也可用其他酸性提取劑(如酸性硫脲)來浸取電鍍污泥中的重金屬。Paula等利用廉價工業鹽酸浸取電鍍污泥中的鉻,浸取時將5mL工業鹽酸(純度為25.8%,質量濃度為1.13g/mL)添加到大約1g預制好的試樣中,然后在150r/min的搖床上震蕩30min,鉻的浸出率高達97.6%。
氨浸法提取金屬的技術雖然有一定的歷史,但與酸浸法相比,采用氨浸法處理電鍍污泥的研究報道相對較少,且以國內研究報道居多。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、可回收使用等優點。采用氨絡合分組浸出-蒸氨-水解渣硫酸浸出-溶劑萃取-金屬鹽結晶回收工藝,可從電鍍污泥中回收絕大部分有價金屬,銅、鋅、鎳、鉻、鐵的總回收率分別大于93%,91%,88%,98%,99%。針對適于從氨浸液體系中分離銅的萃取劑難以選擇的問題,祝萬鵬等開發了一種名為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99%。王浩東等[26]對氨浸法回收電鍍污泥中鎳的研究表明,含鎳污泥經氧化焙燒后得焙砂,用NH3質量分數7%、CO2質量分數5%~7%的氨水對焙砂進行充氧攪拌浸出,得到含Ni(NH3)4CO3的溶液,然后對此溶液進行蒸發處理,使Ni(NH3)4CO3轉化為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,有價金屬的總回收率及同其他雜質分離的難易程度,主要受浸取過程中有價金屬的浸出率和浸取液對有價金屬和雜質的選擇性控制。酸浸法的主要特點是對銅、鋅、鎳等有價金屬的浸取效果較好,但對雜質的選擇性較低,特別是對鉻、鐵等雜質的選擇性較差;而氨浸法則對鉻、鐵等雜質具有較高的選擇性,但對銅、鋅、鎳等的浸出率較低。
3.2 生物浸取法
生物浸取法的主要原理是,利用化能自養型嗜酸性硫桿菌的生物產酸作用,將難溶性的重金屬從固相溶出而進入液相成為可溶性的金屬離子,再采用適當的方法從浸取液中加以回收,作用機理比較復雜,包括微生物的生長代謝、吸附,以及轉化等。就目前能收集到的文獻來看,利用生物浸取法來處理電鍍污泥的研究報道還比較少,原因是電鍍污泥中高含量的重金屬對微生物的毒害作用大大限制了該技術在這一領域的應用。因此,如何降低電鍍污泥中高含量的重金屬對微生物的毒害作用,以及如何培養出適應性強、治廢效率高的菌種,仍然是生物浸取法所面臨的一大難題[30],但也是解決該技術在該領域應用的關鍵。
3.3 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,輔料有鐵礦石、銅礦石、石灰石等。熔煉以銅為主的污泥時,爐溫在1300℃以上,熔出的銅稱為冰銅;熔煉以鎳為主的污泥時,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處理污泥中的雜質,然后用酸、水等介質提取焙燒產物中的有價金屬。用黃鐵礦廢料作酸化原料,將其與電鍍污泥混合后進行焙燒,然后在室溫下用去離子水對焙燒產物進行浸取分離,鋅、鎳、銅的回收率分別為60%,43%,50%。
4、電鍍污泥的材料化技術
電鍍污泥的材料化技術是指利用電鍍污泥為原料或輔料生產建筑材料或其他材料的過程。Ract開展了以電鍍污泥部分取代水泥原料生產水泥的實驗,認為即使是含鉻電鍍污泥在原料中的加入量高達2%(干基質量分數)的情況下,水泥燒結過程也能正常進行,而且燒結產物中鉻的殘留率高達99.9%。Magalh es等分析了影響電鍍污泥與黏土混合物燒制陶瓷的因素,認為電鍍污泥的物化性質、預制電鍍污泥與黏土混合物時的攪拌時間,是決定陶瓷質量優劣的主導因素,如原始電鍍污泥中重金屬的種類(如鋁、鋅、鎳等)和含量明顯地決定著電鍍污泥及其與黏土混合物的淋濾特性,而預制電鍍污泥與黏土混合物時,劇烈或長時間的攪拌作用則有利于混合物的均勻化和燒結反應的進行。此外,將電鍍污泥與海灘淤泥混合可燒制出達標的陶粒。
5、結語
電鍍污泥的處理一直是國內外的研究重點,雖然有關人員在該領域已經開展了很多研究并取得了一定成果,但仍存在許多急需解決的問題,如傳統的以水泥為主的固化技術、以回收有價金屬為目的的浸取法存在對環境二次污染的風險等,要解決這些問題必須采取新的研究途徑。近年來,利用熱化學處理技術實現對電鍍污泥的預處理或安全處置為未來電鍍污泥的處理提供了更廣闊的發展空間和前景。新近的研究顯示,熱化學處理技術在電鍍污泥的減量化、資源化及無害化方面都有明顯的優勢,因此,必將成為未來電鍍污泥處理領域的一個重要研究方向。
然而,由于熱化學處理技術在電鍍污泥處理方面的應用與研究還比較少,許多問題還需進一步探索,如對熱化學處理電鍍污泥過程中重金屬的遷移特性、重金屬在灰渣中的殘留特性、熱化學處理過程中重金屬的析出特性及蒸發特性等都需要深入研究。
免責聲明: 本文僅代表作者個人觀點,與 綠色節能環保網 無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本站證實, 對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅 作參考,并請自行核實相關內容。