一种从电镀污泥中分离回收有价金属的装置及工艺的制作方法

1.本发明涉及危险废物处理及资源再生领域，特别涉及一种从电镀污泥中分离回收有价金属的装置及工艺。


背景技术：

2.我国每年生产工业废弃物达10亿吨，建立综合处理处置厂，节能减排已成为指导人们行为的主要准则，将工业垃圾减量化、资源化、无害化是综合处理的根本任务。电镀污泥是工业废弃物中的一种，由于工艺要求，电镀污泥中通常包含有铜、镍、铬、铁、锌、锡、钴、金、银等有价金属，如果能将其中的有价金属进行分离回收，并进行无害化处置，对实现节能减排和减轻环境压力具有很好的社会效益和可观的经济效益。


技术实现要素：

3.针对背景技术中所存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种从电镀污泥中分离回收有价金属的装置及工艺。
4.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
5.一种从电镀污泥中分离回收有价金属的工艺，包括如下步骤：
6.s1、在一级反应槽中投入废酸水，在搅拌条件下投入电镀污泥，电镀污泥与废酸水的质量比为0.8～1:1，通过酸性溶液将槽内ph值调节至1.5～1.8，并通过实时监测和自动加药使得槽内ph值稳定在上述范围，搅拌反应3～4h后得一级固液混合物料；
7.s2、将一级固液混合物料进行压滤，去除不溶解物质，压滤得到的滤渣经反冲洗水冲洗后回收利用，反冲洗废水则进入污水处理站，压滤得到的滤液进入二级反应槽中；
8.s3、往二级反应槽内投入碱性溶液，将槽内ph值调节至3.5～4.5，并通过实时监测和自动加药使得槽内ph值稳定在上述范围，在曝气环境下反应2～3h后得到二级固液混合物料；
9.s4、将二级固液混合物料进行压滤，得到含铬和含铁的盐副产品，压滤得到的滤液则进入三级反应槽中；
10.s5、往三级反应槽内投入碱性溶液，将槽内ph值调节至5.5～6.0，并通过实时监测和自动加药使得槽内ph值稳定在上述范围，在曝气环境下反应2～3h后得到三级固液混合物料；
11.s6、将三级固液混合物料进行压滤，得到含铜、含金、含银的盐副产品，压滤得到的滤液则进入四级反应槽中；
12.s7、往四级反应槽内投入碱性溶液，将槽内ph值调节至8.0～8.6，并通过实时监测以及自动加药使得槽内ph值稳定在上述范围，在曝气环境下反应2～3h后得到四级固液混合物料；
13.s8、将四级固液混合物料进行压滤，得到含镍、含锌、含锡、含钴的盐副产品，压滤得到的尾水则进入污水处理池中，往污水处理池内加入污水处理剂，经处理后的污水排放
或用于步骤s2中的滤渣反冲洗。
14.优选地，所述步骤s1中的酸性溶液为废酸液和硫酸的混合液体。
15.优选地，所述步骤s5和步骤s7中的碱性溶液为废碱和碳酸钠溶液的混合液体。
16.本发明还公开了一种从电镀污泥中分离回收有价金属的装置，包括控制系统、ph实时监测系统、自动加药系统、电镀污泥上料系统以及依次相连的一级反应槽、二级反应槽、三级反应槽、四级反应槽和污水处理池，所述的电镀污泥上料系统设在所述一级反应槽侧边，所述的ph实时监测系统和自动加药系统分别与所述控制系统相连接。
17.进一步地，所述的ph实时监测系统包括分别安装在一级反应槽、二级反应槽、三级反应槽和四级反应槽内的四个ph计，四个ph计分别与所述控制系统相连接。
18.进一步地，所述的自动加药系统包括废酸池、硫酸池、废碱池、碳酸钠溶液池和污水处理剂池。所述的废酸池、硫酸池分别通过第一加药管道、第二加药管道与所述一级反应槽相连，所述的废碱池、碳酸钠溶液池分别通过第三加药管道、第四加药管道与所述二级反应槽、三级反应槽和四级反应槽相连，所述的污水处理剂池通过第五加药管道与所述污水处理池相连。所述的第一加药管道、第二加药管道、第三加药管道、第四加药管道、第五加药管道上分别安装有阀门，所有阀门均与所述控制系统相连接。
19.进一步地，为了能够更加高效地实现化学反应，所述的一级反应槽、二级反应槽、三级反应槽和四级反应槽内分别设有搅拌装置，所述的搅拌装置包括搅拌电机和搅拌桨，所述的搅拌电机通过支撑板固定在反应槽上方，所述搅拌桨的一端与所述搅拌电机的轴端相连，另一端伸入反应槽内。
20.优选地，所述的搅拌桨包括搅拌轴、支撑框体、若干导料片和若干分散搅拌杆，所述的若干导料片固定在所述搅拌轴底部并沿搅拌轴的周向均匀布设，所述的支撑框体固定在若干导料片外侧，所述分散搅拌杆的一端固定在所述支撑框体上，另一端固定在所述搅拌轴上。
21.优选地，为了更好地将物料进行打散/分散，所述的若干分散搅拌杆由若干根直条状搅拌杆和若干根折弯状搅拌杆组成，所述的直条状搅拌杆和折弯状搅拌杆依次交替排布。
22.优选地，为了能够将反应槽下部的物料翻搅起来，使得物料的化学反应更加充分，进一步缩短搅拌反应的时间，所述导料片的底面与水平面之间呈15～30
°
的夹角。
23.本发明具有如下有益效果：提供一种从电镀污泥中分离回收有价金属的装置及工艺，通过本发明的装置和工艺，能够将电镀污泥中的铜、镍、铬、铁、锌、锡、钴、金、银等有价金属分步回收，从而减少了含有重金属元素废水和废渣的排放；通过实时监测和自动加药的方式使得每个反应槽的ph值稳定在一个范围内，提高分离回收效率；通过设置搅拌装置，能够使得物料的反应更加充分，进一步缩短搅拌反应时间，搅拌装置特殊的结构设计，不仅能够将反应槽内的物料向上翻搅，还能够将物料进行充分打散/分散，搅拌效果佳。
附图说明
24.图1为本发明的装置结构示意图。
25.图2为搅拌桨的立体结构示意图。
26.图3为导料片和水平面的夹角示意图。
27.图4为本发明的工艺流程图。
28.主要组件符号说明：10、污泥上料系统；101、ph计；11、一级反应槽；12、二级反应槽；13、三级反应槽；14、四级反应槽；15、污水处理池；200、阀门；201、第一加药管道； 202、第二加药管道；203、第三加药管道；204、第四加药管道；205、第五加药管道；21、废酸池；22、硫酸池；23、废碱池；24、碳酸钠溶液池；25、污水处理剂池；30、支撑板； 31、搅拌电机；32、搅拌桨；321、搅拌轴；322、支撑框体；323、导料片；324、分散搅拌杆；3241、直条状搅拌杆；3242、折弯状搅拌杆；α：导料片的底面与水平面之间的夹角。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
30.如图1所示，一种从电镀污泥中分离回收有价金属的装置，包括控制系统、ph实时监测系统、自动加药系统、电镀污泥上料系统10以及依次相连的一级反应槽11、二级反应槽 12、三级反应槽13、四级反应槽14和污水处理池15，电镀污泥上料系统10设在一级反应槽11侧边，可以是提升机构或者皮带输送机构等。ph实时监测系统和自动加药系统分别与控制系统(图中未示出)相连接。
31.ph实时监测系统包括分别安装在一级反应槽11、二级反应槽12、三级反应槽13和四级反应槽14内的四个ph计101，四个ph计101分别与控制系统相连接。
32.自动加药系统包括废酸池21、硫酸池22、废碱池23、碳酸钠溶液池24和污水处理剂池25。废酸池21、硫酸池22分别通过第一加药管道201、第二加药管道202与一级反应槽 11相连，废碱池23、碳酸钠溶液池24分别通过第三加药管道203、第四加药管道204与二级反应槽12、三级反应槽13、四级反应槽14相连，污水处理剂池25通过第五加药管道205 与污水处理池15相连。第一加药管道201、第二加药管道202、第三加药管道203、第四加药管道204、第五加药管道205上分别安装有阀门200，所有阀门200均与控制系统相连接。
33.一级反应槽11、二级反应槽12、三级反应槽13和四级反应槽14内分别设有搅拌装置，搅拌装置包括搅拌电机31和搅拌桨32，搅拌电机31通过支撑板30固定在反应槽 (11/12/13/14)上方，搅拌桨32的一端与搅拌电机31的轴端相连，另一端伸入反应槽 (11/12/13/14)内。
34.如图2所示，搅拌桨32包括搅拌轴321、支撑框体322、若干导料片323和若干分散搅拌杆324，若干导料片323固定在搅拌轴321底部并沿搅拌轴321的周向均匀布设，支撑框体322固定在若干导料片323外侧，分散搅拌杆324的一端固定在支撑框体322上，另一端固定在搅拌轴321上。
35.优选地，若干分散搅拌杆324由若干根直条状搅拌杆3241和若干根折弯状搅拌杆3242 组成，直条状搅拌杆3241和折弯状搅拌杆3242依次交替排布。这样设计的目的在于：直条状搅拌杆3241和折弯状搅拌杆3242能够依次交替地将物料进行打散/分散，提高化学反应效率。
36.优选地，如图3所示，导料片323的底面与水平面之间呈15～30
°
的夹角α，夹角的方向与搅拌方向相反。
37.如图4所示，本发明的处理工艺具体包括如下步骤：
38.一种从电镀污泥中分离回收有价金属的工艺，包括如下步骤：
39.第一步、在一级反应槽11中投入14t废酸水，在搅拌条件下投入12t左右的电镀污泥，通过废酸和硫酸将槽内ph值调节至1.5～1.8，并通过实时监测和自动加药使得槽内ph值稳定在上述范围，搅拌反应3～4h后得一级固液混合物料。
40.第二步、将一级固液混合物料通过压滤机进行压滤，去除不溶解物质(砂石、泥浆等)，压滤得到的滤渣经反冲洗水冲洗后回收利用，反冲洗废水则进入污水处理站，压滤得到的滤液进入二级反应槽12中。
41.主要化学方程式：
42.ni(oh)2 h2so4＝niso4 2h2o
43.cu(oh)2 h2so4＝cuso4 2h2o
44.cr(oh)3 3h2so4＝cr2(so4)3 3h2o
45.2fe(oh)3 3h2so4＝fe2(so4)3 6h2o
46.ca(oh)2 h2so4＝caso4 2h2o
47.mg(oh)2 h2so4＝mgso4 2h2o
48.zn(oh)2 h2so4＝znso4 2h2o
49.第三步、往二级反应槽12内投入碱性溶液，将槽内ph值调节至3.5～4.5，并通过实时监测和自动加药使得槽内ph值稳定在上述范围，在曝气环境下(采用空压机)反应2～3h后得到二级固液混合物料。
50.第四步、将二级固液混合物料进行压滤，得到含铬和含铁的盐副产品，可作为生产铬鞣剂原材料，压滤得到的滤液则进入三级反应槽13中。
51.主要化学方程式：
52.cr
3
3oh-＝cr(oh)353.fe
3
3oh-＝fe(oh)354.第五步、往三级反应槽13内投入废碱和碳酸钠的混合溶液，将槽内ph值调节至5.5～ 6.0，并通过实时监测和自动加药使得槽内ph值稳定在上述范围，在曝气环境下(采用空压机)反应2～3h后得到三级固液混合物料。
55.第六步、将三级固液混合物料进行压滤，得到含铜、含金、含银的盐副产品，压滤得到的滤液则进入四级反应槽14中。
56.主要化学方程式：
57.cu
2
co
32-＝cuco358.第七步、往四级反应槽14内投入废碱和碳酸钠的混合溶液，将槽内ph值调节至8.0～ 8.6，并通过实时监测以及自动加药使得槽内ph值稳定在上述范围，在曝气环境下(采用空压机)反应2～3h后得到四级固液混合物料。
59.第八步、将四级固液混合物料进行压滤，得到含镍、含锌、含锡、含钴的盐副产品，压滤得到的尾水则进入污水处理池15中，往污水处理池15内加入污水处理剂，经处理后的污水回用于中和废酸、污泥搅拌以及反冲洗，过剩废水达标排放。
60.主要化学方程式：
61.ni
2
co
32-＝nico362.采用上述装置及工艺，本发明可实现年回收处理9500t电镀污泥，电镀污泥主要成分为 cu(oh)2、cr(oh)3、ni(oh)2、fe(oh)3、zn(oh)2，电镀污泥含水率平均约80％，其中铜含
量约 2.91％，镍含量2.57％，铬含量0.23％，锌含量0.7％。年回收利用废酸3000t，主要成分：含酸 18％，铝离子0.8mg/l，含铜镍总量3％，年回收废碱1200t，主要成分：含碱17％，ss 10mg/l， cod 40mg/l；设计回收利用主产品为碳酸铜4132t(铜含量2.91％，含水率80％)、碳酸镍3995t (镍含量2.57％，含水率80％)，副产品为氢氧化铁、氢氧化铬360t(含水率80-83％)。
63.本项目生产过程产生的废水经污水处理站处理后排放，主要污染物排放量如下表：
[0064][0065]
从表可见，主要污染物排放量为总铜为0.0021t/a(0.007kg/d)、总镍为0.0021t/a (0.007kg/d)、总铬为0.0021t/a(0.007kg/d)、六价铬为0.0006t/a(0.002kg/d)、总锌为0.0045t/a(0.015kg/d)、总铁为0.0045t/a(0.015kg/d)、codcr为0.30t/a(0.996kg/d)，上述排放均符合环保标准。
[0066]
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。