7可以看出,在相同电压下(2.7V),无论是回收率还是回收速率,钛涂钌铱阳极均高于不锈钢阳极,
说明钛涂钌铱阳极导电性强于不锈钢阳极,且不易被钝化,适于作为阳极使用。
图8 不同电极材料对浸出液其它重金属离子浓度的影响 (a)不锈钢阳极板,(b)钛涂钌铱阳极板
由图8可以看出,镍的含量基本未变,这是由于槽电压未达到镍的实际分解电压,从而不会发生镍的还原沉
积。图8(a)中使用不锈钢阳极时,溶液中铁、铬含量随时间大量增加,这是由于随电解进行,pH迅速下降,
0
2000
4000
6000
8000
0 2 4 6 8 10 12电沉积时间 (h)
金属
离子
浓度
(mg/L)
Ni
Cr
Fe
0
2000
4000
6000
8000
0 2 4 6 8 10 12
电沉积时间 (h)
金属
离子
浓度
(mg/L)
Ni
Cr
Fe
(a) (b)
Scientific Journal of Frontier Chemical Development SJFCD
SJFCD Vol.1 No.1 Dec. 2011 pp.9-20 www.sjfcd.org ©2011 American V-King Scientific Publishing, LTD - 16 -
不锈钢被腐蚀,其中的铁和铬释放出来的缘故;图8(b)中使用钛涂钌铱阳极时,镍、铁、铬、锌含量均不变,
不会对后续工艺产生影响,因此本试验选钛涂钌铱板为阳极。
2.2.3 铜的形态分析
用体式显微镜对沉积在阴极板上的铜进行了形态观察,放大倍数(×64),如图 9 所示。从图中可以看出,pH
值为 2,电压 2.0V 时,阴极沉积的铜量很少,只是随板的纹路有少许沉积,而 pH 值为 0.3 左右时,阴极沉积较
为密实;相同 pH 值不同电压下电解时,随着电压的增大,沉积铜的颗粒明显变大,低电压时,pH 值的影响更
为显著,这与金属电沉积的成核机理有关。相同电压不同 pH 值沉积铜的形态比较可以看出,低 pH 值下电解时
的阴极铜颗粒较大,这与低 pH 值对应较高的电流密度有关,也可以用上述机理加以解释。合适的颗粒使得沉积
的铜易于从阴极剥离,从再利用角度来说,有利于回收。
U=2.0V U=2.5V U=2.7V U=3.0V
图9 不同电压和pH条件下阴极沉积铜形态变化 (a) pH=0.3, (b) pH=2
2.3 铁铬回收
由于各种金属电对的标准电极电势不同,浸出液中的铜离子能够通过电沉积被优先回收。而浸出液中剩余的
几种金属中,铁的标准电极电势比镍正,因此电沉积时铁比镍先析出,铬的电极电势和镍相差不多,对镍的电解
也有不利影响,所以要想回收浸出液中的镍,必须先消除溶液中是铁和铬的干扰。试验比较了两种铁铬的去除方
法——氢氧化物沉淀法和黄铵铁矾沉淀法,从中选出较为合适的一种。
氢氧化物沉淀法在常温下进行,取5份完全相同的等量(50mL)去铜后浸出液放入100mL烧杯中,在常温下
分别将其pH调至3.0、3.2、3.5、3.8、4.0,搅拌沉淀时间为2小时。将反应液分别过滤,用原子吸收分光光度法测
定滤液中金属离子浓度。黄铵铁矾法在高温下进行,取50mL去除铜之后的溶液,以1mol/L的氢氧化钠溶液作为
中和剂,调节溶液的pH为1.6,再加入不同量的氨水,在95℃温度下反应3h,不断搅拌,转速为150r/min。将沉
(a)
(b)
Scientific Journal of Frontier Chemical Development SJFCD
SJFCD Vol.1 No.1 Dec. 2011 pp.9-20 www.sjfcd.org ©2011 American V-King Scientific Publishing, LTD - 17 -
淀离心分离,对滤液进行分析[9]。试验结果如图10所示。
由图 10(a)可以看出,随氢氧化钠量的增加,几种重金属的去除率也逐渐增大,其中铁的去除率最大,1mL
溶液加入 0.11mLNaOH 时,溶液 pH 值为 4,去除率达到 83%,此时铁的浓度为 64.46mg/L;铬、锌和镍的含量
虽然也有减小,但去除率不大,最大分别为 25%、14%和 15%。而由图 10(b)可以看出,黄铵铁矾法对铁和铬的
去除非常有效,每 50mL 溶液加入氨水 1mL 时,两者的去除已达到 99%,对镍的去除率则小于 10%,且沉淀如
土状泥,颗粒较大,易于收集。因此,选择黄铵铁矾法较为合适,每 50mL 溶液选择加入 1mL 氨水较为合适,
铁铬去除率达 99%。
图10 两种方法比较重金属去除率 (a) 氢氧化物沉淀法 (b) 黄铵铁矾法
2.4 电解回收镍
经过电沉积回收铜和化学沉淀回收铁铬后的浸出液,再次进行电沉积处理,以回收溶液中的镍。镍电沉积试
验装置与铜电沉积试验装置相同,区别在于在电解槽的外面套有一个水浴加热锅,用以控制电解液的温度在60℃
左右;试验主要考察了槽电压、pH值和硼酸加入量对镍回收的影响。结果如图11所示。
0
20
40
60
80
100
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
氨水加入量 (mL)
金属
离子
去除
率 (%)
Ni
Cr
Fe
0
20
40
60
80
100
2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0
NaOH 加入量 (mL)
金属
离子
去除
率 (%)
Ni
Cr
Fe
(a) (b)
Scientific Journal of Frontier Chemical Development SJFCD
SJFCD Vol.1 No.1 Dec. 2011 pp.9-20 www.sjfcd.org ©2011 American V-King Scientific Publishing, LTD - 18 -
图11 pH、电压和硼酸加入量对镍回收的影响 (a) pH, (b) 电压, (c) 硼酸加入量
图 11(a)显示了三个 pH 值下(pH=3.64,pH=4.6,和 pH=5.5)镍的电沉积回收效果,400mL 溶液加入 8g 硼
酸,作为缓冲剂。从图中可以看出,镍的变化趋势为,在前 1 个小时内,迅速升高到一个最大值,而后稍有上升
但基本不变,说明镍在阴极的沉积在前 1 个小时内已达到最大,而后随着 pH 值下降,阴极析氢反应严重,导致
镍电解的电流效率降低,由于阴极附近 pH 值增加,Ni2+与 OH
-生成氢氧化镍胶状沉淀,但整体 pH 值处于一个很
低的水平,因此氢氧化物的形成与自溶解交替进行,又因为温度较高,水分有少量蒸发,所以镍的回收率稍有上
升但基本稳定。原始 pH 值越大,镍的回收率也越大,原始 pH 值分别为 3.64、4.65、5.5 时的最大回收率分别为
31%、38%和 42%。
经过几次探索试验,槽电压小于 5V 时,阴极不锈钢板无金属析出,因此本试验主要考察了电压为 5V 和 5.5V
下的电沉积回收镍,溶液原始 pH 为 5.5,400mL 电解液均加 8g 硼酸,作为缓冲剂。图 11(b)显示镍的回收率变
化趋势与不同图 11(a)相似,开始时迅速升高,然后趋于稳定。在阴极电势已达到重金属的析出电势,但电流密
度未达到极限电流的情况下,电压越大,越有利于重金属在阴极的还原沉积。5.5V 时镍的最大回收率为 48%,
比 5V 时高 6%。
硼酸用来作为缓冲剂,使镀镍液的 pH 值维持在一定的范围内。硼酸不仅有 pH 缓冲作用,而且它也可提高
阴极极化,减少在高电流密度下的“烧焦”现象[10]。但硼酸含量不易过高,过高容易结晶析出。本试验研究电压
5.5V、原始溶液 pH 为 5.5 条件下,400mL 电解液分别加入 0g、8g、12g 硼酸电解时对重金属回收率的影响。如
图 11(c)所示,随着硼酸加入量的增加,镍的回收率也增加,这是因为硼酸对 pH 的缓冲作用和对 H+放电的抑制
作用,有利于镍的电沉积,镍的最大回收率可达 57%。
3 结论
(1) 硫酸作为浸出剂的最佳浸出条件为:污泥颗粒细度为 100 目,每 2 克污泥加 10ml、10%硫酸,常温,振
荡 0.5h,此时铜、镍浸出率均较高,达 95%以上。
(2) 电解回收铜的最佳条件为:电极间距 3.5cm,槽电压 2.7V,原始 pH 值为 0.3,钛涂钌铱为阳极,不锈钢
为阴极,电解时间为 8h,该条件下溶液中铜的去除率接近 95%。该条件下阴极沉积铜的颗粒较大,易于剥离回
收利用。
(3) 在电解回收镍的试验中,发现原始 pH 值越大,镍的回收率也越大,原始 pH 值分别为 3.64、4.65、5.5
时的最大回收率分别为 31%、38%和 42%;电压越大,越有利于重金属在阴极的还原沉积,5.5V 时镍的最大回
Scientific Journal of Frontier Chemical Development SJFCD
SJFCD Vol.1 No.1 Dec. 2011 pp.9-20 www.sjfcd.org ©2011 American V-King Scientific Publishing, LTD - 19 -
收率为 48%,比 5V 电解时高 6%;硼酸加入量对回收效果的影响有限。
(4) 该电镀污泥酸浸液中铜、镍的回收方法及工艺流程简单,整个工艺流程的总结如下图所示。整个流程的
pH 调节变化为:酸浸(pH 9.3-0.3),电解回收铜(pH 0.3-0.26),铁铬除杂(pH 0.26-1.6),电解回收镍(pH 5.5-2)。
除硫酸酸化需用少量硫酸外,需用氢氧化钠调节 pH 值的步骤为除杂和电解回收镍,药品用量较少;电解镍过程
中,充分利用前一步热能;且整个流程污泥大量减少,只有在酸浸和黄铵铁矾沉淀后产生少量残渣,且黄铵铁矾
沉淀渣还可重新利用,对于污泥减量和资源再利用有较大意义。
重金属含量(g/kg) Cu Cr Fe Ni
电镀污泥中 114.1 99.9 13.8 12.7
酸浸液中 111.7 97.6 13.4 10.7
浸出率 (%) 97.9 97.7 97.1 84.3
重金属浓度 (mg/L) Cu Cr Fe Ni
铜回收前 21734 3240 2188 19308
铜回收后 37.9 2512 1835 18792
铁铬回收后 - 5.0 0.2 15510
镍回收后 - - - 6493
回收率 (%) 99.9 99.8 99.9 58.1
电镀污泥
酸浸
电沉积回收铜
黄铵铁矾法
回收铁铬
电沉积回收镍
铜
镍
铁氧体
浸出液
Scientific Journal of Frontier Chemical Development SJFCD
SJFCD Vol.1 No.1 Dec. 2011 pp.9-20 www.sjfcd.org ©2011 American V-King Scientific Publishing, LTD - 20 -
参考文献
[1] 彭昌盛, 卢寿慈, 徐玉琴 等.电镀废水处理过程中的二次污染, 电镀与涂饰, 2002, 21(2): 40-43.
[2] 陈昌铭, 吴子俊, 傅宏达 等.印制板行业含铁、铜氢氧化物污泥的综合利用, 电镀与环保, 1995, 15(5): 21-22.
[3] 毛谙章, 陈志传, 张志清 等. 电镀污泥中铜的回收, 化工技术与开发, 2004, 33(2): 45-47.
[4] 彭滨. 电镀污泥中铜和镍的回收, 山东化工, 2006, 35(1): 7-8.
[5] 陈凡植, 陈庆邦, 聂晓军 等. 电镀污泥的综合利用试验研究, 化工进展, 2001, 7: 25-28.
[6] Magalhaes J M, Silva J E, Castro F P. Physical and chemical characterization of metal finishing industrial wastes, Journal of
Environmental Management, 2005, 75(2): 157-166.
[7] 国家环境保护局, 中国国家危险废物名录, 2008.
[8] 钢铁研究总院, 土壤 pH 值的测定电位法, F-HZ-DZ-TR-0026.
[9] Sefton.Process for the precipitation of iron as jarosite[P], USA, 4193970, 1980.
[10] 闫雷. 化学镀镍废液处理方法的研究, [硕士学位论文], 哈尔滨: 东北农业大学, 2002.
【作者简介】
彭昌盛(1972-),男,汉族,博导,博士。
研究方向主要包括:水环境化学、胶体与界面化学、环保净化材料等。
Email:[email protected]。