郭云霄

（廣東新大禹環(huán)境科技股份有限公司，廣東 廣州 510663）

0 引言

隨著電子信息行業(yè)的快速發(fā)展，我國印制電路板發(fā)展迅速，但與此同時生產過程中會產生重金屬廢水，為了使廢水達到排放標準，對重金屬廢水進行化學法絮凝沉淀后產生了重金屬污泥[1]。重金屬污泥中含有大量可回收有價金屬資源，若不進行妥善處理，不僅會給環(huán)境帶來巨大危害，還會造成嚴重的資源浪費。目前有價金屬回收方法主要為火法和濕法[2]。其中火法為對重金屬污泥進行燒結，但其產物主要為金屬合金，不易對單一金屬進行回收。并且由于重金屬污泥含水率大，熱值低，因此在燒結過程中能耗大，費用高，且燒結過程污染大，對煙氣排放要求高。濕法主要有酸浸法、氨浸法以及微生物浸出法[3]。其中微生物浸出法由于反應速度慢、效率低，工業(yè)上不常用。氨浸法由于生產過程中氨氣易揮發(fā)，易造成生產事故，且會對生產操作人員身體產生傷害，故對生產環(huán)境的要求極為苛刻。因此在實際生產過程中，主要采用濕法冶金技術處置重金屬污泥，分離回收其中的有價金屬。

1 實驗部分

1.1 重金屬污泥性質

對廣東省某污水處理廠重金屬污泥進行資源化處置研究，將重金屬污泥放入鼓風電烘箱，經過120 ℃過夜干燥后，根據稱重法分析其含水率分別為69.91%，采用X射線熒光分析儀（XRF）對其成分進行分析，主要成分分析結果如表1所示。該重金屬污泥并非取自印制板廢水處理的沉淀泥，重金屬污泥組分有不同。

表1 綜合重金屬污泥組分分析（單位：%）

1.2 技術路線

本文采用“稀酸二次酸浸——黃鐵礬法除鐵——硫化法沉銅——磷酸法沉鉻——萃取回收鎳—萃取回收鋅”的技術路線實現(xiàn)重金屬污泥中鐵、銅、鉻、鎳、鋅金屬資源的分離及資源化回收。技術路線圖如圖1所示。

圖1 重金屬污泥資源化處置技術路線圖

1.3 實驗方法及結果

（1）取重金屬污泥300 g，按固液比（1.1～1.5:1）浸泡于水溶液中，制成含水率60%～75%的重金屬污泥漿。

（2）混合重金屬污泥漿、濃度為1～5 mol/L的硫酸溶液，調節(jié)pH為3～3.5，酸浸30～60 min，經過濾得到酸浸液A和酸浸渣A。

（3）混合步驟（2）中酸浸渣A和濃度為1～5 mol/L的硫酸溶液，調整pH為1.5～2，進行二次酸浸30～60 min，經過濾得到酸浸液B和酸浸渣B；

（4）混合步驟（3）中酸浸液B和質量濃度為20～30%的堿溶液，調整pH為3～3.5，經過濾得到黃鐵礬渣和濾液A；黃鐵礬渣可作為商品銷售；

（5）用自來水洗滌步驟（3）中酸浸渣B，洗滌水返回步驟（1）作為制作重金屬污泥漿用水，洗滌后的廢渣委外處理；

（6）混合步驟（2）中酸浸液A與步驟（4）中濾液A，得到混合液A；按照硫離子與銅離子的摩爾比為(1.5～2):1混合混合液A與質量濃度為10%～20%的硫化鈉進行銅沉淀反應，經過濾得到濾液B和硫化銅，硫化銅可作為商品銷售；

（7）按照磷酸根與鉻離子的摩爾比為(1.5～2):1混合步驟（6）中濾液B與質量濃度為20%～30%的磷酸鹽溶液進行鉻沉淀反應，經過濾得到濾液C和磷酸鉻，磷酸鉻可作為商品銷售；

（8）控制pH為4～6，按照體積比為1:(1～2)混合步驟（7）中濾液C和鎳萃取劑，得到含鎳萃取液和萃余液A；

（9）按照體積比為(20～25):1混合鎳萃取液和濃度為10～12 mol/L的硫酸溶液，反萃得到鎳萃取劑和硫酸鎳溶液；鎳萃取劑返回與步驟（7）中濾液C混合進行循環(huán)萃?。涣蛩徭嚾芤航涬娊?，得到鎳錠可作為商品銷售；

（10）控制pH為2～3，按照體積比為1:(1～2)混合萃余液A和鋅萃取劑，得到含鋅萃取液和萃余液B；

（11）按照體積比為(3～6):1混合鋅萃取液和濃度為4～6 mol/L的硫酸溶液，反萃得到鋅萃取劑和硫酸鋅溶液；鋅萃取劑返回與步驟（8）中萃余液A混合進行循環(huán)萃??；硫酸鋅溶液經電解，得到鋅錠可作為商品銷售；萃余液B返回步驟（1）用于制作重金屬污泥漿用。

重金屬污泥經上述步驟處理后獲得的主要溶液和固體樣品的指標列于表2、表3中。

表2 重金屬污泥處置后主要溶液金屬組分分析（單位：mg/L）

表3 重金屬污泥處置后主要固體金屬組分分析（單位：%）

經過本技術方法處理得到的鎳錠、鋅錠純度高，鎳、鋅含量分別高達99.92%、99.84%，具有較高的產品價值。根據《HJ/T 299-2007固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》對重金屬污泥殘渣進行毒性浸出實驗，結果如表4所示。上述結果表明重金屬污泥經過本技術方法處理之后，殘渣浸出液中金屬元素成分含量均符合HJ/T 299-2007標準要求。

表4 重金屬污泥殘渣浸出液分析（單位：mg/L）

2 實驗結論

采用本技術方法對重金屬污泥進行處理后，銅、鉻、鎳、鋅金屬元素可分別轉化為硫化銅、磷酸鉻、鎳錠和鋅錠產品進行回收。并且最終殘渣浸出液中主要金屬元素成分含量均符合HJ/T 299-2007環(huán)保標準要求。