一种电镀污泥中铬元素选择性提取回收方法及其装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114517261A(43)申请公布日2022.05.20(21)申请号202111477425.8(22)申请日2021.12.06(71)申请人生态环境部华南环境科学研究所地址510535广东省广州市萝岗区瑞和路18号(72)发明人黄凯华胡小英温勇杜建伟王李张政张明杨段振菡贺框任艳玲(74)专利代理机构北京栈桥知识产权代理事务所(普通合伙)11670专利代理师潘卫锋(51)Int.Cl.C22B7/00(2006.01)C22B1/00(2006.01)C22B34/32(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图3页(54)发明名称一种电镀污泥中铬元素选择性提取回收方法及其装置(57)摘要本发明公开了一种电镀污泥中铬元素选择性提取回收方法及装置，方法包括：S1、依次对电镀污泥进行脱水、干燥、焙烧和粉碎处理，得到待浸出污泥颗粒；S2、将待浸出污泥颗粒与硫酸溶液混合后进行加热、超声处理，然后进行过滤；S3、向将步骤S2处理后的浸出液中加入乙醇溶液，并混合均匀，然后进行气化处理，得到气相铬元素；最后将气相铬元素通入七水硫酸亚铁溶液中进行反应，形成三价铬沉淀，对三价铬沉淀进行分离即可；本发明的方法设计合理，电镀污泥中铬元素回收率高，实现了电镀污泥的资源化利用，具有显著的经济效益和环境效益。CN114517261ACN114517261A权利要求书1/2页1.一种电镀污泥中铬元素选择性提取回收方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、电镀污泥预处理：S1‑1、将电镀污泥通入脱水设备中，在1.8～2.5MPa压力下保压脱水处理30～55min后干燥至含水率小于20％，得到干燥污泥；S1‑2、将步骤S1‑1所得干燥污泥置入焙烧炉中，在空气气氛下以300～780℃的温度焙烧处理20～45min，自然冷却后粉碎，并过20‑50目筛，得到待浸出污泥颗粒；S2、酸浸出：S2‑1、配制质量浓度为5～11％的硫酸溶液，然后将所述硫酸溶液与步骤S1‑2所得待浸出污泥颗粒按照体积比5～8:1混合，得到混合物A；S2‑2、将步骤S2‑1所得混合物A加热至30～90℃，然后以22～35kHz的频率、630～880W的功率超声处理20～60min，得到混合物B；最后对混合物B进行过滤处理，得到滤液；S2‑3、将步骤S2‑2所得滤液静置处理45～85min后，抽取上清液，得到浸出液；S3、铬元素富集：S3‑1、向步骤S2‑3所得浸出液中加入其体5～13％的乙醇溶液，并搅拌混合均匀，然后通入气化箱中，在250～480℃温度条件下进行气化处理，得到气相铬元素；S3‑2、将步骤S3‑1所得气相铬元素通入质量浓度为15～23％的七水硫酸亚铁溶液中进行反应30～55min，形成三价铬沉淀，对所述三价铬沉淀进行分离即可。2.根据权利要求1所述的一种电镀污泥中铬元素选择性提取回收方法，其特征在于，步骤S1‑2完成后，将所述待浸出污泥颗粒置入干化机中，在880～1050℃温度条件下干化处理25～45min。3.根据权利要求1所述的一种电镀污泥中铬元素选择性提取回收方法，其特征在于，步骤S3‑2完成后，首先利用离子交换树脂对所述七水硫酸亚铁溶液进行吸附处理，然后利用质量浓度为12～18％的碳酸钠水溶液对离子交换树脂进行解吸，并对解吸液中沉淀进行分离。4.根据权利要求1所述的一种电镀污泥中铬元素选择性提取回收方法，其特征在于，步骤S2‑3完成后，将所述浸出液通入高压反应釜中，控制高压反应釜温度为280～350℃，压力为3～6MPa，持续反应10～25min，高压反应釜出料即得水热浸出液。5.根据权利要求1所述的一种电镀污泥中铬元素选择性提取回收方法，其特征在于，步骤S3‑2完成后，将所述三价铬沉淀在90～120℃温度条件下干燥至恒重，然后球磨成粒径小于2mm的颗粒料。6.根据权利要求1所述的一种电镀污泥中铬元素选择性提取回收方法，其特征在于，步骤S2‑1完成后，向所述混合物A中加入其体积5～11％的体积浓度为4～9％的过氧化氢溶液，并在125～185℃温度条件下反应45～60min。7.一种用于权利要求1‑6任意一项所述方法的电镀污泥中铬元素选择性提取回收装置，其特征在于，包括用于对电镀污泥进行深度脱水的脱水设备，用于对干燥污泥进行焙烧处理的焙烧炉，以及用于对浸出液和乙醇溶液的混合溶液进行气化处理的气化箱，所述脱水设备包括外壳体(1)、升降组件(2)、挤压脱水组件(3)和控制器；所述外壳体(1)下端设置有集水箱(10)，所述集水箱(10)与外壳体(1)内部导通，集水箱(10)侧壁上设置有排水管(11)；2CN114517261A权利要求书2/2页所述升降组件(2)包括升降套(20)和升降电机(21)，所述升降套(2