酸浸电解法回收电镀污泥中铜和镍的工艺研究
一般电镀工业都会产生大量废液，化学沉淀法是处理这种废液最常用的方法，但这种方法有个最大的缺点，就是会产生大量电镀污泥。不同于处理生活污水所产生的城市污泥，电镀污泥主要是各种重金属的氢氧化物或硫化物沉淀，含有多种高浓度的重金属，如Cu、Ni、Zn、Cr等，是一种典型的有毒废弃物，必须对其进行安全处理。本文总结了电镀污泥国内外处理和资源化利用的现状，并根据重金属废水的处理和回收方法，通过对电镀污泥理化性质及酸浸效果的分析，以重金属硫酸盐混合液(模拟电镀污泥酸浸液)为主要研究对象，探索一种合理简单的工艺流程，一方面减少重金属对环境的破坏，另一方面，回收其中主要的铜和镍，减少资源浪费。
本文在分析青岛市某电镀厂产生的实际电镀污泥理化性质的基础上，用硫酸酸化，得出铜和镍在最大浸出率时的浸出条件，结合其他主要金属的浸出浓度，以几种重金属的混合盐溶液(CuSO4、NiSO4、ZnSO4、FeSO4、Cr2(SO4)3)为模拟对象，以电化学和化学沉淀为主要方法，探索一种电解回收铜—铁铬除杂—电解回收镍的工艺流程。电解铜试验中，主要考虑极板材料、电压、pH值对铜回收效果的影响；除杂试验中，对比研究氢氧化物沉淀法和黄铵铁矾法对铁铬去除率的影响，从中选出较为合适的一种方法；镍的回收仍然采用电解法，重点考虑槽电压、原始pH值和硼酸加入量对镍回收效果的影响。
工艺探索试验发现：电解回收铜试验得出的最佳条件为，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％，且能保证电解液不被其他金属污染；比较两种除杂方法后，选择黄铵铁矾法去除剩余溶液中的铁和铬，处理后溶液中铁铬含量分别降至0.19mg/L和6.25mg/L，对后续镍的电解不产生影响。此时，锌和镍的去除率分别为20％和7％，浓度分别为2632mg/L和16950mgL；在电解回收镍的试验中，发现原始pH值越大，镍的去除率也越大，电压越大，越有利于重金属在阴极的还原沉积，随着硼酸加入量的增加，镍的去除率也增加，但镍的回收率不高，为57％。
综合以上研究表明，电镀污泥成分复杂，通过硫酸酸浸基本上能使铜和镍全部浸出，酸浸—电解回收铜—铁铬除杂—电解回收镍的工艺流程对铜的回收效果较好，达到95％，镍的回收率达到57％，且除杂过程中的铁铬渣可被用于制作铁氧体被重新利用，且整个流程污泥大量减少，对于污泥减量和资源再利用有较大意义。因此，该工艺简单有效，为发展一种处理电镀污泥的新工艺提供了理论依据和技术支持。
酸浸电解法;电镀污泥;铜镍回收;资源化利用
中国海洋大学
硕士
环境工程
彭昌盛
2009
中文
X703;X781.1
79
2009-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）