1、酸浸法和氨浸法
酸浸法是固體廢物浸出法中應(yīng)用最廣泛的一種方法,具體采用何種酸進(jìn)行浸取需根據(jù)固體廢物的性質(zhì)而定。對(duì)電鍍、鑄造、冶煉等工業(yè)廢物的處理而言,硫酸是一種最有效的浸取試劑,因其具有價(jià)格便宜、揮發(fā)性小、不易分解等特點(diǎn)而被廣泛使用[18]。Silva等以磷酸二異辛酯為萃取劑,對(duì)電鍍污泥進(jìn)行了硫酸浸取回收鎳、鋅的研究實(shí)驗(yàn)。Vegli惏等的研究顯示,硫酸對(duì)銅、鎳的浸出率可達(dá)95%～100%,而在電解法回收過程中,二者的回收率也高達(dá)94%～99%。
也可用其他酸性提取劑(如酸性硫脲)來(lái)浸取電鍍污泥中的重金屬。Paula等利用廉價(jià)工業(yè)鹽酸浸取電鍍污泥中的鉻,浸取時(shí)將5mL工業(yè)鹽酸(純度為25.8%,質(zhì)量濃度為1.13g/mL)添加到大約1g預(yù)制好的試樣中,然后在150r/min的搖床上震蕩30min,鉻的浸出率高達(dá)97.6%。
氨浸法提取金屬的技術(shù)雖然有一定的歷史,但與酸浸法相比,采用氨浸法處理電鍍污泥的研究報(bào)道相對(duì)較少,且以國(guó)內(nèi)研究報(bào)道居多。氨浸法一般采用氨水溶液作浸取劑,原因是氨水具有堿度適中、使用方便、可回收使用等優(yōu)點(diǎn)。采用氨絡(luò)合分組浸出-蒸氨-水解渣硫酸浸出-溶劑萃取-金屬鹽結(jié)晶回收工藝,可從電鍍污泥中回收絕大部分有價(jià)金屬,銅、鋅、鎳、鉻、鐵的總回收率分別大于93%,91%,88%,98%,99%[24]。針對(duì)適于從氨浸液體系中分離銅的萃取劑難以選擇的問題,祝萬(wàn)鵬等開發(fā)了一種名為N510的萃取劑,該萃取劑在煤油-H2SO4體系中能有效地回收電鍍污泥氨浸液中的Cu2+,回收率高達(dá)99%。王浩東等對(duì)氨浸法回收電鍍污泥中鎳的研究表明,含鎳污泥經(jīng)氧化焙燒后得焙砂,用NH3質(zhì)量分?jǐn)?shù)7%、CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%～7%的氨水對(duì)焙砂進(jìn)行充氧攪拌浸出,得到含Ni(NH3)4CO3的溶液,然后對(duì)此溶液進(jìn)行蒸發(fā)處理,使Ni(NH3)4CO3轉(zhuǎn)化為NiCO3·3Ni(OH)2,再于800℃鍛燒即可得商品氧化鎳粉。
酸浸或氨浸處理電鍍污泥時(shí),有價(jià)金屬的總回收率及同其他雜質(zhì)分離的難易程度,主要受浸取過程中有價(jià)金屬的浸出率和浸取液對(duì)有價(jià)金屬和雜質(zhì)的選擇性控制。酸浸法的主要特點(diǎn)是對(duì)銅、鋅、鎳等有價(jià)金屬的浸取效果較好,但對(duì)雜質(zhì)的選擇性較低,特別是對(duì)鉻、鐵等雜質(zhì)的選擇性較差;而氨浸法則對(duì)鉻、鐵等雜質(zhì)具有較高的選擇性,但對(duì)銅、鋅、鎳等的浸出率較低。
2、生物浸取法
生物浸取法的主要原理是,利用化能自養(yǎng)型嗜酸性硫桿菌的生物產(chǎn)酸作用,將難溶性的重金屬?gòu)墓滔嗳艹龆M(jìn)入液相成為可溶性的金屬離子,再采用適當(dāng)?shù)姆椒◤慕∫褐屑右曰厥?作用機(jī)理比較復(fù)雜,包括微生物的生長(zhǎng)代謝、吸附,以及轉(zhuǎn)化等。就目前能收集到的文獻(xiàn)來(lái)看,利用生物浸取法來(lái)處理電鍍污泥的研究報(bào)道還比較少[28],原因是電鍍污泥中高含量的重金屬對(duì)微生物的毒害作用大大限制了該技術(shù)在這一領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,如何降低電鍍污泥中高含量的重金屬對(duì)微生物的毒害作用,以及如何培養(yǎng)出適應(yīng)性強(qiáng)、治廢效率高的菌種,仍然是生物浸取法所面臨的一大難題,但也是解決該技術(shù)在該領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵。
3、熔煉法和焙燒浸取法
熔煉法處理電鍍污泥主要以回收其中的銅、鎳為目的。熔煉法以煤炭、焦炭為燃料和還原物質(zhì),輔料有鐵礦石、銅礦石、石灰石等。熔煉以銅為主的污泥時(shí),爐溫在1300℃以上,熔出的銅稱為冰銅;熔煉以鎳為主的污泥時(shí),爐溫在1455℃以上,熔出的鎳稱為粗鎳。冰銅和粗鎳可直接用電解法進(jìn)行分離回收。爐渣一般作建材原料。
焙燒浸取法的原理是先利用高溫焙燒預(yù)處理污泥中的雜質(zhì),然后用酸、水等介質(zhì)提取焙燒產(chǎn)物中的有價(jià)金屬。用黃鐵礦廢料作酸化原料,將其與電鍍污泥混合后進(jìn)行焙燒,然后在室溫下用去離子水對(duì)焙燒產(chǎn)物進(jìn)行浸取分離,鋅、鎳、銅的回收率分別為60%,43%,50%。
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