碱熔法从线路板污泥中分离提取锡、铜试验研究

论文摘要

线路板污泥是线路板生产过程中的电镀等工序产生的废水经化学沉淀产生的废水处理污泥。该污泥中含有多种高浓度的重金属,如Sn、Cu、Ni、Zn、Cr等,是一类典型的危险废物。并且其品位往往高于金属富矿石,是一种廉价的二次可再生资源。为了回收线路板污泥中的金属资源以及实现污泥的减量化、无害化,本文以江西省赣州某厂的线路板污泥为研究对象,采用焙烧碱熔水浸的方法从中分离提取出金属锡,以盐酸,硫酸及硝酸三种酸对水浸渣进行浸出铜对比试验,对线路板污泥中的有价金属提取进行了探索研究。线路板污泥物相的结晶程度比较低,成分较为复杂；含水率为80.3%；pH值为9.1,呈碱性；该污泥中含Cu、Sn、Fe等多种金属（按含量多少排序）,其中Cu、Sn最多,含量分别为39.79%、2.88%和2.48%,属于危险废物。对线路板污泥焙烧碱熔并水浸工艺条件的试验研究表明,在一定温度范围内焙烧温度的升高有利于Sn浸出率的提高；在一定焙烧时间内,Sn浸出率随时间的延长而较快增加,当焙烧时间超过2h时,延长焙烧时间对锡浸出率提高不明显；适当增加氢氧化钠的量有助于提高Sn的浸出率,但考虑到实际消耗量的增加会引起成本的增加,因此应控制在适当的范围内；基于锡酸钠在碱性水溶液中的溶解度较小,低温浸出有利于锡的浸出；当水浸时间30-60min时,Sn浸出率随水浸时间的增加而提高；浸出水固比增加,浸出率越大,但大的水固比将带来后续工艺锡酸钠浓缩结晶时蒸发量的增大。试验结果表明,采用焙烧碱熔水浸提取金属锡的较佳工艺条件为：焙烧温度为550℃、焙烧时间为2h、配料比（污泥：氢氧化钠=3：1）、水浸温度30℃、水浸时间为60min、浸出液固比3：1。在水浸温度、水浸水固比等因素固定的条件下,各因素对浸出率影响的主次顺序为：焙烧温度>水浸时间>焙烧时间>配料比（污泥／氢氧化钠）。酸浸水浸渣试验研究表明,用不同酸作为浸出剂浸出铜效果具有如下顺序：盐酸>硝酸>硫酸。因此选择盐酸作为浸出剂。采用盐酸作浸提剂时,浸出铜比较理想的经济有效的工艺条件为：浓盐酸用量6mL、反应时间1h、反应温度30℃左右、液固比3：1左右,在该浸出条件下,铜的浸出率可达到95%以上。对废渣的浸出毒性试验研究表明,废渣毒性浸出低于安全标准Cu2+浓度<100mg/L,可以进行堆放或填埋。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 线路板污泥的来源及危害
• 1.2.1 线路板污泥的形成
• 1.2.2 线路板污泥的危害
• 1.3 国内外线路板污泥的处理处置现状
• 1.3.1 固化/稳定法
• 1.3.2 填埋
• 1.3.3 焚烧热处理
• 1.4 国内外线路板污泥的资源化利用现状
• 1.4.1 生产建筑材料或堆肥
• 1.4.2 回收利用重金属
• 1.5 含锡废物的处理利用技术
• 1.6 焙烧浸取法
• 1.7 本课题研究的目的与意义
• 1.8 本课题研究的思路与内容
• 第二章 线路板污泥的基本性质分析
• 2.1 试验材料及内容方法
• 2.1.1 试验材料来源
• 2.1.2 试验试剂及仪器设备
• 2.1.3 试验内容与方法
• 2.2 试验结果分析
• 2.2.1 矿物相分析
• 2.2.2 含水率测定
• 2.2.3 pH值测定
• 2.2.4 金属含量测定
• 2.3 本章小结
• 第三章 线路板污泥焙烧碱熔分离提取锡试验研究
• 3.1 焙烧碱熔浸出基本理论
• 3.2 线路板污泥碱熔水浸原理
• 3.3 试验部分
• 3.3.1 试验材料
• 3.3.2 试验药品及仪器设备
• 3.3.3 试验方法
• 3.3.4 分析方法
• 3.4 单因素试验
• 3.4.1 碱熔试验
• 3.4.2 水浸试验
• 3.5 正交试验
• 3.5.1 正交试验设计
• 3.5.2 正交实验结果及分析
• 3.5.3 最佳试验条件确定
• 3.6 本章小结
• 第四章 酸浸水浸渣提铜试验研究
• 4.1 盐酸的浸出试验
• 4.1.1 盐酸加入量对Cu浸出率影响
• 4.1.2 反应温度对Cu浸出率影响
• 4.1.3 反应时间对Cu浸出率影响
• 4.1.4 液固比对Cu浸出率影响
• 4.2 硫酸的浸出试验
• 4.3 硝酸的浸出试验
• 4.4 本章小结
• 第五章 酸浸渣无害化处理
• 5.1 废渣的成分及含量
• 5.2 我国危险废物鉴别方法
• 5.2.1 危险废物名录及鉴别标准
• 5.2.2 浸出毒性定义
• 5.2.3 危险废物浸出毒性鉴别标准
• 5.3 废渣的浸出毒性试验
• 5.3.1 浸出毒性试验方法
• 5.3.2 浸出毒性试验结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果