含重金属污泥的资源化处理方法技术

本发明专利技术公开的含重金属污泥的资源化处理方法，其先用酸液浸出含重金属污泥中的重金属，再用超声波处理酸浸液，固液分离出含硫酸钙的沉淀物和含重金属离子的酸液，浸出的酸液经硫酸亚铁处理并调节ｐＨ值后，加入铁氧化剂氧化后，形成铁氧体。硫酸钙沉淀物经洗涤和干燥后形成石膏。本发明专利技术适合处理各种含重金属离子的污泥，不仅工艺通用性好，工艺条件简单，可操作性强，更可实现规模化生产，是一种以废治废，节能减排、无害化和资源再生利用含重金属污泥的处理技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环境保护
，特别涉及一种。技术背景随着现代工业的发展，含重金属污泥的数量急剧增长。含重金属污泥主要来源于 电镀行业、金属表面处理行业、印刷电路板行业等，这些行业中产生大量的含有铬、镍、铜、 锌、铁等重金属的废水。目前处理这类废水是用石灰进行中和沉淀，但是废水里的重金属转 移到污泥中，成为含大量重金属的污泥废渣。而含重金属的污泥废渣的处理历史比较普遍 的处理方法有两类一类是用水泥固化重金属污泥后再进行填埋；另一类是把重金属污泥 和黏土混合用于黏土砖制造，这两类方法从根本来说是进行污染物质的转移，对环境继续 危害。
技术实现思路
为彻底解决含重金属污泥的再次污染，必须找到一种既经济又能回收利用可再生 资源的一套新方案，将重金属污泥的废渣进行全部分解处理使可再生资源能够被综合、合 理地利用，不在造成二次污染，为此，本专利技术所要解决的技术问题提供了一种含重金属污泥 的资源化的可大规模工业化的处理方法，使重金属污泥分解出多种有用成分的同时，产出 工业石膏和铁氧体的两种有用原料。本专利技术所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现，包括如下步骤1、将含重金属污泥的大块固体粉碎成粒径在5 IOmm的小颗粒；2、在酸解釜中加入重量百分比浓度为30wt% 50wt%硫酸，含重金属污泥与硫 酸的体积比为1 0.3 0.5，然后连续或分批加入步骤1制备的小颗粒含重金属污泥，充 分搅拌30 60分钟，至pH为2. 5 3后反应结束，形成硫酸钙和酸浸液混合液；3、步骤2形成硫酸钙和酸浸液混合液放入超声槽中，在频率为14KHz ^KHz的 超声波进行超声分解，超声分离时间为30 60min，使污泥被充分分解；4、将步骤3超声分解后的混合液进行固液分离，得到粗石膏和酸浸液A ；5、粗石膏用水洗涤两次，每次洗涤时间为20 30min，每次洗涤后都进行固液分 离，得到一次洗涤的淡酸液B、二次洗涤的淡酸液C和两次洗涤后的湿石膏，湿石膏干燥后 得石膏；6、步骤4的酸浸液A和步骤5的淡酸液B、淡酸液C在铁氧体反应釜内混合，加入 铁氧体反应釜内混合溶液中重金属重量的10 20倍重量的硫酸亚铁，混合均勻，并加热液 体至50 60°C ；7、将重量百分比浓度10% 20%液碱加入到铁氧体反应釜内进行反应，在加液 碱过程中，首先加入部分液碱至PH值为7时，然后缓慢滴加剩余的液碱，最终控制pH为9 ；8、向铁氧体反应釜中通入浓度为90% 99%的氧气与铁氧体反应釜内的溶液反应，反应10 20分钟，生成含有铁元素和重金属离子在内的铁氧体结晶体；9、将步骤8形成的铁氧体结晶体进行固液分离，得到铁氧体结晶和微碱性废液， 铁氧体结晶干燥后得到铁氧体，微碱性废液经水处理后达标排放。在本专利技术的优选的实施例中，步骤2中，反应温度控制在50 60°C，在该步骤中， 不仅石膏沉淀完全生成，而且其他重金属氢氧化物也全部分解为溶液里的离子。在本专利技术的优选实施例中，步骤2中的搅拌是将固液混合物从下而上和沿圆周进 行的机械搅拌。本专利技术重金属污泥(或金属表面处理污泥渣)，通常含有Ca(0H)2、Fe(OH)2, Cu (OH) 2、Ni (OH)2, Zn(OH)2, Cr (OH) 3等金属氧化物，在一定浓度且充足的酸液作用下，发生 以下共同反应Fe (OH) 2+H2S04 = Fe2++S042_+2H20Cu (OH) 2+H2S04 = Cu2++S0:+2H20Ni (OH) 2+H2S04 = Ni2++S042-+2H20 Zn (OH) 2+H2S04 = Zn2++S0:+2H202Cr (OH) 2+3H2S04 = 2Cr2++S042+2H20Ca (OH) 2+H2S04 = Ca2++S042-+2H20本专利技术在铁氧体反应中，一般较浓的酸液是从酸解液经过固液分离出来的含高浓 度重金属的酸液，较浓的酸液则是从两次洗涤粗石膏的洗出液，这个石膏洗出液也含有浓 度较低的重金属离子。本专利技术将两种液体按比例配制投入铁氧体釜进行反应，很好地解决 了因含酸性不同和含重金属量不同而需要三次反应的复杂流程，而仅仅在一只铁氧体釜中 一次反应完成。本专利技术在铁氧体反应的最后阶段，通过充入氧气，与液体中的!^2+反应，使得部 分狗2+氧化成狗3+，最终形成具有MeO · Fe2O3的结构(Me =铁、铬、镍、铜、锌等中的一种或 几种)，本专利技术之所以用氧气而不用空气，使因为空气中的78%的氮气通入液体，和溶液里 的铁离子有较高的位阻作用，也因为过量无用气体在液体里鼓泡使得反应釜要有更大的容 积。本专利技术不用双氧水，是因为双氧水产生的单位立方氧气的成本较高且在储存和使用具 有一定的危险性。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本专利技术。实施例1，包括如下步骤1、用机械切碎将含重金属污泥的大块固体，让团块的污泥被切成粒径在5 IOmm 的小颗粒，便于后续处理步骤地硫酸能充分的酸解反应后浸出重金属离子；2、按照含重金属污泥与硫酸体积比为1 0.3的比例，向酸解釜中加入重量百分比浓度为50wt%硫酸，硫酸可以是工业硫酸或者废硫酸，然后将步骤1制备的小颗粒含重 金属污泥连续或分批加入酸解釜中，加料过程中始终用机械同时进行从上而下的搅拌和 同时沿圆周进行的机械搅拌；反应过程中，控制加料速度，使中后期反应温度保持在50 60 0C，并控制pH在2. 5 3之间，充分搅拌30 60分钟，使重金属离子被酸浸出，同时硫 酸与含重金属污泥里的氢氧化钙形成硫酸钙(石膏)沉淀；3、步骤2形成硫酸钙和酸浸液混合液放入超声槽中，在超声槽内四周布置超声 板，在频率为14KHz ISKHz的超声波进行超声分解，超声分离时间为使污泥被充分分解；4、将步骤3超声分解后的混合液进行固液分离，得到粗石膏和酸浸液A ；5、由于粗石膏中仍然含有一部分重金属离子，必须用工艺水洗涤除去该部分重金 属，故将步骤4获得的粗石膏用工艺水洗涤两次以脱去残余的重金属，每次洗涤的工艺水 与粗石膏的体积比为1 1，时间为20 30min，洗涤后进行固液分离，得到一次洗涤的淡 酸液B、二次洗涤的淡酸液C和两次洗涤后的湿石膏，湿石膏干燥后得石膏；6、步骤4的酸浸液A和步骤5的淡酸液B、淡酸液C在铁氧体反应釜内混合，加入 铁氧体反应釜内混合溶液中重金属重量的10倍重量的硫酸亚铁，混合均勻，并加热液体至 50 60 ；7、将重量百分比浓度10% 20%液碱加入到铁氧体反应釜内进行反应，在加液 碱过程中，首先加入部分液碱至PH值为7时，然后缓慢滴加剩余的液碱，最终控制pH为9 ；8、向铁氧体反应釜中通入浓度为90% 99%的氧气与铁氧体反应釜内的溶液反 应，反应10分钟，生成含有铁元素和重金属离子在内的铁氧体结晶体；9、将步骤8形成的铁氧体结晶体进行固液分离，得到铁氧体结晶和微碱性废液， 铁氧体结晶干燥后得到铁氧体，微碱性废液经水处理后达标排放。实施例2，包括如下步骤1、用机械切碎将含重金属污泥的大块固体，让团块的污泥被切成粒径在5 IOmm 的小颗粒，便于后续处理步骤地硫酸能充分的酸解反应后浸出重金属离子；2本文档来自技高网...

【技术保护点】
含重金属污泥的资源化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：１）、将含重金属污泥的大块固体粉碎成粒径在５～１０ｍｍ的小颗粒；２）、在酸解釜中加入重量百分比浓度为３０ｗｔ％～５０ｗｔ％硫酸，含重金属污泥与硫酸的体积比为１∶０．３～０．５，然后连续或分批加入步骤１）制备的小颗粒含重金属污泥，充分搅拌３０～６０分钟，至ｐＨ为２．５～３后反应结束，形成硫酸钙和酸浸液混合液；３）、步骤２）形成硫酸钙和酸浸液混合液放入超声槽中，在频率为１４ＫＨｚ～２８ＫＨｚ的超声波进行超声分解，超声分离时间为３０～６０ｍｉｎ，使污泥被充分分解；４）、将步骤３）超声分解后的混合液进行固液分离，得到粗石膏和酸浸液Ａ；５）、粗石膏用水洗涤两次，每次洗涤时间为２０～３０ｍｉｎ，每次洗涤后都进行固液分离，得到一次洗涤的淡酸液Ｂ、二次洗涤的淡酸液Ｃ和两次洗涤后的湿石膏，湿石膏干燥后得石膏；６）、步骤４）的酸浸液Ａ和步骤５）的淡酸液Ｂ、淡酸液Ｃ在铁氧体反应釜内混合，加入铁氧体反应釜内混合溶液中重金属重量的１０～２０倍重量的硫酸亚铁，混合均匀，并加热液体至５０～６０℃；７）、将重量百分比浓度１０％～２０％液碱加入到铁氧体反应釜内进行反应，在加液碱过程中，首先加入部分液碱至ｐＨ值为７时，然后缓慢滴加剩余的液碱，最终控制ｐＨ为９；８）、向铁氧体反应釜中通入浓度为９０％～９９％的氧气与铁氧体反应釜内的溶液反应，反应１０～２０分钟，生成含有铁元素和重金属离子在内的铁氧体结晶体；９）、将步骤８）形成的铁氧体结晶体进行固液分离，得到铁氧体结晶和微碱性废液，铁氧体结晶干燥后得到铁氧体，微碱性废液经水处理后达标排放。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘正华，谢炜，
申请(专利权)人：上海集惠环保科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]