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含鉻污泥無害化提取處理方法

發布時間:2020-8-14 8:45:31  中國污水處理工程網

  申請日20200608

  公開(公告)日20200728

  IPC分類號C22B7/00; C22B34/32

  摘要

  本發明公開了一種含鉻污泥無害化提取處理方法,浸出劑用量少且單一,浸出液中主要碳酸鈉及少量碳酸氫根,雙氧水浸出后分解無殘留;浸出效率更高,浸出率>98.5%,常壓高溫堿性浸出對設備要求低;浸出液采用離子交換富集Cr后,降低了蒸發濃縮成本;水循環利用率高,降低生產成本,無污水外排;水處理為單鹽(硫酸鈉)且實現生產系統內部循環,即無廢鹽產生又降低了生產成本;產品純度高。

  權利要求書

  1.一種含鉻污泥無害化提取處理方法,其特征在于:包括以下步驟:

  1)首先測試污泥含水量,根據污泥平均含水率,調整浸出固液比為:3-4;

  2)確認固液比后,首先按浸出液含Cr:1-5g/l配制漿料,然后常溫按含鉻量1-2倍加入氧化劑,攪拌0.2-0.5h;

  3)加入按鉻量的5.0-10倍加入固體碳酸氫鈉,開始升溫,升溫至75-90℃后,溶液PH值在8.5-9.5之間,攪拌3-4h;

  4)固液分離后浸出渣收集后集中處理,浸出液靜置降溫至<35℃后準備進入離子交換;

  5)步驟4)中的離子交換后液測試硫酸鈉含量,硫酸鈉含量<80g/l時,返回浸出工序作為浸出用水使用,當硫酸鈉含量>80g/l時,去蒸發濃縮回收硫酸鈉鹽;

  6)步驟4)中離子交換過程中加入NaOH進行解析,解析后的解析液鉻酸鈉含量控制在<120g/l,用于蒸發濃縮鉻酸鈉產品,蒸發母液返回浸出工序作為浸出用液使用,以達到含鉻用液閉路循環,無需其它工序處理;

  7)步驟6)解析后再生液采用0.2-1.0mol/l硫酸鈉溶液進行(樹脂體積的0.5-3倍)再生,再生后液返回再生系統作為下周期再生液使用;

  8)步驟6)中解析液蒸發濃縮制得工業鉻酸鈉產品,蒸發母液返回浸出工序。

  2.根據權利要求1所述的一種含鉻污泥無害化提取處理方法,其特征在于:所述步驟2)中的氧化劑為雙氧水。

  3.根據權利要求1所述的一種含鉻污泥無害化提取處理方法,其特征在于:在步驟5)中控制Cr濃度<5g/l。

  4.根據權利要求1所述的一種含鉻污泥無害化提取處理方法,其特征在于:所述步驟7)中離子交換再生過程中,樹脂的浸泡方式為靜態浸泡方式。

  說明書

  一種含鉻污泥無害化提取處理方法

  技術領域

  本發明涉及鉻提取技術領域,特別涉及一種含鉻污泥無害化提取處理方法。

  背景技術

  1、含鉻釩酸鈣中鉻釩共提的方法

  將含鉻釩酸鈣與水混合攪拌制漿,向漿料中加入浸出劑(碳酸氫鈉與碳酸氫銨),進行浸出鉻釩液,反應結束,固液分離得到鉻釩溶液,所得溶液為碳酸氫鈉和碳酸氫銨混合溶液,主要缺陷是提供了鉻釩共同浸出,但沒有給出后續處理方案且溶液為三元體系,不僅后續處理成本大,而且兩種金屬分離困難。

  2、一種含鉻污泥的資源化處理方法

  S1、將含鉻污泥粉碎后用強酸溶液溶解,得到含有Cr(III)的溶液;S2、在所述含有Cr(III)的溶液中加入氧化劑,進行氧化反應,得到含有Cr(VI)的溶液后,調節pH值至堿性,加入碳酸鈉,將殘留的金屬離子沉淀析出,得到含有鉻酸鈉和硫酸鈉的溶液;S3、將所述含有鉻酸鈉和硫酸鈉的溶液的pH值調節至2~5,將鉻酸鈉轉化為重鉻酸鈉,得到含有重鉻酸鈉和硫酸鈉的溶液;S4、將所述含有重鉻酸鈉和硫酸鈉的溶液進行蒸發濃縮和重結晶,得到重鉻酸鈉晶體,將鉻元素轉化成重鉻酸鈉回收再利用,主要缺陷是強酸溶解后不僅需加入氧化劑而且需要純堿調節堿度除雜,操作復雜鉻沒有富集,蒸發濃縮成本大。

  3、一種堿性條件下從含鉻污泥中回收鉻的方法

  將含鉻污泥與碳酸鈉溶液混合,通入CO2加熱加壓進行浸出,浸出完成后固液分離,得到含鉻溶液和浸出渣。本發明在通入CO2加熱加壓的條件下利用碳酸鈉溶液對含鉻污泥進行浸出,實現了對含鉻污泥中鉻元素的資源化再利用和無害化處理,鉻回收率最高可達95%以上,提升了鉻回收的附加值。整個浸出過程條件溫和,大大降低了能耗,且生產過程沒有廢水排放,經濟與環境效益顯著,具有良好的應用前景,但主要采用加熱、加壓工藝成本高,鉻液沒有富集,單位能耗低,生產成本大,很難實現工業化生產。

  發明內容

  為了克服上述缺陷,本發明提供了一種含鉻污泥無害化提取處理方法,能夠改善和解決上述問題。

  本發明為了解決其技術問題所采用的技術方案是:一種含鉻污泥無害化提取處理方法,包括以下步驟:

  1)首先測試污泥含水量,根據污泥平均含水率,調整浸出固液比為:3-4;

  2)確認固液比后,首先按浸出液含Cr:1-5g/l配制漿料,然后常溫按含鉻量1-2倍加入氧化劑,攪拌0.2-0.5h;三價鉻經氧化劑氧化后變為六價鉻最終生成鉻酸鈉

  3)加入按鉻量的5.0-10倍加入固體碳酸氫鈉,開始升溫,升溫至75-90℃后,溶液PH值在8.5-9.5之間,攪拌3-4h;鉻酸鈣與碳酸氫鈉反應生成碳酸鈣與鉻酸鈉,主要雜質P、Si、Al與鈣反應生成磷酸鈣、硅酸鈣、硅鋁酸鈣等沉淀進入渣中。

  4)固液分離后浸出渣收集后集中處理,浸出與除渣同步,浸出液靜置降溫至<35℃后準備進入離子交換;浸出液控制溫度<35℃避免溫度過高,降低吸附效果;

  5)步驟4)中的離子交換后液測試硫酸鈉含量,硫酸鈉含量<80g/l時,返回浸出工序作為浸出用水使用,當硫酸鈉含量>80g/l時,去蒸發濃縮回收硫酸鈉鹽;

  6)步驟4)中離子交換過程中加入NaOH進行解析,解析后的解析液鉻酸鈉含量控制在<120g/l,用于蒸發濃縮鉻酸鈉產品,蒸發母液返回浸出工序作為浸出用液使用,以達到含鉻用液閉路循環,無需其它工序處理;

  7)步驟6)解析后再生液采用0.2-1.0mol/l硫酸鈉溶液進行(樹脂體積的0.5-3倍)再生,再生后液返回再生系統作為下周期再生液使用;

  8)步驟6)中解析液蒸發濃縮制得工業鉻酸鈉產品,蒸發母液返回浸出工序。

  作為本發明的進一步改進,所述步驟2)中的氧化劑為雙氧水。

  作為本發明的進一步改進,在步驟5)中控制Cr濃度<5g/l,避免Cr氧化性強,燒損樹脂。

  作為本發明的進一步改進,所述步驟7)中離子交換再生過程中,樹脂的浸泡方式為靜態浸泡方式,常規處理方法為再生劑流動條件下再生處理,本技術方法為靜態浸泡方式(目的:減少再生劑的用量)。流動狀態下,再生劑用量約為樹脂體積的2.5~3倍,而靜置浸泡方式,再生劑用量約為樹脂體積的1.5~2倍。

  本發明的有益效果是:本發明的方法相比現有技術具有以下優點

  1、制漿液后加入氧化劑(雙氧水)在弱酸性條件下氧化三價鉻變成六價,加入碳酸氫鈉分解與鈣形成的鉻酸鈣,同時形成鉻酸鈉溶液;

  2、弱堿條件下(PH8.5~9.5)主要雜質P、Si、Al等與鈣反應生成磷酸鈣、硅酸鈣、硅鋁酸鈣沉淀,實現除雜功能,浸出液得到凈化功能;

  3、離子交換吸附后的交換后液返回浸出工序(控制硫酸鈉濃度,硫酸根主要來源于樹脂轉型)實現水循環;

  4、離子交換解析液實現Cr濃度的富集,不僅降低蒸發濃縮成本,而且大大降低了生產用水量,為工業化生產提供了前提;

  5、樹脂再生采用浸泡方式,避免常規離子交換再生水量大的弊端;

  6、廢水處理產生硫酸鈉返回再生系統使用;

  7、整個生產系統真正實現綠色、環保、無污染技術模式。(發明人李萬龍;鄭李輝;魏東紅;劉凱華;魏昌鵬)

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