某電鍍廠污泥中重金屬鉻的浸出行為研究[畢業(yè)論文+開(kāi)題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述]

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　某電鍍廠污泥中重金屬鉻的浸出行為研究 </p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí) 環(huán)境工程

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱(chēng) </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　摘要: 近年來(lái)，由于資源貧化和環(huán)境污染的加劇，電鍍污泥作為一種

3、重要的重金屬資源加以回收利用，逐漸成為了國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)。本文以含量高、毒性大的含鉻電鍍污泥作為研究對(duì)象進(jìn)行鉻的回收及其資源化利用研究，通過(guò)文獻(xiàn)查閱和試驗(yàn)考察，主要研究在不同條件下氨絡(luò)合分組浸出實(shí)驗(yàn)中鉻的浸出率，以期獲得最優(yōu)的浸出條件，為后續(xù)鉻的回收創(chuàng)造有利條件。經(jīng)研究得到以下結(jié)論：在常溫下(T=25°C)電鍍污泥NH3-NH4HCO3氨體系分組浸出比較理想的工藝條件是：時(shí)間t=3.5h，NH3濃度8mol/L，NH4HCO3

4、濃度5mol/L，液固比L/S=20，催化劑0.25g/L。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 電鍍污泥，鉻回收，氨浸</p><p>　　Abstract: Recently, as the shortage of resource and environment pollution is more and more serious，how to recover the valuable m

5、etals from electroplating sludge is taken seriously by the researchers abroad and in．By literature review and pilot study, the main complex in different groups under the conditions of ammonia leaching leaching rate of ch

6、romium in order to obtain the optimum leaching conditions. After studying come to the following conclusions: at room temperature (T=25°C) sludge groups </p><p>　　Keywords: Electroplating sludge，Chomium

7、recovery,Ammonia leaching</p><p><b>　　摘要:I</b></p><p>　　Abstract:II</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1電鍍污泥的產(chǎn)生及其特點(diǎn)1</p><p>　　1.

8、2電鍍含鉻污泥的危害2</p><p>　　1.3 從電鍍污泥中回收鉻的研究進(jìn)展3</p><p>　　1.3.1 酸浸-氧化法3</p><p>　　1.3.2 氨絡(luò)合轉(zhuǎn)化-鐵氧體法4</p><p>　　1.3.3 高溫堿性氧化法5</p><p>　　1.3.4 溶劑萃取法5</p>

9、;<p>　　1.3.5 電解回收法6</p><p>　　1.3.6 微生物法6</p><p>　　1.3.7 冶煉回收法7</p><p>　　1.4本課題研究的意義及目的7</p><p><b>　　2 實(shí)驗(yàn)部分8</b></p><p>　　2.1實(shí)驗(yàn)藥

10、劑與儀器設(shè)備8</p><p>　　2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器8</p><p>　　2.2.2 實(shí)驗(yàn)藥劑9</p><p>　　2.3樣品采集及加工處理9</p><p>　　2.3.1 樣品風(fēng)干9</p><p>　　2.3.2 磨碎與過(guò)篩10</p><p>　　2.4 土

11、樣的管理10</p><p>　　2.5 土樣含水率的測(cè)定10</p><p>　　2.6 總鉻的測(cè)定10</p><p>　　2.6.1 方法原理10</p><p>　　2.6.2 實(shí)驗(yàn)儀器11</p><p>　　2.6.3 實(shí)驗(yàn)試劑11</p><p>　　2.6.

12、4 樣品的消解11</p><p>　　2.6.5 樣品的測(cè)定11</p><p>　　2.6.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定12</p><p>　　2.6.7 數(shù)據(jù)記錄與處理13</p><p>　　2.7 氨體系分組浸出的試驗(yàn)研究13</p><p>　　2.7.1 方法原理13</p>

13、<p>　　2.7.2 試驗(yàn)方法14</p><p>　　2.7.3 時(shí)間t對(duì)氨浸效果的影響14</p><p>　　2.7.4 催化劑對(duì)氨浸效果的影響15</p><p>　　2.7.5 NH3濃度對(duì)氨浸效果的影響16</p><p>　　2.7.6 NH4HCO3濃度對(duì)氨浸效果的影響17</p>

14、<p>　　2.7.7 液固比L/S對(duì)氨浸效果的影響18</p><p><b>　　3 結(jié)論20</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p>　　致 謝錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p><b>　　1 緒論</b>&

15、lt;/p><p>　　1.1電鍍污泥的產(chǎn)生及其特點(diǎn)</p><p>　　電鍍已有一百多年的歷史，它是一個(gè)利用電解的方法在金屬、非金屬基體上沉積所需金屬或合金層的電化學(xué)過(guò)程，是進(jìn)行裝飾保護(hù)及獲得某些新的性能的一種電化學(xué)加工技術(shù)[1]。作為一種表面精飾工藝，電鍍已經(jīng)成為機(jī)械、電子、儀器、儀表、輕工、航空、航天等諸多行業(yè)和領(lǐng)域中提升產(chǎn)品質(zhì)量檔次的一種不可缺少的重要手段。它伴隨著被鍍產(chǎn)品的發(fā)展而發(fā)展

16、，同時(shí)又對(duì)被鍍產(chǎn)品質(zhì)量的提高起著重要作用，其特有的裝飾性、防護(hù)性及多功能性賦予了被鍍產(chǎn)品多種新的功能，能夠更好地滿足工業(yè)和人們?nèi)粘Ｉ畹男枰?，是被鍍產(chǎn)品在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占領(lǐng)市場(chǎng)的重要支撐。隨著各行業(yè)及相應(yīng)裝飾工業(yè)的發(fā)展和人們對(duì)生活美化的需求提高，電鍍市場(chǎng)不斷升溫，電鍍工業(yè)也蓬勃發(fā)展起來(lái)，逐漸成為我國(guó)重要的加工行業(yè)之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位[2]。</p><p>　　一般的電鍍工業(yè)生產(chǎn)工藝由三部分組成

17、：第一部分為前處理工藝，清潔和活化金屬表面，其處理工序包括除油、清洗、酸浸、清洗等；第二部分為電鍍工藝，利用電化過(guò)程將一層較薄的金屬沉淀于導(dǎo)電的工件表面上；第三部分為后處理工藝，主要包括清洗及干燥工作。在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，前處理階段和電鍍之后的工件都需要用大量的水沖洗鍍件，由此形成電鍍廢水，鍍件經(jīng)過(guò)除銹清洗后產(chǎn)生的廢水，一般是酸性廢水。鍍件電鍍后清洗形成的廢水主要含有微量金屬元素如：銅、鉻、鎳、鋅、鎘和有機(jī)金屬光亮劑等[3]。</p

18、><p>　　針對(duì)電鍍生產(chǎn)工藝過(guò)程中所產(chǎn)生廢水的性質(zhì)和特點(diǎn)，對(duì)不同的金屬離子的電鍍廢水有不同的處理方法。一般來(lái)說(shuō)，電鍍廢水普遍采用酸堿中和、絮凝沉淀法進(jìn)行處理，對(duì)含有鉻、鎳等金屬的廢水，用過(guò)量的堿液與其進(jìn)行離子反應(yīng)形成氫氧化物沉淀，通過(guò)自然沉降或?yàn)V床使之與水分離。對(duì)含鋅的電鍍廢水，在pH值約為8．5時(shí)進(jìn)行沉淀，因?yàn)?，氫氧化鋅屬于兩性化合物，酸性或過(guò)堿性均可使之溶解。由以上這些方法處理電鍍廢水后形成的沉淀物，我們稱(chēng)之為

19、電鍍污泥。按照對(duì)電鍍廢水處理方式的不同，可將電鍍污泥分為混合污泥和分質(zhì)污泥兩大類(lèi)：前者是將不同種類(lèi)的電鍍廢水混合在一起進(jìn)行處理而形成的污泥；后者是將不同種類(lèi)的電鍍廢水分別處理而形成的污泥，如含鉻污泥、含銅污泥、含鎳污泥、含鋅污泥等．根據(jù)電鍍廢水處理?xiàng)l件不同，電鍍污泥又可分為鉻系污泥和非鉻系污泥兩種，前者除含鉻外尚含鐵、銅、鎳等金屬的氫氧化物，而后者不含鉻，主要是鐵、銅、鎳等金屬的氫氧化物。但是，實(shí)際上大多數(shù)電鍍小企業(yè)的廢水經(jīng)過(guò)處理后得到

20、的多是混合污泥。目前針對(duì)電鍍污泥的處理和資源化利用也是以混合污泥為主要對(duì)象[4]。</p><p>　　電鍍廢水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥絕大部分含有有害重金屬，它具有高品位，易積累、不穩(wěn)定、易流失等特點(diǎn)，如不加以妥善處理而任意堆放，其直接后果是，污泥中的銅、鎳、鋅、鉻這些重金屬在雨水淋溶作用下，將沿著污泥一土壤一農(nóng)作物一人體的路徑遷移，并可能引起地表水、土壤、地下水的次生污染，甚至危及生物鏈，造成嚴(yán)重的環(huán)境破壞。&l

21、t;/p><p>　　1.2電鍍含鉻污泥的危害</p><p>　　鉻由于具有良好的光澤性和耐腐蝕性，被廣泛應(yīng)用于電鍍行業(yè)中，使鍍鉻成為其主要鍍種之一，查資料可知，嘉興地區(qū)的電鍍廠家中，有近80％的車(chē)間使用鉻作為鍍層材料，且在污泥處置時(shí)，回收利用率較低[5]。電鍍廢水中的鉻除了直接來(lái)源于鍍鉻生產(chǎn)線外，還可以產(chǎn)生于鍍鋅和鍍鎘的鉻酸鹽鈍化、塑料電鍍的粗化工藝、鍍銀和鍍鋁氧化的前處理及后處理、鋁件等

22、的電化學(xué)拋光、銅件酸洗后的鍍化以及某些退鍍工藝。處理電鍍含鉻廢水的方法很多，但是從經(jīng)濟(jì)因素和操作的簡(jiǎn)便性考慮，目前大多采用還原沉淀法處理這類(lèi)廢水。其具體方法一般是在廢水中加入FeS04、NaHS03、NaS03、S02或鐵粉把六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻，然后加入NaOH或石灰乳沉淀分離[6]。經(jīng)過(guò)化學(xué)沉淀法處理之后，廢水中的鉻轉(zhuǎn)移到污泥中，產(chǎn)生大批含量較高的的電鍍含鉻污泥。</p><p>　　電鍍含鉻污泥的危害主要是由

23、污泥中賦存的大量六價(jià)鉻造成的，六價(jià)鉻是一種毒性較大的致畸、致癌、致突變劑，試驗(yàn)證明六價(jià)鉻的毒性是三價(jià)鉻的100倍，它是美國(guó)EPA公認(rèn)的129種重點(diǎn)污染物之一[7]。如果對(duì)電鍍含鉻污泥不加處理，長(zhǎng)期堆放則污泥中的六價(jià)鉻經(jīng)雨水淋瀝到水體中，污染周?chē)鷳B(tài)環(huán)境，甚至通過(guò)生物鏈危機(jī)到人類(lèi)和其它生物。</p><p>　　(1) 六價(jià)鉻對(duì)人體健康的危害：主要是它在體內(nèi)會(huì)影響氧化、還原、水解過(guò)程，并能使蛋白質(zhì)變形成沉淀核酸、核

24、蛋白，干擾重要的酶系統(tǒng)。六價(jià)鉻可抑制尿素酶活力，在小劑量時(shí)可加速淀粉酶的分解，高濃度時(shí)又會(huì)減慢其分解過(guò)程。六價(jià)鉻在人體內(nèi)易于吸收，其存積作用大于三價(jià)鉻。由于六價(jià)鉻化合物溶解度大，對(duì)所有組織都有刺激作用。鉻酸鹽吸收到血液中后，可通過(guò)紅細(xì)胞膜進(jìn)入紅細(xì)胞，在六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻的過(guò)程中，谷胱甘肽還原酶活力受到抑制，而使血紅蛋白變?yōu)楦哞F血紅蛋白，并出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象。此外，六價(jià)鉻及其化合物對(duì)皮膚有刺激和過(guò)敏作用，甚至對(duì)呼吸系統(tǒng)和內(nèi)臟產(chǎn)生損害。</

25、p><p>　　(2) 六價(jià)鉻對(duì)農(nóng)作物和水生動(dòng)植物的危害： 六價(jià)鉻主要分布在土壤表層，是可溶性的，易被植物吸收，主要保留在植物的根部，其次是莖葉中，轉(zhuǎn)移到籽粒中的量很小，因此六價(jià)鉻對(duì)農(nóng)作物的危害主要是影響植物生長(zhǎng)和產(chǎn)量。試驗(yàn)表明：六價(jià)鉻濃度為20ppm時(shí)對(duì)玉米苗生長(zhǎng)有明顯刺激作用，80ppm時(shí)有顯著抑制作用，160ppm時(shí)玉米就不能成活，土壤中六價(jià)鉻濃度大于l0ppm時(shí)對(duì)春小麥的苗期生長(zhǎng)就有不利影響。其原理就是由于六

26、價(jià)鉻干擾了植物對(duì)銅、鐵、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，破壞了植物正常生理代謝所致。</p><p>　　(3) 六價(jià)鉻對(duì)排水管道和污水凈化工程的影響：六價(jià)鉻特別是鉻酸鹽對(duì)排水管網(wǎng)有危害作用，并造成金屬管道的腐蝕，例如：鉻酸鈉濃度0.31mg/L(換算為鉻的濃度為0.1 mg/L)對(duì)排水管道有腐蝕作用。六價(jià)鉻對(duì)凈化工程有危害作用，例如：污水中六價(jià)鉻濃度為1 mg/L可使沉淀池中的沉淀作用降低，在生物濾池的表面形成大量的薄膜，

27、使污水的凈化作用受到抑制。沉淀池中礦物質(zhì)的沉淀數(shù)量明顯減少，生物濾池上的有機(jī)物質(zhì)發(fā)生氧化和硝化作用，生物濾池的功能受到破壞，致使污水的凈化作用嚴(yán)重受到破壞．污水中六價(jià)鉻濃度2mg/L可使其硝化作用和活性淤泥作用明顯減弱，使活性淤泥的形成和有機(jī)質(zhì)的氧化作用減緩，六價(jià)鉻濃度3.4mg/L凈化排水工程中生物濾池功效降低，當(dāng)六價(jià)鉻濃度10 mg/L污水生物凈化效果降低5％，三價(jià)鉻濃度1mg/L使凈化排水工程中沉積物的發(fā)酵作用減緩。對(duì)凈化排水工程

28、危害最大的鉻化合物有鉻酸鹽、重鉻酸鉀、重鉻酸鈉、鉻酸酐以及硫酸鉻[8]。</p><p>　　1.3 從電鍍污泥中回收鉻的研究進(jìn)展</p><p>　　在電鍍污泥的重金屬回收方面，近年來(lái)趨向于采用濕法冶金工藝[9],[10]進(jìn)行研究。其工藝過(guò)程主要包括以下幾個(gè)階段：預(yù)處理、浸出、溶液的凈化和相似元素分離和析出化合物或金屬。其中，浸出是決定最后金屬回收率的關(guān)鍵一步，污泥經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，利用浸

29、出劑(如酸溶液、堿溶液、水等)與原料作用，使其中的有價(jià)金屬變?yōu)榭扇苄曰衔镞M(jìn)入水相，并與進(jìn)入渣相的伴生元素初步分離。</p><p>　　1.3.1 酸浸-氧化法</p><p>　　酸性浸出法是使?jié)穹ㄒ苯鹬袘?yīng)用最廣泛的浸出方法之一，常用的浸出劑有鹽酸、硫酸[11]、硝酸、王水等。電鍍污泥中的有價(jià)金屬大多以其氫氧化物或氧化物形態(tài)存在，通過(guò)酸浸大部分金屬物質(zhì)能以離子態(tài)或絡(luò)合離子態(tài)溶出。She

30、n S B[12]等研究了用無(wú)機(jī)酸提取Cr(III)和其它金屬離子，認(rèn)為硫酸最適合提取Cr(III)。李雪飛等[13]采用硫酸和鹽酸分別浸出電鍍污泥中的鉻，對(duì)比研究后發(fā)現(xiàn)，硫酸的浸出效果優(yōu)于鹽酸，浸出率高達(dá)99.5％。Silva等[14]用80％的鹽酸浸出電鍍含鉻污泥中的各金屬，為了分離鉻與浸出液中的其他金屬元素，加入一定量30％的H2O2，發(fā)生以下反應(yīng)使Cr(III)氧化成Cr(VI)：</p><p>　　2

31、CrO2-+3H2O2—2CRO42-+OH-+H2O</p><p>　　在氧化過(guò)程中，其他金屬多以氫氧化物的形式沉淀下來(lái)。然后通過(guò)NaOH或KOH調(diào)節(jié)pH值到7～11的范圍內(nèi)，使溶液中殘余的金屬雜質(zhì)Mn、Zn、Fe、Ca、Mg等充分沉淀，將溶液過(guò)濾便得到較純的鉻酸鹽溶液。以?xún)艋蟮你t酸鈉或鉻酸鉀為原料，可以根據(jù)實(shí)際需要采用不同的成品制取工藝進(jìn)行回收利用[15]。</p><p>　　圖

32、1 各種鉻鹽回收原理示意圖</p><p>　　1.3.2 氨絡(luò)合轉(zhuǎn)化-鐵氧體法</p><p>　　以氨或氨加銨鹽作浸出劑的浸出過(guò)程稱(chēng)為氨浸。氨浸法在濕法冶金中得到廣泛應(yīng)用，其優(yōu)越性在于能選擇性溶解銅、鋅、鈷、銀、鎳等有價(jià)金屬，而鐵、鉻、鈣、鋁等則大多被抑制在浸出余渣中。為了提高氨的利用率，一般采用氨水的循環(huán)浸泡使其與銅鎳等金屬充分絡(luò)合。由于氨有刺激性氣味，當(dāng)NH3的濃度大于18％時(shí)，氨

33、容易揮發(fā)，不僅造成氨的損失，而且影響操作環(huán)境，因此，氨浸對(duì)裝置的密封性要求較高[16]。電鍍污泥經(jīng)氨浸后得到的鉻鐵余渣較難處理，許多學(xué)者對(duì)如何進(jìn)一步從中回收鉻展開(kāi)了深入細(xì)致的試驗(yàn)研究。ZhangYi等[17]的研究結(jié)果顯示：在一定條件下，利用氨浸法能將Fe、Cr、Ni、Cu等加以有效分離。其原理：在室溫和氧分壓為0.03MPa，并向浸出液中鼓入空氣的條件下，將多組分的電鍍污泥用NH3-(NH4)2SO4溶液浸出，Cu-Ni-Zn體系轉(zhuǎn)化

34、為氨絡(luò)合物Me(NH3)2+SO4而穩(wěn)定在液相，污泥中的Fe、Cr元素則生成惰性鉻鐵沉淀，從而有效的將Fe、Cr與其他元素Cu、Zn、Ni等分離。然后在溫度140°C和0.1~0.2MPa的氧分壓下將形成的鐵鉻渣用燒堿溶液浸泡，使其中的Cr和Fe元素分別生成鉻酸鹽和Fe</p><p>　　FeO·Cr2O3 +4NaOH+7/4O2→2Na2CrO4+1/2Fe2O3+2H2O</p&

35、gt;<p>　　經(jīng)過(guò)濾可達(dá)到鐵鉻分離的目的，最后電鍍污泥中Cr的回收率能達(dá)到95％，大大減少了氨浸鉻渣對(duì)環(huán)境的潛在危害，同時(shí)能獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。至于Cu-Ni-Zn體系中的各金屬可采用溶劑萃取法或高壓氫還原法進(jìn)行分離回收，可以得到各自的金屬單質(zhì)或相應(yīng)的高純度鹽。</p><p>　　1.3.3 高溫堿性氧化法</p><p>　　利用有色冶金工藝中的堿性浸出原理，可以采用

36、Na2C03浸出并氧化電鍍污泥中的鉻，并以鉻鹽的形式進(jìn)行回收。劉利萍等[18]研究了以化學(xué)沉淀法處理電鍍廢水得到的鉻污泥為原料制取紅礬鈉的工藝。其試驗(yàn)原理為：在高溫堿性介質(zhì)Na2CO3中，Cr(III)可被空氣氧化為Na2CrO4：</p><p>　　Cr(OH)3+4Na2CO3+302→4Na2CrO4+CO2 +6H2O</p><p>　　同時(shí)污泥中所含的鐵、鋅等轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的可溶

37、性鹽NaFeO2、Na2ZnO2。用水浸取堿熔體時(shí)，大部份鐵水解為Fe(OH)3 沉淀而去除，再調(diào)節(jié)濾液的pH值到7~8時(shí)，鋅以Zn(OH)2沉淀去除。將濾液酸化至pH<4時(shí)，Na2CrO4即轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2Cr2O7，利用Na2SO4與Na2Cr2O7溶解度差異，分別結(jié)晶析出。</p><p>　　1.3.4 溶劑萃取法</p><p>　　溶劑萃取法也稱(chēng)液．液萃取，其操作簡(jiǎn)單、快速、

38、高效，在濕法冶金工藝中常常用于提取和分離溶液中的金屬。近年來(lái)，鉻的溶劑萃取工藝取得了一定的研究成果。先后有不少學(xué)者研究了在各種介質(zhì)中，不同萃取劑對(duì)鉻的萃取情況。我國(guó)的祝萬(wàn)鵬等以溶劑萃取工藝為主體，先后進(jìn)行了一系列從電鍍污泥中回收有價(jià)金屬的試驗(yàn)研究，先是采用氨絡(luò)合分組浸出一蒸氨一水解硫酸浸出一溶劑萃取一金屬鹽結(jié)晶工藝對(duì)電鍍污泥進(jìn)行有價(jià)金屬的回收，并得到了各種高純度的含銅、鋅、鎳、鉻等金屬鹽類(lèi)產(chǎn)品。后來(lái)采用N510-煤油-H2SO4四級(jí)逆流

39、萃取工藝可使銅的萃取率達(dá)99％，而共存的鎳和鋅損失幾乎為零。銅在此工藝過(guò)程中以銅鹽CuSO4·5H2O或電解高純銅的形式回收，初步經(jīng)濟(jì)分析表明，其產(chǎn)值抵消日常的運(yùn)行費(fèi)用，還具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。整個(gè)工藝過(guò)程較簡(jiǎn)單，循環(huán)運(yùn)行，基本不產(chǎn)生二次污染。后來(lái)經(jīng)過(guò)改進(jìn)工藝，該研究小組又研究了硫酸浸出-P507-煤油-硫酸體系萃取分離鐵、鈉皂-P204-煤油-硫酸體系共萃鉻、鋁一反萃取分離鉻、鋁工藝回收電鍍污泥氨浸渣中的金屬。結(jié)果表明，鐵鉻渣

40、中的金屬鉻、鋁和鐵均可以高純度鹽類(lèi)形式回收，可作為化學(xué)試劑使用，回收率達(dá)95％以上。</p><p>　　1.3.5 電解回收法</p><p>　　根據(jù)物理化學(xué)中電解的基本原理，我國(guó)一些冶煉廠對(duì)主要含F(xiàn)e(OH)3和Cr(OH)3組分的污泥進(jìn)行了電解法處理，其中武漢冶煉廠[25]的方法較具代表性。他們將一定量的水和硫酸加入到污泥中，沸騰后靜止30min，過(guò)濾后的濾液移至冷凍槽，然后加入理

41、論量1～2.5倍的硫酸銨，使生成硫酸鉻和硫酸鐵轉(zhuǎn)變?yōu)殇@礬，根據(jù)鉻礬和鐵礬在低溫(75°C)條件下溶解度的不同而達(dá)到鉻、鐵的分離，最后，可回收90%以上的鉻。薛建軍等[26]通過(guò)試驗(yàn)證明了用纖細(xì)絲網(wǎng)電極能從電鍍鉻污泥的溶解液中以固體形態(tài)回收鉻，試驗(yàn)結(jié)果顯示：電壓是影響溶解液中鉻回收的重要因素之一，在只考慮鉻回收的情況下，電壓越高越有利于鉻的回收，溶液在裝置中線性流速小，鉻在裝置中停留時(shí)間長(zhǎng)，有利于鉻的回收，但處理過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)；當(dāng)線

42、性流速增大時(shí)，鉻的停留時(shí)間短，不利于鉻的回收。</p><p>　　1.3.6 微生物法</p><p>　　隨著近年來(lái)微生物技術(shù)的發(fā)展，有人提出用生物方法來(lái)浸出和回收利用電鍍污泥中重金屬。這一技術(shù)在其它廢水處理中已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用，但利用生物方法脫除污泥重金屬，尤其是重金屬含量較高的電鍍污泥的研究報(bào)道很少。Kuhn用海藻酸鈉生枝動(dòng)膠菌(Zooloca ramigera)，能除去Cd2+

43、溶液中95.95%Cd2+。Bewtra的試驗(yàn)表明，細(xì)菌能有效地講電鍍污泥中的金屬離子轉(zhuǎn)化不溶于水的硫化物。中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所例從電鍍污泥、廢水及下水道內(nèi)，經(jīng)分離、篩選、凈化獲得了高效去除重金屬的SR復(fù)合功能菌，用其對(duì)電鍍廢水中鉻、鎘、鋅、銅、鎳和鉛等金屬進(jìn)行凈化，凈化去除率達(dá)99%以上，回收率達(dá)80%以上．。吳乾菁等研究了微生物治理電鍍廢水及污泥的新工藝，該工藝對(duì)Cr6+、Cr3+、Ni2+、Cu2+等離子的凈化率達(dá)99.9%以

44、上，金屬回收率85%。由于重金屬對(duì)微生物有毒性，因此電鍍污泥的生物處理還處在探索階段。今后這方面研究的重點(diǎn)將集中在微生物吸附轉(zhuǎn)化重金屬的機(jī)理以及馴化培養(yǎng)對(duì)重金屬有較強(qiáng)適應(yīng)能力的優(yōu)勢(shì)菌種上。</p><p>　　1.3.7 冶煉回收法</p><p>　　對(duì)于重金屬含量較高的電鍍污泥，經(jīng)過(guò)脫水干化處理后進(jìn)行冶煉回收，也是污泥資源化利用的一種途徑。但是將成分復(fù)雜的混合污泥直接送去冶煉還存在較大

45、的困難，能有效進(jìn)行冶煉回收的主要是分質(zhì)污泥，如鉻污泥可以用于煉不銹鋼、銅污泥用于煉銅等。項(xiàng)長(zhǎng)友等]綜合國(guó)內(nèi)有關(guān)火法冶金及濕法冶金方面的成功經(jīng)驗(yàn)，首創(chuàng)電鍍污泥F法處理新工藝，研制設(shè)計(jì)出F-1型焚燒還原爐處理含鉻、鎳、銅污泥，在適當(dāng)高溫和還原條件下，將鎳、銅氧化物還原為鎳銅合金，鉻、鐵柱體還原為低價(jià)氧化物與鋅、鋁、鈣的氧化物進(jìn)入爐渣中，爐渣中的鉻采用在堿性介質(zhì)氧化焙燒法，回收重鉻酸鈉。</p><p>　　1.4本課

46、題研究的意義及目的</p><p>　　大量生產(chǎn)-大量消費(fèi)-大量廢棄，這是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)的特征之一，作為全球三大污染行業(yè)之一的電鍍行業(yè)，其污染狀況和電鍍廢棄物的再生利用現(xiàn)狀一直令人擔(dān)憂，進(jìn)入21世紀(jì)后，我國(guó)正從電鍍生產(chǎn)和電鍍產(chǎn)品消費(fèi)大國(guó)向電鍍廢棄物大國(guó)發(fā)展。處置好包括電鍍污泥在內(nèi)的各類(lèi)廢棄物對(duì)于確保我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速和持續(xù)增長(zhǎng)具有深遠(yuǎn)意義。近年來(lái)，由于資源貧化和環(huán)境污染的加劇，電鍍污泥作為一種重要的重金屬資源加以回收利

47、用，逐漸成為了國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)。電鍍污泥中含有的有色金屬，大部分是我國(guó)短缺的資源，其潛在的價(jià)值很高，在21世紀(jì)將成為僅次于石油的重要戰(zhàn)略資源。工業(yè)化國(guó)家70～80年代已普遍重視從電鍍污泥中回收重金屬的新技術(shù)開(kāi)發(fā)，我國(guó)在“七五”和“八五”期間，也專(zhuān)門(mén)設(shè)立了關(guān)于電鍍污泥資源化的攻關(guān)課題。作為一種廉價(jià)的二次資源，只要采用適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ǎ婂兾勰啾隳茏儚U為寶，帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的快速發(fā)展，電鍍污泥的資源化利用已經(jīng)成為前

48、景廣闊的綠色陽(yáng)光產(chǎn)業(yè)。</p><p>　　本課題以嘉興市某電鍍廠產(chǎn)生的含鉻污泥為試驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)行深入細(xì)致的綜合研究，旨在探索出利用氨浸法回收鉻時(shí)不同溫度、時(shí)間、固液比等對(duì)鉻浸出效率的影響，最終尋找到一個(gè)最佳的實(shí)驗(yàn)條件，以期能更有效的回收電鍍污泥中的鉻。</p><p><b>　　2 實(shí)驗(yàn)部分</b></p><p>　　本課題針對(duì)電鍍污泥中

49、含量豐富的鉻資源，首先將風(fēng)干或烘干后的污泥試樣，磨細(xì)到過(guò)160目篩，四分法取樣，做為后續(xù)試驗(yàn)的原料，并且對(duì)其主要的有價(jià)金屬組分做定量分析。將磨細(xì)到一定粒度的電鍍干污泥，加入到NH3-NH4HCO3氨浸體系中，并添加適量催化劑進(jìn)行氨分組浸出試驗(yàn)。反應(yīng)一段時(shí)間后過(guò)濾，取濾液進(jìn)行分析，經(jīng)計(jì)算得出各種重金屬元素的浸出率。分別對(duì)NH3濃度、NH4HCO3濃度、液固比、浸出時(shí)間、浸出溫度做單因素分析，得到電鍍污泥氨體系分組浸出的最佳工藝條件。<

50、;/p><p>　　2.1實(shí)驗(yàn)藥劑與儀器設(shè)備</p><p>　　2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器</p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)儀器見(jiàn)表1:</p><p>　　表1 實(shí)驗(yàn)所需的主要儀器</p><p>　　2.2.2 實(shí)驗(yàn)藥劑</p><p>　　本次試驗(yàn)過(guò)程所使用的主要化學(xué)試劑詳見(jiàn)表2：&l

51、t;/p><p>　　表2 實(shí)驗(yàn)所需的試劑</p><p>　　2.3樣品采集及加工處理</p><p>　　原料取自嘉興市的某電鍍廠，是電鍍廢水處理生產(chǎn)線產(chǎn)生的混合污泥。顏色為藍(lán)黑色。樣品加工又稱(chēng)樣品制備,其處理程序是：風(fēng)干、磨細(xì)、過(guò)篩、混合、分裝，制成滿足分析要求的土壤樣品。加工處理的目的是：除去非土部分，使測(cè)定結(jié)果能代表土壤本身的組成；有利于樣品能較長(zhǎng)時(shí)期保存，

52、防止發(fā)霉、變質(zhì)；通過(guò)研磨、混勻，使分析時(shí)稱(chēng)取的樣品具有較高的代表性。加工處理工作應(yīng)在向陽(yáng)（勿使陽(yáng)光直射土壤）、通風(fēng)、整潔、無(wú)揚(yáng)塵、無(wú)揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)的房間內(nèi)進(jìn)行。</p><p>　　2.3.1 樣品風(fēng)干 </p><p>　　在風(fēng)干室將潮濕土樣倒在白色搪瓷盤(pán)或塑料膜上，攤成約2cm厚的薄層，用玻璃棒間斷地壓碎、翻動(dòng)，使其均勻風(fēng)干。在風(fēng)干過(guò)程中，揀出碎石、砂礫及植物殘?bào)w等雜質(zhì)。</

53、p><p>　　2.3.2 磨碎與過(guò)篩 </p><p>　　土壤顆粒細(xì)度影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，即使對(duì)于一個(gè)混合均勻的土樣，由于土粒大小不同，其化學(xué)成分及其含量也有差異，應(yīng)根據(jù)分析項(xiàng)目的要求處理成適宜大小的顆粒。一般處理方法是：將風(fēng)干樣在有機(jī)玻璃板或木板上用錘、滾、棒壓碎，并除去碎石、砂礫及植物殘?bào)w后，使其全部通過(guò)20目尼龍篩。過(guò)篩后的土樣全部置于聚乙烯薄膜上，充分混勻再研磨至全部通過(guò)60

54、目孔徑的尼龍篩，用四分法縮分成兩份，一份用于含水率的測(cè)定，另一份再通過(guò)100目孔徑的尼龍篩，用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)的測(cè)定。</p><p>　　2.4 土樣的管理</p><p>　　土壤樣品管理包括土壤樣品的加工處理、分裝、分發(fā)過(guò)程中的管理和樣品入庫(kù)保存管理。</p><p>　　風(fēng)干土樣存放于干燥、通風(fēng)、無(wú)陽(yáng)光直射、無(wú)污染的樣品庫(kù)內(nèi)，將其放在玻璃瓶中，置于低于4℃的冰箱

55、內(nèi)存放，保存期通常為半年或一年。</p><p>　　2.5 土樣含水率的測(cè)定</p><p>　　污泥含水率是指在一個(gè)大氣壓、105°C左右或在減壓情況下于一定溫度下干燥至恒重后污泥的失重。其測(cè)定方法為：，將蒸發(fā)皿放入烘箱內(nèi)，在105-110°C下烘干，取出后置于干燥器中冷卻至室溫，用分析天平稱(chēng)重為W1。然后，準(zhǔn)確稱(chēng)取W2的電鍍污泥樣品于蒸發(fā)皿中，在105～110&

56、#176;C下烘3小時(shí)，取出連蒸發(fā)皿一起稱(chēng)重為W3，按下式計(jì)算污泥的含水率：</p><p>　　W=(W1+W2-W3)/W2×100%</p><p>　　實(shí)驗(yàn)測(cè)得 W1 =24.1132g，W2=50.0122g,W3=46.6583g 可得含水率：</p><p>　　W=（24.1132+50.0122-46.6583）÷50.0112

57、×100%=54.92%</p><p>　　2.6 總鉻的測(cè)定</p><p>　　2.6.1 方法原理</p><p>　　在酸性溶液中，水樣中的三價(jià)鉻被高錳酸鉀氧化成六價(jià)鉻。六價(jià)鉻與二苯碳酰二肼反應(yīng)生成紫紅色化合物，與波長(zhǎng)540nm處進(jìn)行分光光度測(cè)定。過(guò)量的高錳酸鉀用亞硝酸鈉分解，而過(guò)量的亞硝酸鈉又被尿素分解。</p><p&

58、gt;　　2.6.2 實(shí)驗(yàn)儀器</p><p><b>　?。?）微波消解器</b></p><p>　?。?）容量瓶：50ml （3）錐形瓶：150 mL （4）量筒：50 mL （5）移液管：5mL、10 mL （6）紫外分光光度器</p><p>　　2.6.3 實(shí)驗(yàn)試劑</p>

59、<p><b>　　（1）硫酸 1+1</b></p><p>　?。?）磷酸 1+1 （3）0.4%高錳酸鉀 （4）20%尿素溶液</p><p>　?。?）2%亞硝酸鈉溶液</p><p>　　2.6.4 樣品的消解</p><p>　　測(cè)經(jīng)密稱(chēng)取通過(guò)100 號(hào)篩子風(fēng)干或烘干的樣品約0.

60、2g 置于聚四氟乙烯消解罐中, 加入5ml硝酸，2ml鹽酸和1mlHF，于壓力10atm，溫度140℃下保持4min，壓力10atm，溫度170℃下保持4min，壓力25atm，溫度200℃下保持5min。消解完全后，待冷卻，將消解液轉(zhuǎn)入50ml容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度。</p><p>　　2.6.5 樣品的測(cè)定</p><p>　　取待測(cè)液2ml置于50ml錐形瓶中，用氫氧化鈉或硫

61、酸溶液調(diào)至中性，加入幾粒玻璃珠，加入1+1硫酸0.5ml，1+1磷酸0.5ml，搖勻。加入0.4％高錳酸鉀溶液2滴，如紫紅色消褪，則應(yīng)添加高錳酸鉀溶液保持紫紅色。加熱煮沸至溶液體積約剩20ml。取下冷卻，加入l ml 20%尿素溶液，搖勻。用滴管滴加2%的亞硝酸鈉溶液，每加一滴充分搖勻，至高錳酸鉀的紫紅色剛好褪去，稍停片刻，待溶液內(nèi)氣泡逸盡，轉(zhuǎn)移至50ml比色管中。用水稀釋至標(biāo)線，加入2ml顯色劑(I)，搖勻。10min后，于540nm

62、波長(zhǎng)處，用30mm光程的比色皿，以水做參比，測(cè)定吸光度并做空白校正，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得鉻的含量。</p><p>　　2.6.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定</p><p>　　向一系列150ml錐形瓶中分別加入0、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00和10.00ml鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液(I)，用水稀釋至50ml。然后按照測(cè)定水樣同樣的步驟進(jìn)行處理、測(cè)定。從測(cè)得的吸光度經(jīng)空白校正后

63、，繪制得到如下圖2中光度對(duì)鉻含量的校正曲線。</p><p><b>　　圖2 鉻的標(biāo)準(zhǔn)曲線</b></p><p>　　2.6.7 數(shù)據(jù)記錄與處理</p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)所用土樣中的鉻含量見(jiàn)表3：</p><p>　　表3 土樣總鉻含量的測(cè)定</p><p>　　2.7 氨體系分組浸出的試

64、驗(yàn)研究</p><p>　　2.7.1 方法原理</p><p>　　氨浸法是利用目的金屬與氨生成穩(wěn)定的氨配離子Me(NH3)nz+進(jìn)入溶液，從而與難溶物質(zhì)及不與氨絡(luò)合的雜質(zhì)金屬分離。能夠與氨生成穩(wěn)定的氨配合物的金屬有銀、銅、鋅、鎳、鈷、鎘、汞等。對(duì)自然礦和硫化礦，應(yīng)采用氧化氨浸，浸出過(guò)程中要提供氧化劑，以使自然礦中的金屬氧化和氨結(jié)合成氨配離子，硫化礦中的硫氧化成元素硫或硫酸根。氧化礦可采

65、用簡(jiǎn)單氨浸。氨浸法特別適宜含堿性脈石MgO、CaO高和含碳酸鹽高的物料，對(duì)高鐵、高鋁硅物料也有良好的適應(yīng)性。對(duì)物料中這些雜質(zhì)含量高時(shí)，采用酸浸將增大酸的消耗，同時(shí)鎂、鐵等雜質(zhì)可能進(jìn)入溶液，浸出液成分復(fù)雜，凈化困難。采用氨浸，選擇性浸出有價(jià)金屬，浸出液較純凈，雜質(zhì)含量低，浸出劑消耗少。</p><p>　　對(duì)同種金屬而言，一般高配位數(shù)氨配離子比低配位數(shù)氨配離子更穩(wěn)定。只要有較高濃度的氨存在，就可以認(rèn)為溶液中存在的絕

66、大多數(shù)是最高配位的氨配離子，其它低配位數(shù)的配離子可以忽略不計(jì)。不同金屬的氨配離子的穩(wěn)定性順序?yàn)椋?lt;/p><p>　　Cu(NH3)42+ >Zn(NH3)42+>Ni(NH3)62+>Cd(NH3)62+>Ag(NH3)22+>Co(NH3)62+</p><p>　　電鍍污泥作為一種含多種金屬的混合物，其中的有價(jià)金屬大多以其氫氧化物或鹽類(lèi)的形態(tài)存在，通過(guò)酸

67、浸大部分金屬物質(zhì)能以離子態(tài)或絡(luò)合離子態(tài)溶出；而氨浸的優(yōu)越性在于能選擇性溶解銅、鋅、鈷、銀、鎳等有價(jià)金屬，而鐵、鉻、鈣、鋁等則大多被抑制在浸出余渣中。</p><p>　　2.7.2 試驗(yàn)方法</p><p>　　采用NH3-NH4HCO3氨浸體系，根據(jù)一定液固比用NH4HCO3、氨水，催化劑、蒸餾水配制浸劑，利用恒溫磁力攪拌器進(jìn)行控溫和攪拌。浸出試驗(yàn)時(shí)，先量取一定體積浸出劑置于反應(yīng)容器中

68、，加熱到指定溫度后，將一定質(zhì)量風(fēng)干后的電鍍污泥緩緩加入，密閉好反應(yīng)容器，以防止氨的大量揮發(fā)，并恒溫?cái)嚢璧揭?guī)定時(shí)間。氨浸完畢后，用真空泵抽濾，濾渣用與浸出劑同組分的氨洗液洗滌3次，用量約為浸出劑的20%。濾液定容后取樣分析其中的各目標(biāo)金屬的含量。氨浸渣再用水洗滌3次，經(jīng)烘干后備用。氨浸試驗(yàn)分單因素條件試驗(yàn)和綜合條件試驗(yàn)兩部分進(jìn)行，以浸出液中的金屬總量計(jì)算浸出率。單因素條件試驗(yàn)中，考察的因素主要有時(shí)間、液固比、碳酸氫銨濃度、氨水濃度、溫度等

69、。然后在最佳的單因素條件下進(jìn)行綜合條件試驗(yàn)，以驗(yàn)證其浸出效果。</p><p>　　2.7.3 時(shí)間t對(duì)鉻浸出率的影響</p><p>　　取2g洗滌烘干后的電鍍污泥加入預(yù)先配置好的浸劑（NH3濃度8mol/L,NH4HCO3濃度5mol/L，Al(OH)30.25g）40ml，25°C震蕩1小時(shí)，靜置半小時(shí)，離心洗滌3次，定容到100ml。改變震蕩時(shí)間為1.5h，2h，2.5

70、h，3h，4h重復(fù)以上操作，得到以下數(shù)據(jù)： </p><p>　　表4 時(shí)間t對(duì)鉻浸出率的影響</p><p>　　對(duì)時(shí)間t跟鉻的浸出率作圖得圖3：</p><p>　　圖3 時(shí)間t對(duì)鉻浸出率的影響</p><p>　　由上圖可知：隨著時(shí)間的增加，在前1.5h內(nèi)，其浸出率的上升速度較快，在1.5h左右，鉻的浸出率達(dá)到一個(gè)高峰，而隨著時(shí)間往后，

71、鉻在氨液中的浸出率又呈下降趨勢(shì)，顯然是因?yàn)榧尤氪呋瘎┖?，抑制了三價(jià)鉻的浸出。為了進(jìn)一步確定催化劑對(duì)鉻浸出率的影響，我們分別考察在加入催化劑與不加催化劑的條件下，鉻的浸出情況。</p><p>　　2.7.4 催化劑對(duì)鉻浸出率的影響</p><p>　　取2g洗滌烘干后的電鍍污泥加入預(yù)先配置好的浸劑（NH3濃度8mol/L,NH4HCO3濃度5mol/L）40ml，25°C震蕩1

72、小時(shí)，靜置半小時(shí)，離心洗滌3次，定容到100ml。改變震蕩時(shí)間為1.5h，2h，2.5h，3h，4h重復(fù)以上操作，綜合2.7.3得到以下數(shù)據(jù)：</p><p>　　表5 催化劑對(duì)鉻浸出率的影響</p><p><b>　　繪制對(duì)比圖得圖4：</b></p><p>　　圖4 催化劑對(duì)鉻浸出率影響</p><p>　　從上

73、圖的對(duì)比曲線可以看出：催化劑的加入，確實(shí)在一定程度上加速了電鍍污泥中活性態(tài)氫氧化鉻向鈍化態(tài)羥基氧化鉻的轉(zhuǎn)化。從曲線趨勢(shì)分析可知，催化劑極大地加速了鉻的水解沉淀速度，用化學(xué)反應(yīng)式表示如下：</p><p>　　2Cr(OH)3+9NH3+3NH4HCO3→[Cr(NH3)63+]2(CO32-)3+6H2O</p><p>　　Cr(NH3)63++2H2O +催化劑→CrO(OH)鈍化態(tài)+

74、3NH4++3NH3</p><p>　　曲線在1.5h左右出現(xiàn)最高點(diǎn)后迅速下降，3.5h后鉻的浸出率僅為2.01%。由于氨浸的反應(yīng)時(shí)間主要取決于鉻的水解沉淀速度，綜合考慮，我們選定氨浸的時(shí)間為3.5h。</p><p>　　2.7.5 NH3濃度對(duì)鉻浸出率的影響</p><p>　　取2g洗滌烘干后的電鍍污泥加入預(yù)先配置好的浸劑（NH3濃度分別為4、5、6、7、

75、8、9、10mol/L,NH4HCO3濃度5mol/L，Al(OH)30.25g）40ml，25°C震蕩1小時(shí)，靜置半小時(shí)，離心洗滌3次，定容到100ml?？疾敛煌琋H3濃度對(duì)氨分組浸出效果的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖5所示：</p><p>　　圖5 NH3濃度對(duì)鉻浸出率的影響</p><p>　　從上圖可知：NH3濃度對(duì)鉻的浸出率影響不大，在試驗(yàn)所選的參數(shù)范圍之內(nèi)，其浸出率保持在

76、較低的水平， NH3濃度從3mol/L增加到8mol/L時(shí)浸出率呈下降趨勢(shì)，在8mol/L時(shí)達(dá)到最低值，之后隨著NH3濃度增大浸出率增大。因此，我們認(rèn)為：試驗(yàn)選定NH3濃度為8mol/L是比較合適的。</p><p>　　2.7.6 NH4HCO3濃度對(duì)鉻浸出率的影響</p><p>　　取2g洗滌烘干后的電鍍污泥加入預(yù)先配置好的浸劑（NH3濃度8mol/L,NH4HCO3濃度分別為0.

77、5、1.5、2.5、3.5、4.5、5、6mol/L）40ml，25°C震蕩1小時(shí)，靜置半小時(shí)，離心洗滌3次，定容到100ml?？疾敛煌瑵舛萅H4HCO3濃度對(duì)鉻浸出率的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下圖6：</p><p>　　圖6 NH4HCO3對(duì)鉻浸出率的影響</p><p>　　從上圖可以看出：NH4HCO3濃度對(duì)鉻的浸出影響甚微，其浸出率在能保持在較小范圍(0.3%)內(nèi)波動(dòng)。當(dāng)NH

78、4HCO3濃度為5mol/L時(shí)鉻浸出率最小，故選擇NH4HCO3濃度為5mol/L。</p><p>　　2.7.7 液固比L/S對(duì)鉻浸出率的影響</p><p>　　取2g洗滌烘干后的電鍍污泥加入預(yù)先配置好的浸劑（NH3濃度8mol/L,NH4HCO3濃度5mol/L，Al(OH)30.05g）20、30、40、50、60ml，25°C震蕩1小時(shí)，靜置半小時(shí)，離心洗滌3次，定

79、容到100ml?？疾敛煌汗瘫葘?duì)鉻的浸出率影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下圖7：</p><p>　　圖7 液固比對(duì)鉻浸出率的影響</p><p>　　從上圖可知：鉻的浸出率均隨液固比的增加呈整體上升的趨勢(shì)，這是由于L/S的增大，有可能使污泥的粘度降低，對(duì)反應(yīng)物與生成物的擴(kuò)散有利。液固比較大時(shí)，可以增加溶液的過(guò)濾性能，理論上液固比越小鉻浸出率越低，但是液固比過(guò)小時(shí)污泥中其它金屬組分浸出率也很低，無(wú)法達(dá)到

80、分離的目的。綜合考慮，我們選定液固為20。</p><p><b>　　3 結(jié)論</b></p><p>　　本文以嘉興市某電鍍廠產(chǎn)生的含量高、毒性大的含鉻污泥為試驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)行了深入細(xì)致的綜合研究，采用較為成熟的氨浸法提取技術(shù)，進(jìn)行金屬鉻的回收及其資源化利用研究。通過(guò)一系列探索研究，及單因素條件實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)，獲得了主要工藝的最優(yōu)工藝參數(shù)。</p>&

81、lt;p>　　本研究的主要結(jié)論如下：</p><p>　　在常溫下(T=25°C)電鍍污泥NH3-NH4HCO3氨體系分組浸出比較理想的工藝條件是：時(shí)間t=3.5h，NH3濃度8mol/L，NH4HCO3濃度5mol/L，液固比L/S=20，催化劑0.25g/L。</p><p>　　電鍍污泥在上述條件下經(jīng)NH3-NH4HCO3體系浸出后，絕大部分鉻在渣中得到富集，實(shí)現(xiàn)與其

82、他金屬成分的分離，為后續(xù)試驗(yàn)中充分回收鉻創(chuàng)造了有利條件。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 黃渭澄，袁華，袁詩(shī)璞等．電鍍?nèi)龔U處理[M]．四川：四川科學(xué)技術(shù)出版社，1985．1—2.</p><p>　　[2] 周全法，尚通明．電鍍廢棄物與材料的回收利用[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004．1—2．&

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92、電鍍行業(yè)中廢水處理后產(chǎn)生的含重金屬污泥廢棄物，被列入國(guó)家危險(xiǎn)廢物名單中的第十七類(lèi)危險(xiǎn)廢物。作為電鍍廢水的“終態(tài)物”，雖然其量比廢水要少得多，但是由于廢水中的Cu、Ni、Cr、Zn、Fe等重金屬都轉(zhuǎn)移到污泥中，從某種意義上說(shuō)，電鍍重金屬污泥對(duì)環(huán)境的危害要比電鍍廢水嚴(yán)重。如果對(duì)這種危害性極大的電鍍污泥不作任何處置，其對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞是不言而喻的，另一方面，如果對(duì)電鍍污泥中品位極高的重金屬物質(zhì)不加以回收利用，也意味著資源的巨大浪費(fèi)。為了減少電

93、鍍污泥對(duì)環(huán)境的污染以及實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)學(xué)者主要集中于這方面的研究。</p><p><b>　　二．主體部分</b></p><p>　　電鍍污泥被列入國(guó)家危險(xiǎn)廢物名單中的第十七類(lèi)危險(xiǎn)廢物。按照對(duì)電鍍廢水處理方式的不同?？蓪㈦婂兾勰喾譃榛旌衔勰嗪蛦钨|(zhì)污泥兩大類(lèi)。前者是將不同種類(lèi)的電鍍廢水混合在一起進(jìn)行處理而形成的污泥。后者是將不同種類(lèi)的電鍍廢水分別處理而形

94、成的污泥，如含鉻污泥、含銅污泥、含鎳污泥、含鋅污泥等。但是，實(shí)際上大多數(shù)電鍍小企業(yè)的廢水經(jīng)過(guò)處理后得到的多是混合污泥。因此，目前針對(duì)電鍍污泥的處理和資源化利用也是以混合污泥為主要對(duì)象。電鍍污泥中常常賦存大量的鉻，而作為上榜“中國(guó)環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單”的一種重金屬污染物鉻，其化合物中Cr(VI)的毒性最大，它可透過(guò)細(xì)胞膜毒害生命組織，對(duì)人體產(chǎn)生“三致”作用，對(duì)皮膚、呼吸系統(tǒng)和消化系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生較大的危害；在環(huán)境中它能降低生化需氧量，阻礙氮素

95、的消化過(guò)程，使土壤板結(jié)，農(nóng)作物枯死，破壞生物機(jī)體的新陳代謝等[2]。不可再生資源，而且我國(guó)的鉻資源短缺，因此，如何有效地回收利用電鍍污泥中的鉻逐漸成為研究者們關(guān)注的熱點(diǎn)。在電鍍污泥的重金屬回收方面，近年來(lái)趨向于采用濕法冶金工藝進(jìn)行研究。其工藝過(guò)程主要包括以下幾個(gè)階段：預(yù)處理、浸出、溶液的凈化、相似元素分離和析出化合物或金屬，其中，浸出是決</p><p><b>　　2.1酸浸一氧化法</b>

96、;</p><p>　　酸性浸出法是濕法冶金中應(yīng)用最廣泛的浸出方法之一，常用的浸出劑有鹽酸、硫酸、硝酸、王水等。電鍍污泥中的金屬大多以其氫氧化物或氧化物形態(tài)存在，通過(guò)酸浸大部分金屬物質(zhì)能以離子態(tài)或絡(luò)合離子態(tài)溶出。Silva等[5] 用80％的鹽酸浸出電鍍含鉻污泥中的各金屬，為了分離鉻與浸出液中的其他金屬元素，加入一定量30％的H2O2，發(fā)生以下反應(yīng)使Cr(IlI)氧化成Cr(VI)：</p><

97、;p>　　2CRO2+3H2O2→2CrO2 +OH- +H2O</p><p>　　在氧化過(guò)程中，其他金屬多以氫氧化物的形式沉淀下來(lái)。然后，用NaOH或KOH調(diào)節(jié)pH到7～11，使溶液中殘余的金屬雜質(zhì)Mn、Zn、Fe、Ca、Mg等充分沉淀，再將溶液過(guò)濾便得到較純的鉻酸鹽溶液。以?xún)艋蟮你t酸鈉或鉻酸鉀為原料，可以根據(jù)實(shí)際需要采用不同的成品制取工藝進(jìn)行回收利用[6]。 </p><p>

98、;　　2.2氨絡(luò)合轉(zhuǎn)化—鐵氧體法</p><p>　　以氨或氨加銨鹽作浸出劑的浸出過(guò)程稱(chēng)為氨浸。氨浸法在濕法冶金中得到廣泛應(yīng)用，其優(yōu)越性在于能選擇性溶解銅、鋅、鈷、銀、鎳等金屬，而鐵、鉻、鈣、鋁等則大多被抑制在浸出余渣中。為了提高氨的利用率，一般采用氨水循環(huán)浸泡使其與銅鎳等金屬充分絡(luò)合。由于氨有刺激性氣味，當(dāng)氨水中NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于18％時(shí)，氨容易揮發(fā)，不僅造成氨的損失，而且影響環(huán)境。因此，氨浸對(duì)裝置的密封性要

99、求較高。電鍍污泥經(jīng)氨浸后得到的鉻鐵余渣較難處理，許多學(xué)者對(duì)如何進(jìn)一步從中回收鉻展開(kāi)了深入細(xì)致的試驗(yàn)研究。Zhang Yi等[7]的研究結(jié)果表明，在一定條件下，利用氨浸法能將Fe、Cr、Ni、Cu等加以有效分離。其方法如下：在室溫和氧分壓為0.03 MPa下，向浸出液中鼓入空氣，將多組分的電鍍污泥用NH3-(NH4)2SO4溶液浸出，Cu-Ni-Zn體系轉(zhuǎn)化為氨絡(luò)合物Me(NH3)2SO4而穩(wěn)定在液相，污泥中的Fe、Cr元素則生成惰性鉻鐵

100、沉淀，從而有效的將Fe、Cr與其它元素Cu、Zn、Ni等分離。然后在溫度140℃和0.1～0.2 MPa的氧分壓下，將形成的鐵鉻渣用燒堿溶液浸泡，使其中的Cr和Fe元素分別生成鉻酸鹽和Fe203：</p><p>　　FeO ? Cr2O3+4NaOH+7/4O2→2NaCrO4+1/2Fe2O3+2H2O</p><p>　　經(jīng)過(guò)濾可達(dá)到鐵鉻分離的目的。最后，電鍍污泥中Cr的回收率能達(dá)到

101、95％，大大減少了氨浸鉻渣對(duì)環(huán)境的潛在危害，同時(shí)能獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。至于Cu-Ni-Zn體系中的各金屬可采用溶劑萃取法或高壓氫還原法進(jìn)行分離回收，從而得到各自的金屬單質(zhì)或相應(yīng)的高純度鹽。</p><p><b>　　2．3溶劑萃取法</b></p><p>　　溶劑萃取法也稱(chēng)液一液萃取，其操作簡(jiǎn)單、快速、高效，在濕法冶金工藝中常常用于提取和分離溶液中的金屬。我國(guó)的祝

102、萬(wàn)鵬等[9-11]以溶劑萃取工藝為主體，先后進(jìn)行了一系列從電鍍污泥中回收有價(jià)金屬的實(shí)驗(yàn)毒性，因此電鍍污泥的生物處理還處在探索階段。今后這方面研究的重點(diǎn)將集中在微生物吸附轉(zhuǎn)化重金屬的機(jī)理以及馴化培養(yǎng)對(duì)重金屬有較強(qiáng)適應(yīng)能力的優(yōu)勢(shì)菌種上。</p><p>　　2.4鍍含鉻污泥的綜合利用 </p><p><b>　　2.41 制磚</b></p><p&

103、gt;　　將電鍍污泥摻入煤渣、粘土等燒制成磚，是一種能大量消納污泥的無(wú)害化處置和綜合利用的方法。將含Cr3+的污泥摻入有煤渣的磚坯中，在高溫煅燒和長(zhǎng)時(shí)間保溫的條件下，煤渣中的碳將Cr3+充分轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘巽t吳秀英[17]研究了鉻污泥單獨(dú)摻燒成磚工藝，將鉻污泥與煤渣(含碳量25％)按1：3的比例混合摻入磚坯燒成磚，使電鍍污泥中Cr3+基轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘巽t。磚中Cr3+的含量低于國(guó)家規(guī)定的土壤中含鉻標(biāo)準(zhǔn)(600～1000mg／kg)。該工藝簡(jiǎn)單，操作

104、方便，不需另加設(shè)備，只是在制磚工藝中加入一定量的鉻污泥，燒成的磚中Cr3+轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘巽t后其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易造成二次污染。而龍軍[18]等對(duì)將電鍍含鉻污泥與粘土按一定比例混合制成紅磚和青磚的可行性進(jìn)行了探討，對(duì)其制品進(jìn)行了浸出毒性實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，青磚浸出液中無(wú)Cr3+檢出，是一種安全可行的綜合利用方法。</p><p>　　2.42 制各種工業(yè)材料</p><p>　　作為電鍍廢水處理后的

105、產(chǎn)物，電鍍污泥的成分及其含量隨廢水處理工藝的不同而存在較大差異。根據(jù)采用的廢水處理方式，可以將相應(yīng)的電鍍含鉻污泥制成各種工業(yè)材料[19]，達(dá)到資源化和綜合利用的目的。如鐵氧體法產(chǎn)生的電鍍污泥比較適宜做磁性材料。國(guó)內(nèi)已成功利用含鉻污泥制成MX．400中波天線磁棒—一種錳鋅鐵氧體(這種磁性材料對(duì)各成分含量要求嚴(yán)格)。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，需要多次對(duì)污泥進(jìn)行成分分析，調(diào)整材料成分。而電解法、鐵屑鐵粉法含鉻污泥則可制成工業(yè)催化劑，一些科研單位利用這

106、種污泥制成了合成氨用的中變觸媒，如C4_2、C6和B104一類(lèi)中溫變換鐵鉻系催化劑。含Cr(OH)3的污泥經(jīng)過(guò)烘干、粉碎、配料、加熱攪拌、注模成型、冷卻等工藝后可制成拋光膏。亞硫酸氫鈉法等還原法得到的含鉻污泥含鐵較少，可用于制作綠色拋光膏；硫酸亞鐵法等得到的鉻污泥含有較多的鐵，可用于制作紅色拋光膏。此外，電解法所得含鉻污泥，還可用于制作鐵鉻紅，并可用于調(diào)制鐵紅底漆。</p><p><b>　　結(jié)語(yǔ)&l