电镀污泥焙烧过程主要金属反应行为的热力学分析及铝铬回收

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电镀污泥是处理电镀废水过程得到的金属种类比较复杂且含量较高的电镀沉泥。目前,固化填埋方式造成有价金属流失严重,而且还存在潜在的二次污染,因此电镀污泥中有价金属的综合回收是电镀企业急需解决的现实问题。电镀污泥含有大量水分,对其焙烧不但可有效减容减重,而且还可改变金属存在相态。采用Factsage软件对污泥焙烧过程热力学进行模拟,并对焙烧过程可能发生的化学反应进行了相关热力学计算与分析。研究结果表明:电镀污泥焙烧过程可能发生金属氢氧化物的分解,金属氢氧化物与碳酸钠之间的反应、金属氢氧化物的分解产物与Na2CO3之间的反应、分解产物之间的相互反应等,导致焙烧过程金属相态转化比较复杂。焙烧过程添加Na2CO3和Ca O,空气过剩系数λ控制在7.8以上,温度控制在1200K左右,可使污泥中的Cr完全转化为水溶性Na2Cr O4,而Al、Zn少部分转化为Na Al O2和Na2Zn O2,其余的以难溶性盐类和Zn O形式存在,导致铝、锌水浸过程浸出率较低。为了降低焙烧过程钙铝酸盐的生成,提高铝的浸出率,先采用低浓度稀碱选择性浸出其中的铝。当污泥用2mol/L Na OH在90℃浸出60min,铝的浸出率达到95.6%,而Zn、Cr和Cu的浸出率分别为12.66%、3.72%、1.5%,其它金属不被浸出,基本可实现铝与其它有价金属的有效分离。除铝后的稀碱浸渣再进行苏打焙烧,灰渣水浸,研究结果表明:焙烧过程添加1.2倍理论量的Na2CO3,2.0倍理论量的Ca O,并在900℃焙烧1.5h,可使碱浸渣中的Cr基本转化为水溶性Na2Cr O4,Cr的水浸率可达95%以上,其它金属基本没有被浸出。稀碱浸液中的铝采用CO2碳分法回收,灰渣水浸液中的铬采用蒸发结晶法回收。研究结果为电镀污泥实际焙烧过程条件的控制、污泥中Al、Cr的分步回收以及Al、Cr与其它金属分离工艺流程的选择提供理论与技术支持。
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