一種回收處理含銅污泥技術(shù)

張旭+賴麗芳

摘 要：處理重金屬行業(yè)廢水的過程會產(chǎn)生大量含重金屬污泥，若不合理處置，將造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境問題。本文以某公司回收利用含銅污泥工藝為例，介紹了一種處理重金屬污泥的技術(shù)：即通過“烘干-熔煉-精煉-電解”工藝制得高純的電解銅板，產(chǎn)品含銅率在99.95%以上。

關(guān)鍵詞：重金屬、污泥、銅、處理技術(shù)

1. 前言

為處理電鍍、制造、印染等行業(yè)產(chǎn)生的重金屬廢水，相關(guān)環(huán)保單位或企業(yè)每年均會產(chǎn)生大量含重金屬（如銅、鎳、鋅等）污泥[1，2]，若不合理處置將造成嚴(yán)重資源浪費(fèi)，并引發(fā)復(fù)雜的水、土生態(tài)環(huán)境問題[3]。可見，探討合理處置含重金屬污泥的工藝技術(shù)對回收重金屬污泥中的貴金屬以及預(yù)防其環(huán)境污染有重要意義。因此，本文以回收利用含銅污泥的工藝為例，介紹了一種回收處理重金屬污泥的技術(shù)工藝，即“干燥-熔煉-精煉-電解”。

2.“干燥-熔煉-精煉-電解”技術(shù)工藝

2.1 干燥

印刷電路板業(yè)、電鍍業(yè)、電線以及電纜業(yè)等重金屬工業(yè)產(chǎn)生的廢水中銅離子含量在幾十至幾百毫克/升之間，通常采用化學(xué)沉淀法或化學(xué)混凝法進(jìn)行處理，處理過程中產(chǎn)生的氫氧化物沉淀即為含銅污泥，其含水率一般高達(dá)75%-85%。由于含銅污泥含水率較高，為保證后續(xù)工藝中燃燒爐的溫度、爐料的透氣性以及爐內(nèi)熱能的有效利用，首先將含銅污泥經(jīng)回轉(zhuǎn)窯干燥，使其含水率降至30%-40%。

干燥過程產(chǎn)生的廢氣由布袋除塵器和水浴除塵脫硫塔處理后經(jīng)煙囪高空排放，廢氣中煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度均滿足《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB9078-1996）第二時段二級限值要求。

2.2 熔煉

向干燥后的含銅污泥中添加石灰，并用壓磚機(jī)制磚后送至熔煉爐進(jìn)一步處理。熔煉爐由熔化和硫化兩個分區(qū)組成，二者頂端各設(shè)一個加料口，分別用于熔化區(qū)和硫化區(qū)加料。將制成的含銅污泥磚由熔化區(qū)加料口加入混合爐內(nèi)，同時將由石灰石、石英石和炭精構(gòu)成的混合料由硫化區(qū)加料口加入混合爐內(nèi)，從爐體側(cè)部噴嘴鼓入富氧空氣，使含銅污泥和混合料在激烈攪動的高溫熔池中迅速完成脫水、熔化、造渣、還原及硫化等一系列過程，產(chǎn)出粗銅、冰銅和爐渣。熔煉爐一端設(shè)有電熱區(qū)并配石墨電極，其可對熔體保溫，以便粗銅、冰銅和爐渣更好的沉清分離。根據(jù)富集情況，粗銅、冰銅周期性地從出料口以澆鑄塊形式放出。

熔煉過程產(chǎn)生的廢氣由布袋除塵器和雙堿法脫硫塔處理后經(jīng)煙囪高空排放。廢氣中煙塵，二氧化硫，氮氧化物，鉛及其化合物，砷、鎳及其化合物，鉻、錫、銻、銅、錳及其化合物排放濃度均滿足《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18484-2001）的最高允許排放濃度限值要求。

2.3 精煉

熔煉處理過程產(chǎn)生的澆鑄塊送入回轉(zhuǎn)精煉爐進(jìn)一步精煉得到陽極銅板，此過程產(chǎn)生的銅樣表面較平直、皺紋細(xì)潔、斷面呈玫瑰紅色，亮星分布均勻，銅的品味可達(dá)到99%以上。

產(chǎn)生廢氣經(jīng)布袋除塵器和雙堿法脫硫塔處理后由煙囪高空排放，廢氣中煙塵，二氧化硫，氮氧化物，鉛及其化合物，砷、鎳及其化合物，鉻、錫、銻、銅、錳及其化合物排放濃度均符合《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18484-2001）的最高允許排放濃度限值要求。

2.4 電解

精煉過程獲得的陽極銅板仍含有多種雜質(zhì)（如鋅、鐵、鎳、銀、金等），因此需采用電解法進(jìn)一步精煉。將陽極銅板被裝入陽極洗槽，經(jīng)水清洗后作為陽極，鈦極板做陰極，以硫酸和硫酸銅的混合液做電解液。通電后，銅從陽極溶解成銅離子向陰極移動，到達(dá)陰極后獲得電子在鈦極板上析出，此過程制得的純銅含銅可高達(dá)99.95%以上，其導(dǎo)電性滿足電氣工業(yè)要求。而這一過程中產(chǎn)生的黑銅、殘極被送入回轉(zhuǎn)精煉爐進(jìn)行精煉，使這些廢料轉(zhuǎn)化為純銅。

含銅污泥“干燥-熔煉-精煉-電解”處理技術(shù)（工藝流程見圖1），該工藝已在廣東省某環(huán)保有限公司實(shí)施，并產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。同時，廣東省作為我國經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的強(qiáng)省，對金屬原料有較高的需求量，而目前相關(guān)原料供應(yīng)不足，對金屬廢棄物的合理回收利用以及拓展金屬原料的供應(yīng)來源尤為重要。因此，本文介紹關(guān)于處理重金屬污泥的技術(shù)工藝（干燥-熔煉-精煉-電解）有較大的應(yīng)用和市場空間。

圖1 含銅污泥回收處理工藝流程圖

3. 結(jié)論

本文以含銅污泥為例，介紹了一種處理重金屬污泥的的技術(shù)工藝，即“干燥-熔煉-精煉-電解”法，該法已在廣東省某環(huán)保有限公司成功應(yīng)用，該公司各排氣筒中煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度均符合相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]牛櫻，陳季華.剩余污泥處理技術(shù)進(jìn)展[J].工業(yè)用水與廢水.2000，31（5）：4-6

[2]陳濤，熊先哲.污泥的農(nóng)林處置與利用[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué).2000，26（ 3）： 32-34

[3]電鍍行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)編制組.電鍍行業(yè)主要污染物情況分析.涂料涂裝與電鍍，2006， 4（ 4） ： 42- 46endprint

摘 要：處理重金屬行業(yè)廢水的過程會產(chǎn)生大量含重金屬污泥，若不合理處置，將造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境問題。本文以某公司回收利用含銅污泥工藝為例，介紹了一種處理重金屬污泥的技術(shù)：即通過“烘干-熔煉-精煉-電解”工藝制得高純的電解銅板，產(chǎn)品含銅率在99.95%以上。

關(guān)鍵詞：重金屬、污泥、銅、處理技術(shù)

1. 前言

為處理電鍍、制造、印染等行業(yè)產(chǎn)生的重金屬廢水，相關(guān)環(huán)保單位或企業(yè)每年均會產(chǎn)生大量含重金屬（如銅、鎳、鋅等）污泥[1，2]，若不合理處置將造成嚴(yán)重資源浪費(fèi)，并引發(fā)復(fù)雜的水、土生態(tài)環(huán)境問題[3]?？梢姡接懞侠硖幹煤亟饘傥勰嗟墓に嚰夹g(shù)對回收重金屬污泥中的貴金屬以及預(yù)防其環(huán)境污染有重要意義。因此，本文以回收利用含銅污泥的工藝為例，介紹了一種回收處理重金屬污泥的技術(shù)工藝，即“干燥-熔煉-精煉-電解”。

2.“干燥-熔煉-精煉-電解”技術(shù)工藝

2.1 干燥

印刷電路板業(yè)、電鍍業(yè)、電線以及電纜業(yè)等重金屬工業(yè)產(chǎn)生的廢水中銅離子含量在幾十至幾百毫克/升之間，通常采用化學(xué)沉淀法或化學(xué)混凝法進(jìn)行處理，處理過程中產(chǎn)生的氫氧化物沉淀即為含銅污泥，其含水率一般高達(dá)75%-85%。由于含銅污泥含水率較高，為保證后續(xù)工藝中燃燒爐的溫度、爐料的透氣性以及爐內(nèi)熱能的有效利用，首先將含銅污泥經(jīng)回轉(zhuǎn)窯干燥，使其含水率降至30%-40%。

干燥過程產(chǎn)生的廢氣由布袋除塵器和水浴除塵脫硫塔處理后經(jīng)煙囪高空排放，廢氣中煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度均滿足《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB9078-1996）第二時段二級限值要求。

2.2 熔煉

向干燥后的含銅污泥中添加石灰，并用壓磚機(jī)制磚后送至熔煉爐進(jìn)一步處理。熔煉爐由熔化和硫化兩個分區(qū)組成，二者頂端各設(shè)一個加料口，分別用于熔化區(qū)和硫化區(qū)加料。將制成的含銅污泥磚由熔化區(qū)加料口加入混合爐內(nèi)，同時將由石灰石、石英石和炭精構(gòu)成的混合料由硫化區(qū)加料口加入混合爐內(nèi)，從爐體側(cè)部噴嘴鼓入富氧空氣，使含銅污泥和混合料在激烈攪動的高溫熔池中迅速完成脫水、熔化、造渣、還原及硫化等一系列過程，產(chǎn)出粗銅、冰銅和爐渣。熔煉爐一端設(shè)有電熱區(qū)并配石墨電極，其可對熔體保溫，以便粗銅、冰銅和爐渣更好的沉清分離。根據(jù)富集情況，粗銅、冰銅周期性地從出料口以澆鑄塊形式放出。

熔煉過程產(chǎn)生的廢氣由布袋除塵器和雙堿法脫硫塔處理后經(jīng)煙囪高空排放。廢氣中煙塵，二氧化硫，氮氧化物，鉛及其化合物，砷、鎳及其化合物，鉻、錫、銻、銅、錳及其化合物排放濃度均滿足《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18484-2001）的最高允許排放濃度限值要求。

2.3 精煉

熔煉處理過程產(chǎn)生的澆鑄塊送入回轉(zhuǎn)精煉爐進(jìn)一步精煉得到陽極銅板，此過程產(chǎn)生的銅樣表面較平直、皺紋細(xì)潔、斷面呈玫瑰紅色，亮星分布均勻，銅的品味可達(dá)到99%以上。

產(chǎn)生廢氣經(jīng)布袋除塵器和雙堿法脫硫塔處理后由煙囪高空排放，廢氣中煙塵，二氧化硫，氮氧化物，鉛及其化合物，砷、鎳及其化合物，鉻、錫、銻、銅、錳及其化合物排放濃度均符合《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18484-2001）的最高允許排放濃度限值要求。

2.4 電解

精煉過程獲得的陽極銅板仍含有多種雜質(zhì)（如鋅、鐵、鎳、銀、金等），因此需采用電解法進(jìn)一步精煉。將陽極銅板被裝入陽極洗槽，經(jīng)水清洗后作為陽極，鈦極板做陰極，以硫酸和硫酸銅的混合液做電解液。通電后，銅從陽極溶解成銅離子向陰極移動，到達(dá)陰極后獲得電子在鈦極板上析出，此過程制得的純銅含銅可高達(dá)99.95%以上，其導(dǎo)電性滿足電氣工業(yè)要求。而這一過程中產(chǎn)生的黑銅、殘極被送入回轉(zhuǎn)精煉爐進(jìn)行精煉，使這些廢料轉(zhuǎn)化為純銅。

含銅污泥“干燥-熔煉-精煉-電解”處理技術(shù)（工藝流程見圖1），該工藝已在廣東省某環(huán)保有限公司實(shí)施，并產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。同時，廣東省作為我國經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的強(qiáng)省，對金屬原料有較高的需求量，而目前相關(guān)原料供應(yīng)不足，對金屬廢棄物的合理回收利用以及拓展金屬原料的供應(yīng)來源尤為重要。因此，本文介紹關(guān)于處理重金屬污泥的技術(shù)工藝（干燥-熔煉-精煉-電解）有較大的應(yīng)用和市場空間。

圖1 含銅污泥回收處理工藝流程圖

3. 結(jié)論

本文以含銅污泥為例，介紹了一種處理重金屬污泥的的技術(shù)工藝，即“干燥-熔煉-精煉-電解”法，該法已在廣東省某環(huán)保有限公司成功應(yīng)用，該公司各排氣筒中煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度均符合相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]牛櫻，陳季華.剩余污泥處理技術(shù)進(jìn)展[J].工業(yè)用水與廢水.2000，31（5）：4-6

[2]陳濤，熊先哲.污泥的農(nóng)林處置與利用[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué).2000，26（ 3）： 32-34

[3]電鍍行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)編制組.電鍍行業(yè)主要污染物情況分析.涂料涂裝與電鍍，2006， 4（ 4） ： 42- 46endprint

摘 要：處理重金屬行業(yè)廢水的過程會產(chǎn)生大量含重金屬污泥，若不合理處置，將造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境問題。本文以某公司回收利用含銅污泥工藝為例，介紹了一種處理重金屬污泥的技術(shù)：即通過“烘干-熔煉-精煉-電解”工藝制得高純的電解銅板，產(chǎn)品含銅率在99.95%以上。

關(guān)鍵詞：重金屬、污泥、銅、處理技術(shù)

1. 前言

為處理電鍍、制造、印染等行業(yè)產(chǎn)生的重金屬廢水，相關(guān)環(huán)保單位或企業(yè)每年均會產(chǎn)生大量含重金屬（如銅、鎳、鋅等）污泥[1，2]，若不合理處置將造成嚴(yán)重資源浪費(fèi)，并引發(fā)復(fù)雜的水、土生態(tài)環(huán)境問題[3]?？梢?，探討合理處置含重金屬污泥的工藝技術(shù)對回收重金屬污泥中的貴金屬以及預(yù)防其環(huán)境污染有重要意義。因此，本文以回收利用含銅污泥的工藝為例，介紹了一種回收處理重金屬污泥的技術(shù)工藝，即“干燥-熔煉-精煉-電解”。

2.“干燥-熔煉-精煉-電解”技術(shù)工藝

2.1 干燥

印刷電路板業(yè)、電鍍業(yè)、電線以及電纜業(yè)等重金屬工業(yè)產(chǎn)生的廢水中銅離子含量在幾十至幾百毫克/升之間，通常采用化學(xué)沉淀法或化學(xué)混凝法進(jìn)行處理，處理過程中產(chǎn)生的氫氧化物沉淀即為含銅污泥，其含水率一般高達(dá)75%-85%。由于含銅污泥含水率較高，為保證后續(xù)工藝中燃燒爐的溫度、爐料的透氣性以及爐內(nèi)熱能的有效利用，首先將含銅污泥經(jīng)回轉(zhuǎn)窯干燥，使其含水率降至30%-40%。

干燥過程產(chǎn)生的廢氣由布袋除塵器和水浴除塵脫硫塔處理后經(jīng)煙囪高空排放，廢氣中煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度均滿足《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB9078-1996）第二時段二級限值要求。

2.2 熔煉

向干燥后的含銅污泥中添加石灰，并用壓磚機(jī)制磚后送至熔煉爐進(jìn)一步處理。熔煉爐由熔化和硫化兩個分區(qū)組成，二者頂端各設(shè)一個加料口，分別用于熔化區(qū)和硫化區(qū)加料。將制成的含銅污泥磚由熔化區(qū)加料口加入混合爐內(nèi)，同時將由石灰石、石英石和炭精構(gòu)成的混合料由硫化區(qū)加料口加入混合爐內(nèi)，從爐體側(cè)部噴嘴鼓入富氧空氣，使含銅污泥和混合料在激烈攪動的高溫熔池中迅速完成脫水、熔化、造渣、還原及硫化等一系列過程，產(chǎn)出粗銅、冰銅和爐渣。熔煉爐一端設(shè)有電熱區(qū)并配石墨電極，其可對熔體保溫，以便粗銅、冰銅和爐渣更好的沉清分離。根據(jù)富集情況，粗銅、冰銅周期性地從出料口以澆鑄塊形式放出。

熔煉過程產(chǎn)生的廢氣由布袋除塵器和雙堿法脫硫塔處理后經(jīng)煙囪高空排放。廢氣中煙塵，二氧化硫，氮氧化物，鉛及其化合物，砷、鎳及其化合物，鉻、錫、銻、銅、錳及其化合物排放濃度均滿足《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18484-2001）的最高允許排放濃度限值要求。

2.3 精煉

熔煉處理過程產(chǎn)生的澆鑄塊送入回轉(zhuǎn)精煉爐進(jìn)一步精煉得到陽極銅板，此過程產(chǎn)生的銅樣表面較平直、皺紋細(xì)潔、斷面呈玫瑰紅色，亮星分布均勻，銅的品味可達(dá)到99%以上。

產(chǎn)生廢氣經(jīng)布袋除塵器和雙堿法脫硫塔處理后由煙囪高空排放，廢氣中煙塵，二氧化硫，氮氧化物，鉛及其化合物，砷、鎳及其化合物，鉻、錫、銻、銅、錳及其化合物排放濃度均符合《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18484-2001）的最高允許排放濃度限值要求。

2.4 電解

精煉過程獲得的陽極銅板仍含有多種雜質(zhì)（如鋅、鐵、鎳、銀、金等），因此需采用電解法進(jìn)一步精煉。將陽極銅板被裝入陽極洗槽，經(jīng)水清洗后作為陽極，鈦極板做陰極，以硫酸和硫酸銅的混合液做電解液。通電后，銅從陽極溶解成銅離子向陰極移動，到達(dá)陰極后獲得電子在鈦極板上析出，此過程制得的純銅含銅可高達(dá)99.95%以上，其導(dǎo)電性滿足電氣工業(yè)要求。而這一過程中產(chǎn)生的黑銅、殘極被送入回轉(zhuǎn)精煉爐進(jìn)行精煉，使這些廢料轉(zhuǎn)化為純銅。

含銅污泥“干燥-熔煉-精煉-電解”處理技術(shù)（工藝流程見圖1），該工藝已在廣東省某環(huán)保有限公司實(shí)施，并產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。同時，廣東省作為我國經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的強(qiáng)省，對金屬原料有較高的需求量，而目前相關(guān)原料供應(yīng)不足，對金屬廢棄物的合理回收利用以及拓展金屬原料的供應(yīng)來源尤為重要。因此，本文介紹關(guān)于處理重金屬污泥的技術(shù)工藝（干燥-熔煉-精煉-電解）有較大的應(yīng)用和市場空間。

圖1 含銅污泥回收處理工藝流程圖

3. 結(jié)論

本文以含銅污泥為例，介紹了一種處理重金屬污泥的的技術(shù)工藝，即“干燥-熔煉-精煉-電解”法，該法已在廣東省某環(huán)保有限公司成功應(yīng)用，該公司各排氣筒中煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度均符合相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]牛櫻，陳季華.剩余污泥處理技術(shù)進(jìn)展[J].工業(yè)用水與廢水.2000，31（5）：4-6

[2]陳濤，熊先哲.污泥的農(nóng)林處置與利用[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué).2000，26（ 3）： 32-34

[3]電鍍行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)編制組.電鍍行業(yè)主要污染物情況分析.涂料涂裝與電鍍，2006， 4（ 4） ： 42- 46endprint