冶金污泥中铜锌镉铅的氨水和碳酸铵选择性浸出分离
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中 图分 类 号 ： ＴＦ ８ １ 文 献标 识 码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ — ２ ８ ６ ９ ． ２ ０ １ ４ ． Ｏ ２ ． ｏ ｏ １
０ 引 言
随着 社会 的 发 展 ， 人 们 对 生 存 环 境 的 关 注 度 和要 求越 来越 高 ， 伴 随着 工业 的发 展 ， 工 业 垃圾 作
为科 技进 步 副产物 的污染 影 响 一直 为 广 大 群众 所
重 金属 ， 最常 用 的方 法 有酸 浸 法 和氨 浸两 种 ］ ． 酸
浸 法很 普 遍 ， 也是 最 早 被普 及 的． 石玉 磬 等 对 电
镀 污 泥进行 了盐 酸浸 出 回收重 金 属并 取 得 了较高
的 回收 率 ． 齐 亚凤 等 以硝 酸 为 浸 出 剂使 污 泥 中 的Ｃ ｕ 、 Ｃ ｄ 、 Ｐ ｂ 、Ｚ ｎ浸 出率 均 达 到 了 ９ ０ 以上． 但 酸浸法 在 浸 出重 金属 的同 时还 会 浸 出其 它 杂质 离
传 统 的处理 冶金 污 泥 的方 法 主要 有 固定 化处
优点 是 选 择 性 高 ， 工 艺流程 短 ， 所 得 浸 出 液 杂 质
理法、 填 海法 、 生 物处 理 法 、 资 源化 处 理 法 、 制 砖堆
肥 法 等 ］ ， 其 中应 用 最 广 泛 的是 固定 化 处 理 技 术
出最 佳 的金 属 浸 出 工艺 条 件 ： 复 配 体 系 中铵 盐 选 择 为 碳 酸 铵 ， 浓度为 ０ ． ５ ｏ ｔ ｏ ｌ ／ Ｌ， 缓 冲剂 氨水 浓 度 为 ３ ｍｏ ｌ ／ Ｌ ， 反
应 温 度为 ５ Ｏ℃ ， 浸出反应 时 间时间为 １ ２ ０ ａｉ ｒ ｎ ． 在此 条件 下， 铜、 锌 和镉 的浸 出率分别 为 ９ １ ． ５ １ 、 ８ ５ ． １ ３ 和 ８ ９ ． ５ １ ％， 而 铅 的浸 出率 则低 于 ６ ． ０ ０ ， 本 工艺 可 以实 现铜 、 锌 和 镉 的 回 收 同时 可 以实 现对 铅 元 素 的 基本 分 离 ． 关键词 ： 冶金污泥 ； 氨浸 ； 重金属 ； 复 配法 ； 浸 出率
摘 要 ： 为 了将 冶 金 污 泥 中 的有 价 金 属 资 源 化 并 合 理 回 收 与 利 用 ， 用 采 用 氨 水 和 铵 盐 复 配 对 冶 金 污 泥 中 的铜 、 锌、 镉 和 铅进 行 选 择 性 浸 出 ， 并 且通 过 单 因素 条件 试 验 分 别 考察 铵 盐 种 类 、 氨 水 和铵 盐 复 配 体 系作 为 浸 出剂 中 氨 水 和 铵盐 各 自的 浓 度 、 浸 出反 应 的温 度 和浸 出反 应 时 间 等 因 素 对 铜 、 锌、 镉 和 铅 浸 出率 的影 响 ， 从 而 通 过 对 比得
地 下水 的 污 染 ， 破 坏 生 态 环 境 并 危 害 人 类 的 健
康 ．
等ｌ ９ 用 氨浸 法 回 收 污泥 中 的镍 ． 刘 晓丹 等 ［ １ ｏ ３ 用氯 化铵 和氨水 的摩 尔 比 为 ０ ． ４ ５的条 件 下 对 氧化 锌
矿进 行浸 出 并 进行 了 浸 出动 力 学 研 究 ． 氨 浸 法 的
少， 且 环境 污染 小 ， 但存 在 重 金属 浸 出率不 高 的缺
点， 本 研究 旨在 通过 氨水 与铵 盐 的复 配来 提高重金 属的回收率 ， 并得出最佳 的浸 出工艺条件．
１ 实 验 部 分
１ ． １ 原 料
抗 压强 度 、 淋滤特 性 ， 发 现 了粉 煤 灰 的加 入 可 以使 镉 的浸 出率 降 低． 但 是 固 化 技 术 的 缺 点 是 只 能将 废 弃物 的毒 性 密 封 住 ， 仍 需 要 浪 费 空 问 去 堆 积 废
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
担忧 ． 如 何处 理工 业废 弃 物 ， 已成 为很 多 科 研人 员
的共 同课 题 ， 其 中冶 金 污 泥 就 是 一 种 典 型 的废 弃 物， 金属 加工 、 电子加 工 、 电镀 工业 、 印刷 纺 织 造 纸
等 行 业 产 生 的 废 渣 是 冶 金 污 泥 的 主要 来 源ｌ ＿ １ ］ ． 由 于人们 的环 保意识 的缺 乏 和对 冶 金 污泥 简 单 的掩 埋， 会使 其 中的重 金属 渗 漏 到 环境 中 ， 造 成 土壤 和
子， 造 成后续 的分离 回收 困难 ， 需 进行 一 系列净 化 除杂 ， 工艺 流程 长 ， 操作复杂 ， 成 本 高． 而相 比较 氨 浸法 也很 普遍 ， 所 谓 的氨 浸 法 就 是 利 用 铵 盐 或 者 氨水 铵盐 的 复 配体 系 对 金 属 进 行 浸 出 ， 如 王浩 东
冶金污泥中铜锌镉铅的氨水和碳酸铵选择性浸 出分离
池 汝 安 ， 石 玉 磬 ， 余 军 霞 ， 徐志 高 ， 陈 志 伟
［ １ ． 武 汉工程 大学化 工与 制 药学 院， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４ ；
２ ． 绿 色化 工过 程教 育部 重 点 实验 室 （ 武汉 工程 大 学） ， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４ １
第３ ６卷 第 ２期
２ ０ １ ４年 ２月
武
汉
工
程
大
学
学
报
Ｖｏ１ ．３ ６ Ｎｏ． ２
Ｊ ． Ｗｕ ｈ ａ ｎ ］ ｎ ｓ ｔ ．
Ｔｅ ｃ ｈ ．
Ｆｅ ｂ． ２Ｏ１ ４
文章 编号 ： １ ６ ７ ４—２ ８ ６ ９ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２—０ ０ ０ １—０ ５
和 资源化 处 理 技 术． 固 化 处 理 技 术 利 用 惰 性 的 固 化 剂将 重金 属 密封 住 ， 这 方 面 的研 究 比较 成 熟 例 如 Ａｓ ａ ｖ ａ ｐ ｉ ｓ ｉ ｔ 等 研 究 了 水 泥 、 水 泥 和 粉 煤 灰 固 化 系统对 电镀污 泥 的 固化 作用 ，分 析 了固 化 体 的
０ 引 言
随着 社会 的 发 展 ， 人 们 对 生 存 环 境 的 关 注 度 和要 求越 来越 高 ， 伴 随着 工业 的发 展 ， 工 业 垃圾 作
为科 技进 步 副产物 的污染 影 响 一直 为 广 大 群众 所
重 金属 ， 最常 用 的方 法 有酸 浸 法 和氨 浸两 种 ］ ． 酸
浸 法很 普 遍 ， 也是 最 早 被普 及 的． 石玉 磬 等 对 电
镀 污 泥进行 了盐 酸浸 出 回收重 金 属并 取 得 了较高
的 回收 率 ． 齐 亚凤 等 以硝 酸 为 浸 出 剂使 污 泥 中 的Ｃ ｕ 、 Ｃ ｄ 、 Ｐ ｂ 、Ｚ ｎ浸 出率 均 达 到 了 ９ ０ 以上． 但 酸浸法 在 浸 出重 金属 的同 时还 会 浸 出其 它 杂质 离
传 统 的处理 冶金 污 泥 的方 法 主要 有 固定 化处
优点 是 选 择 性 高 ， 工 艺流程 短 ， 所 得 浸 出 液 杂 质
理法、 填 海法 、 生 物处 理 法 、 资 源化 处 理 法 、 制 砖堆
肥 法 等 ］ ， 其 中应 用 最 广 泛 的是 固定 化 处 理 技 术
出最 佳 的金 属 浸 出 工艺 条 件 ： 复 配 体 系 中铵 盐 选 择 为 碳 酸 铵 ， 浓度为 ０ ． ５ ｏ ｔ ｏ ｌ ／ Ｌ， 缓 冲剂 氨水 浓 度 为 ３ ｍｏ ｌ ／ Ｌ ， 反
应 温 度为 ５ Ｏ℃ ， 浸出反应 时 间时间为 １ ２ ０ ａｉ ｒ ｎ ． 在此 条件 下， 铜、 锌 和镉 的浸 出率分别 为 ９ １ ． ５ １ 、 ８ ５ ． １ ３ 和 ８ ９ ． ５ １ ％， 而 铅 的浸 出率 则低 于 ６ ． ０ ０ ， 本 工艺 可 以实 现铜 、 锌 和 镉 的 回 收 同时 可 以实 现对 铅 元 素 的 基本 分 离 ． 关键词 ： 冶金污泥 ； 氨浸 ； 重金属 ； 复 配法 ； 浸 出率
摘 要 ： 为 了将 冶 金 污 泥 中 的有 价 金 属 资 源 化 并 合 理 回 收 与 利 用 ， 用 采 用 氨 水 和 铵 盐 复 配 对 冶 金 污 泥 中 的铜 、 锌、 镉 和 铅进 行 选 择 性 浸 出 ， 并 且通 过 单 因素 条件 试 验 分 别 考察 铵 盐 种 类 、 氨 水 和铵 盐 复 配 体 系作 为 浸 出剂 中 氨 水 和 铵盐 各 自的 浓 度 、 浸 出反 应 的温 度 和浸 出反 应 时 间 等 因 素 对 铜 、 锌、 镉 和 铅 浸 出率 的影 响 ， 从 而 通 过 对 比得
地 下水 的 污 染 ， 破 坏 生 态 环 境 并 危 害 人 类 的 健
康 ．
等ｌ ９ 用 氨浸 法 回 收 污泥 中 的镍 ． 刘 晓丹 等 ［ １ ｏ ３ 用氯 化铵 和氨水 的摩 尔 比 为 ０ ． ４ ５的条 件 下 对 氧化 锌
矿进 行浸 出 并 进行 了 浸 出动 力 学 研 究 ． 氨 浸 法 的
少， 且 环境 污染 小 ， 但存 在 重 金属 浸 出率不 高 的缺
点， 本 研究 旨在 通过 氨水 与铵 盐 的复 配来 提高重金 属的回收率 ， 并得出最佳 的浸 出工艺条件．
１ 实 验 部 分
１ ． １ 原 料
抗 压强 度 、 淋滤特 性 ， 发 现 了粉 煤 灰 的加 入 可 以使 镉 的浸 出率 降 低． 但 是 固 化 技 术 的 缺 点 是 只 能将 废 弃物 的毒 性 密 封 住 ， 仍 需 要 浪 费 空 问 去 堆 积 废
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
担忧 ． 如 何处 理工 业废 弃 物 ， 已成 为很 多 科 研人 员
的共 同课 题 ， 其 中冶 金 污 泥 就 是 一 种 典 型 的废 弃 物， 金属 加工 、 电子加 工 、 电镀 工业 、 印刷 纺 织 造 纸
等 行 业 产 生 的 废 渣 是 冶 金 污 泥 的 主要 来 源ｌ ＿ １ ］ ． 由 于人们 的环 保意识 的缺 乏 和对 冶 金 污泥 简 单 的掩 埋， 会使 其 中的重 金属 渗 漏 到 环境 中 ， 造 成 土壤 和
子， 造 成后续 的分离 回收 困难 ， 需 进行 一 系列净 化 除杂 ， 工艺 流程 长 ， 操作复杂 ， 成 本 高． 而相 比较 氨 浸法 也很 普遍 ， 所 谓 的氨 浸 法 就 是 利 用 铵 盐 或 者 氨水 铵盐 的 复 配体 系 对 金 属 进 行 浸 出 ， 如 王浩 东
冶金污泥中铜锌镉铅的氨水和碳酸铵选择性浸 出分离
池 汝 安 ， 石 玉 磬 ， 余 军 霞 ， 徐志 高 ， 陈 志 伟
［ １ ． 武 汉工程 大学化 工与 制 药学 院， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４ ；
２ ． 绿 色化 工过 程教 育部 重 点 实验 室 （ 武汉 工程 大 学） ， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４ １
第３ ６卷 第 ２期
２ ０ １ ４年 ２月
武
汉
工
程
大
学
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报
Ｖｏ１ ．３ ６ Ｎｏ． ２
Ｊ ． Ｗｕ ｈ ａ ｎ ］ ｎ ｓ ｔ ．
Ｔｅ ｃ ｈ ．
Ｆｅ ｂ． ２Ｏ１ ４
文章 编号 ： １ ６ ７ ４—２ ８ ６ ９ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２—０ ０ ０ １—０ ５
和 资源化 处 理 技 术． 固 化 处 理 技 术 利 用 惰 性 的 固 化 剂将 重金 属 密封 住 ， 这 方 面 的研 究 比较 成 熟 例 如 Ａｓ ａ ｖ ａ ｐ ｉ ｓ ｉ ｔ 等 研 究 了 水 泥 、 水 泥 和 粉 煤 灰 固 化 系统对 电镀污 泥 的 固化 作用 ，分 析 了固 化 体 的