谈电镀废水污泥的处理和资源化

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区域治理
PRACTICE
作者简介：沈君华，生于1973年，本科，助理工程师，研究方向为含铜污泥综合利用。

谈电镀废水污泥的处理和资源化
韶关鹏瑞环保科技有限公司 沈君华
摘要：含铜电镀污泥是由电镀厂生产排放的电镀废水经过沉淀处理后所产生的，这种污泥是一种含Cu综合重金属污泥，因其对自然环境具有极强的污染性，所以必须经过科学处理后才能排放。

同时，为实现资源的最优利用，可以对污泥中的铜进行回收利用，这需要采用科学合理的处理技术。

在本文研究中，重点分析了电镀含铜污泥中铜的回收工艺，并就其资源化利用进行探讨，希望推动我国工业经济的绿色可持续化发展。

关键词：电镀污泥；铜回收工艺；资源化技术中图分类号：[TU992.3]
文献标识码：A
文章编号：2096-4595（2021）02-0184-0002
电镀厂是工业生产制造行业的重要配套企业，主要负责对工业产品的表面镀层处理，如镀铜、镀锌、镀镍、镀铬等，电镀生产会产生大量的电镀废水，由于产出的废水中含有多种重金属物质，尤其是含铜率较高，所以不能直接进行废物排放。

传统电镀废水处理方法以沉淀为主，但无法彻底分离其中的铜金属并实现再利用。

在环境保护和集约化产业发展的要求下，电镀企业必须加强回收工艺技术优化，提高铜的回收利用和资源化处理，以降低环境污染，提高电镀污泥经济价值。

含铜电镀污泥的铜回收有哪些流程，需用哪些工艺技术，如何实现资源化？这就是本文探讨的主要内容。

一、电镀污泥中铜的回收工艺流程第一步浸出铜。

通过对污泥进行预处理，将污泥中的铜用氨水、硫酸铁或硫酸铁浸出。

氨水的浸出选择性好，但有较大刺激性，要求其浸出设备要完全密封，若在NH3浓度超过18%，此时氨水快速大量挥发，会导致氨水的流失和环境恶化；硫酸的浸出效率较好，但其腐蚀性很强，对反应器的防腐蚀要求更高；硫酸铁可实现更好的浸出效效果，但反应速度较慢，需要更多的溶液。

所以需要根据污泥的实际成分来选用合适的浸出工艺。

[1]第二步分离铜。

利用硫化分离富集等工艺，将浸出液的pH 值设置为2.0-2.5，并置于反应器中进行搅拌，加速浸出液与硫化剂的充分反应，从而将浸出液中的铜分离出来。

第三步提纯铜。

采用萃取提纯等技术，从浸出液中萃取分离铜，经反萃、浓缩等工艺，从而获得硫酸铜结晶。

第四步回收铜。

以金属铜或铜盐的形式对提取得到的结晶铜进行有效回收。

二、电镀污泥铜的主要回收技术（一）化学沉淀回收法化
学
沉
淀
法（C h e m i c a l
precipitation method）是向工业废水中投加某些化学药剂,使之与废水中的某些溶解物质发生化学反应,生成难溶的沉淀物并实现物质回收。

使用氨水对电镀污泥进行处理，可以得到铜氨溶液，而剩下的铜氨液体的pH 值约为8.0-9．0，当加入体积比为1:1的盐酸来调节溶液pH 值时，H+将对铜氨络离子的结构造成破坏，影响其内部稳定性，持续作用下可以释放出NH4+并成碱式氯化铜沉淀，其反应方程式如下：2[Cu(NH3)4]2++Cl 一+5H++3H20=Cu2C1(OH)3，j+8NH4+。

当铜氨溶液的pH 位于5.3～6.4时，其反应
现象更强烈，获得的铜金属回收率可达到96％以上，实验证实当pH 为6.0左右时，采用化学沉淀法回收铜的效果最佳，使用这一工艺时要把握好这一规律，pH 值如果太低容易使得Cu2C1(OH)3出现复溶，而pH 值过高则无法对铜氨络离子稳定的配位键产生破坏作用，所以无论pH 过高还是过低都会影响到污泥中Cu2C1(OH)3的沉淀效果。

化学沉淀回收法的工艺如图1所示。

（二）旋流电积回收法
旋流电积回收技术（Cyclone electrowinning,CE)，作为一种全新的金属提纯和分离技术，是利用金属离子的电位差来实现析出目的，因为溶液中的其他金属离子与被提取金属之间存在电位差，所以电位较正的金属可以在阴极优先析出。

[2]该工艺的最大优点在于，
工艺流程
图1 化学沉淀回收法工艺流程图
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区域治理简单，试剂耗量少、金属物质提取率较高，是目前回收电镀污泥中铜镍等金属的常用技术之一。

具体技术操作为：使用浓硫酸将以水浆化处理之后的电镀污泥浸出；过滤浸出液后即进行旋流电积铜；使用碳酸钙对电积铜后的液体进行中和除铬，然后再进行旋流性电积镍；将电积后的母液返回浸出工序用作原料浆化（见图2）。

（三）溶剂萃取回收法
溶剂萃取法是利用两种不相溶性(或微溶性)溶剂中的可溶性或分配系数之间的差异，将化合物从一种溶剂转移到另一种溶剂，大多数化合物经多次萃取后，都能被提取出来。

将电镀污泥中经硫酸浸出后的金属元素，按铜萃取剂M5640一煤油一H2SO 4体系进行铜萃取，再用P507分离余液中的镍。

电镀污泥经硫酸溶液萃取法处理，铜和镍的回收率可实现90％以上。

[3]
此回收技术简单可行易于操作，
该法对污泥中的金属的选择性很强，可实现资源回收利用的最优化，其技术流程如图3所示。

三、含铜电镀污泥资源化利用（一）铁氧化体法综合利用铁氧化体是根据生产铁氧体的原理开发的一种处理重金属废水的方法，铁氧化体由铁离子、氧离子以及其他金属离子所组成的氧化物,是一种具有铁磁性的半导体。

铁氧化体可处理多种含金属离子的废水(如Cd、Cr、Cu、Ni、Zn）等。

电镀污泥中含有的铁离子较为丰富，可对其进行回收转化利用。

通常在技术作用下可以将其转化为复合铁氧化体。

铁氧化体固化产物性质稳定且磁性较强，可作为磁性产品的原材料，也可以用于制作氧化铁颜料，高纯氧化铁等综合利用产品。

该技术适合于对电镀废水金属的一次性处理，具有设备简单、投资小、操作方便等优点，同时可实现无害化处理与综合利用的双向效益。

[4]
（二）用于工业原材料的制作利用对于规模化的电镀企业而言，因其产生的电镀污泥量巨大且经技术处理后的可用物质众多，所以可以考虑将提取的金属物资二次用于其他工业产品的制作，比如将其用于制造建筑合金材料﹑改性塑料﹑鞣革剂等工业材料，以此降低企业的生产
原材料的采购成本，降低生产消耗，实现
物质的最大化利用。

[5]
（三）湿法冶金回收利用重金属湿法冶金技术可从多种组分的电镀污泥中剥离得到铜、镍、锌等大量有用的重金属物质，可实现较好的资源回收效益。

该工艺处理效果稳定，主要流程包括浸出、置换、净化、硫酸镍的制备及固化。

Pinto Felipe M 等在电镀污泥的处理、再利用、浸出特性等研究中发现，通过运用湿法冶金技术可获得品位大于90%的海绵铜粉，将铜回收率提高到95%以上,但是这种工艺利用置换方法进行铜元素回收，由于其置换效率相对较低且投入的成本较高，而且不能有效回收铬等金属物质，所以仍然具有一定的局限性。

[6]
四、结语
含铜电镀污泥是电镀生产中产生的含多种金属物质的混合物，其中铜的含量较大。

为响应国家发展绿色经济、工业可持续化的要求，电镀厂可结合相关处理金属对金属物质进行分离提取并转化为其他资源，以此实现环境与经济效益的最大化。

参考文献
[1]黄卫东,张焕然.电镀污泥资源化利用技术及处置工艺现状[J].世界有色金属,2016(2):32-36.
[2]杨箫.浅析电镀含铜和含镍污泥的资源化回收工艺[J].当代化工研究,2016(10):75-76.
[3]赵晶磊,王岱,杨占昆.电镀污泥的资源化利用技术及实例研究[J].中国资源综合利用,2019,37(3):96-98.
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a l
Management,2020,PP:111706.
图2 旋流电积回收技术工艺流程图
图3 溶液萃取回收法工艺流程图。