專利名稱：一種不銹鋼酸洗污泥綠色提取鉻和鎳的方法
技術領域：
本發明提供了一種不銹鋼酸洗污泥綠色提取鉻和鎳的方法，屬于冶金及環保領域，特別涉及不銹鋼酸洗污泥中重金屬離子無害化資源化再利用和尾液循環再利用的方法。
背景技術：
不銹鋼生產過程中，為獲得較好的表面質量，冷軋前需經過硫酸、氫氟酸等酸洗表 面處理，從而產生大量含有鉻、鎳、氟等有毒有害物質的酸洗廢液。目前，絕大多數不銹鋼廠均采用石灰中和沉淀法處理酸洗廢液。這種方法使出水達到排放標準，但造成二次污染，即產生大量有毒有害的不銹鋼酸洗污泥。不銹鋼酸洗污泥中含有大量重金屬鉻、鎳等有毒有害物質。回收不銹鋼酸洗污泥中的鉻、鎳重金屬資源不僅從根本上解決重金屬污染問題，而且使鉻、鎳等寶貴金屬資源得到再生利用，在解決污染問題的同時獲得明顯的經濟效益。目前不銹鋼酸洗污泥的處理方法有
防滲填埋法
將不銹鋼酸洗污泥集中填埋于經防滲處理的大坑中，盡管成本低，但沒有解決根本問題，存在巨大的環境污染隱患。鐵氧體處理酸洗污泥法
中國專利(CN 101863516 A)公開了從不銹鋼酸洗廢水污泥回收含鉻鎳鐵氧體的方法，該技術是將不銹鋼酸洗污泥，經打漿、浸酸、堿化等過程制備鐵氧體。但該方法制備鐵氧體工序復雜，制備的鐵氧體性能低且波動性大，市場競爭力差，經濟性較差，不易大規模工業化生產使用。分步回收重金屬離子法
中國專利(CN 101618892 A)公開了不銹鋼酸洗廢水污泥中重金屬的回收和綜合利用方法，該技術采用沉淀法從浸出液中回收鉻，萃取法回收鎳。但該方法需加入大量NaOH、H2O2, Na2CO3等藥劑，且易造成鉻鎳分離不完全，形成二次污染。中國專利(CN 101982433 A)公開了一種不銹鋼酸洗廢水中和無害化和資源化處置的方法，該技術采用沉淀法回收浸出液中的錳，離子交換法分別回收鉻、鎳。但該方法藥劑成本費用高，尾液排放量大，且技術要求高，易造成出水不達標。與現有技術相比，本發明的優點在于(I)綠色提取不銹鋼酸洗污泥中的Cr6+、Cr3+、Ni2+的同時，并將F_和S042_進行無害化固化處理；(2)采用沉淀法回收鉻鎳，工序簡單易于控制，成本低廉；(3)處理后的尾液循環再利用。
發明內容
本發明針對不銹鋼酸洗污泥中重金屬離子(&6+、&3+、附2+)，用H2SO4將其中的重金屬離子浸出，過濾后得到無毒的不銹鋼酸洗污泥和浸出液。向浸出液中加入NaHSO3，將Cr6+還原成Cr3+ ;然后采用NaOH調節浸出液pH值為7. 5 10. O將Cr3+、Ni2+沉淀、過濾、干燥形成Cr (OH) 3和Ni (OH) 2冶金原料；再將石灰加入濾液將F_和S042_以CaF2和CaSO4形式沉淀，經過濾得到NaOH溶液，直接返回用于不銹鋼酸洗污泥浸出液沉淀重金屬離子。本發明的具體步驟如下
(O不銹鋼酸洗污泥重金屬離子解毒用H2SOdf不銹鋼酸洗污泥中的重金屬離子浸出，轉化為浸出液中的Cr6+、Cr3+、Ni2+離子，然后向濾液加入NaHSO3,將Cr6+還原成Cr3+ ；
(2)鉻鎳資源化再利用加入NaOH調節不銹鋼酸洗污泥浸出液pH值，將Cr3+、Ni2+沉淀得到氫氧化物，經過濾、干燥得到Cr (OH) 3和Ni (OH) 2冶金原料；
(3)尾液循環再利用將石灰加入濾液，將F_和S042_沉淀得到CaF2和CaSO4,經過濾后得到NaOH溶液，直接返回步驟(2)進行循環再利用。為確保將不銹鋼酸洗污泥中的所有重金屬離子回收再利用、加入的所有酸根離子無害化固化處理，本發明浸出過程中加入H2SO4的克當量數為Cr6+、Cr3+、Ni2+的克當量數總和的I. Γ2. O倍，浸出溫度室溫 80°C，浸出時間f 5h。加入NaHSO3的克當量數為Cr6+的克當量數的I. Γ1. 5倍，加入NaOH的克當量數為Cr3+、Ni2+的克當量數總和的I. Γ . 5倍，加入石灰的克當量數為F_和S042_克當量數總和的I. Γ1. 5倍。本發明有益效果在于實現了不銹鋼酸洗污泥危險固廢解毒、重金屬離子資源化再利用、以及尾液循環再利用，具有顯著的經濟、環境和社會效益。本發明可廣泛應用于冶金、電鍍、化工等領域。
圖I為本發明方法的整體步驟流程圖。圖2為不銹鋼酸洗污泥解毒圖。圖3為重金屬離子資源化再利用和尾液循環再利用圖。
具體實施例方式實施例I
將不銹鋼酸洗污泥干燥后經ICP檢測其中重金屬含量見表I。表I不銹鋼酸洗污泥總Cr、總Ni含量
金屬_總Cr總N i
含量(％) |3. 18 |l. 27
(O不銹鋼酸洗污泥重金屬離子解毒加入克當量數為Cr6+、Cr3+、Ni2+的克當量數總和的I. I倍的濃硫酸(H2SO4)與不銹鋼酸洗污泥充分混合攪拌，反應溫度為80°C，反應時間為Ih0過濾后，將克當量數為Cr6+的克當量數I. 3倍的NaHSO3加入濾液充分攪拌還原解毒，浸出液中金屬離子濃度及浸出率見表2。表2還原解毒后的浸出液離子濃度及浸出率
ICr3+ |N~
濃度(g/L) 8. 51 3.43浸出率(%) |θ5· 18 |96· 03將處理后的不銹鋼酸洗污泥按照《危險廢棄物鑒別標準一浸出毒性鑒別》(GB5085. 3-2007)制取浸毒液，檢測總Cr、總Ni濃度與國標對比見表3，說明經解毒的不銹鋼酸洗污泥已經達到國標規定的排放標準。表3解毒后的不銹鋼酸洗污泥的重金屬總量與國標對照表
權利要求
1.一種不銹鋼酸洗污泥綠色提取鉻和鎳的方法，具體步驟如下 (O不銹鋼酸洗污泥重金屬離子解毒用H2SOdf不銹鋼酸洗污泥中的重金屬離子浸出，轉化為浸出液中的Cr6+、Cr3+、Ni2+離子，然后向浸出液中加入NaHSO3,將Cr6+還原成Cr3+ ； (2)鉻鎳資源化再利用加入NaOH調節不銹鋼酸洗污泥浸出液pH值，將Cr3+、Ni2+沉淀得到氫氧化物，經過濾、干燥得到冶金原料； (3)尾液循環再利用將石灰加入濾液，將F_和S042_沉淀得到CaF2和CaSO4,經過濾后得到NaOH溶液，直接返回步驟(2)進行循環再利用。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于所述步驟(I)H2SO4的克當量數為Cr6+、Cr3+、Ni2+的克當量數總和的I. Γ2. O倍，浸出溫度室溫 80°C，浸出時間I 5h。
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于所述步驟(I)NaHSO3的克當量數為Cr6+的克當量數的I.廣I. 5倍。
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于所述步驟(2)浸出液pH值調節為7.5 10. O, NaOH的克當量數為Cr3+、Ni2 +的克當量數總和的I. Γ . 5倍。
5.根據權利要求I所述的方法，其特征在于所述步驟(3)石灰的克當量數為F—和S042_克當量數總和的I. Γ1. 5倍。
全文摘要
本發明涉及一種不銹鋼酸洗污泥綠色提取鉻和鎳的方法，屬于冶金及環保領域，特別涉及不銹鋼酸洗污泥中重金屬離子無害化資源化再利用和尾液循環再利用的方法。本方法針對不銹鋼酸洗污泥中重金屬離子(Cr6+、Cr3+、Ni2+)，用H2SO4將其中的重金屬離子浸出，過濾后得到無重金屬離子的無毒酸洗污泥和浸出液。向浸出液中加入NaHSO3，將Cr6+還原成Cr3+；然后采用NaOH調節浸出液pH值為7.5~10.0將Cr3+、Ni2+沉淀、過濾、干燥形成Cr(OH)3和Ni(OH)2冶金原料；再將石灰加入濾液將F-和SO42-以CaF2和CaSO4形式沉淀、過濾，濾液為NaOH溶液，直接返回用于沉淀Cr3+、Ni2+重金屬離子。本發明實現了不銹鋼酸洗污泥危險固廢解毒、重金屬離子資源化再利用、以及尾液循環再利用，具有顯著的經濟、環境和社會效益。
文檔編號C22B34/32GK102690956SQ20121020519
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月18日 優先權日2012年6月18日
發明者劉波, 張深根, 李彬, 潘德安, 田建軍, 鄺春福 申請人:北京科技大學