專利名稱：一種污泥有價成分的提取方法
技術領域：
本發明涉及一種冶金危險固體廢棄物綜合利用技術，是一種銅污泥有價成分提取技術，屬于資源綜合利用與危險廢棄物無害化處置領域。技術背景
銅火法冶煉過程中產生大量酸性廢水，這類廢水的處理目前通常采用石灰中和沉淀處理，使重金屬以氫氧化物的形式沉淀析出，產生大量含Cu、Sn、Zn、As的混合污泥。這些污泥其主要成分為石膏，但富含砷及其他重金屬，若任其隨意堆放，會對環境造成嚴重的危害。由于污泥成分復雜且含有多種有毒有害物質，長期堆放不僅侵占土地，而且會嚴重地污染地下水、土壤和農田，影響人體健康和生態環境。該污泥含有多種有毒有害物質，必須經無害化處置，以達到防治污染目的。
由于此類銅污泥中含有大量的有價成分，如As、Zn、Cu、Ag、Sb、Se等，如果能有效的回收其中有價成分，不僅避免了資源浪費，更重要的是可以降低污泥中有害成分的含量， 減少對環境的污染。
與傳統的濕法浸出相比，不需要進行多次的固液分離，減少了污泥的處理過程。與傳統的直接高溫焙燒相比，提高了砷及其它易揮發元素的收得率，節約成本。與傳統的污泥直接固化技術相比，提高了污泥利用率回收了有價金屬，節約成本，降低了污泥固化成本和減少污泥對環境的危害。
鑒于以上原因，本發明提出一種回收銅污泥中砷及易揮發的有價金屬，實現污泥綜合利用新方法。發明內容
本方法提出一種銅污泥有價成分的提取方法，以銅火法冶煉產生的污泥為主要原料，利用真空技術實現砷及砷氧化物及其他易揮發性金屬的分離與提取，達到降低銅污泥中有害成分含量的目的，進而降低銅污泥的浸出毒性或固化成本。
該發明包括以下幾個步驟(1)對污泥進行脫水預處理，在10 0°c 150°C下烘干處理12小時，脫除其中水分，預處理后將樣品進行研磨處理，控制物料粒度為O. 45^1. Omm左右；(2)將預處理過樣品與一定量的還原劑(煤粉、焦炭等)進行充分混合，其中還原劑的添加量控制在5 10%的范圍內；充分混合后的物料放入真空爐內，同時將爐子抽真空；控制真空爐殘壓6. 67^26. 7Pa范圍內，溫度控制在(80(Tl200°C )范圍內，進行真空高溫處理20 60min時間；(3)隨著真空爐溫度與真空度的升高，通過還原或分解反應污泥中的As、Sb等易揮發性成分揮發出來，并且以冷凝的方式進行收集得到一次精餾產物，一次精餾產物中主要是砷、銻的混合物，含有少量的Pb、Zn等少量易揮發的雜質及焙燒產生的灰塵，將含有砷、銻的一次精 餾產物重新放入真空爐中進行二次精餾可進一步提高其中有價成分含量，蒸餾溫度為400-800°C，真空爐殘壓5. 33 66. 7Pa下蒸餾30_50min，冷凝收集揮發性得到含砷、銻的合金，合金的收得率在95%以上；(4 )將上述收集As、Sb合金采用常規銻精煉方法進行砷和銻的回收，在砷、銻合金精煉時砷優先蒸發，精煉是在50(T70(TC時，殘壓40Pa下處理3(T60min，分別回收得到砷和銻， 其中在合金精煉中加入還原劑，還原劑的添加量為物料質量的5 10% ；(5)將第一次蒸餾產生的殘留物料與第二次蒸餾的殘留物料放在一起，放入焙燒爐，通入O2進行氧化焙燒，焙燒溫度在50(T850°C，焙燒時間6(Tl20min，收集As2O3氣體，防止污染環境，將焙燒后的物料進行固化處理。
本發明中還原劑為煤粉、焦炭。
本發明中處理的污泥為銅火法冶煉過程中用煙氣制酸后產生的廢水，廢水經廢水處理站后產生的含高砷及其它重金屬污泥，一般統稱為銅污泥。
本發明中固化處理是采用常規方法，利用物理-化學方法將焙燒后的污泥摻合并包容在密實的惰性基材中，使其穩定化的一種過程；或者是將焙燒后的污泥用惰性材料加以包容的過程。處理后的污泥中含有大量的重金屬元素，為了防止重金屬元素對環境產生二次污染，必須對污泥進行固化處理。
本發明的優點與傳統的對污泥直接固化處理相比，可以有效的回收As、Sb等有價元素，提高了資源的利用率，防止砷等有害元素進入大氣環境，給周邊環境帶來污染。
本發明與以往的直接焙燒污泥脫砷相比，通過一次蒸餾和二次蒸餾更好的保證了對砷、銻的回收效果，而且可以不用額外的再加入熟石灰來防止煅燒過的污泥中的砷的浸出。
本發明與濕法浸出相比，不需要進行多次的固液分離，減少操作的環節，節約成本。
本發明由于采用上述工藝方法，工藝簡單，投入設備少，成本低，提取過程不產生污染，為處理污泥的一種新工藝。
通過本發明方法可以將有價成分中砷銻的回收率提高到98%以上、銻的回收率提高到95%以上。
圖1是本發明工藝流程不意圖。
具體實施方式
實施例1 :本污泥有價成分的提取方法，具體內容如下本實施例使用的是煉銅廠廢水處理后產生的污泥，其組分見表1:
權利要求
1.一種銅污泥有價成分的提取方法，其特征在于按如下步驟進行(1)污泥的預處理對銅污泥進行脫水預處理，在10(Tl5(rC下烘干處理12小時，干燥后樣品進行研磨，研磨后物料粒度為O. 45"1. Omm ；(2)將預處理后物料與還原劑混合，混勻后物料放入真空爐中，真空爐殘壓為 6. 67 26. 7Pa，在80(Tl20(TC下進行真空高溫精餾處理2(T60min，然后將反應污泥中揮發出來的易揮發性成分以冷凝的方式進行收集，得到一次精餾產物，將含有砷、銻的一次精餾產物再放入真空爐中進行真空重蒸餾，蒸餾溫度為40(T80(TC，真空爐殘壓5. 33飛6. 7Pa下蒸餾3(T50min，冷凝收集揮發份，得到含砷、銻的合金，其中還原劑的添加量為物料質量的 5 10% ；(3)將收集的砷、銻合金采用常規銻精煉方法進行砷和銻的回收，銻精煉是在 50(T70(TC、殘壓40Pa下處理3(T60min，分別得到砷和銻，其中在合金精煉中加入還原劑， 還原劑的添加量為物料質量的5"10% ；(4)將第一次精餾產生的殘留物料與第二次精餾的殘留物料收集在一起，放入焙燒爐， 通入O2進行氧化焙燒，焙燒溫度為50(T85(TC，焙燒時間6(Tl20min，同時收集As2O3氣體， 將焙燒后的物料進行固化處理。
2.根據權利要求1所述的銅污泥有價成分的提取方法，其特征在于還原劑為煤粉、焦炭。
全文摘要
本發明公開了一種污泥有價成分的提取方法，該方法利用真空蒸餾技術、真空二次蒸餾、高溫氧化焙燒、砷的提取和粗銻精煉，實現砷及砷氧化物及其它易揮發性金屬的分離與提取，實現有價金屬的回收以及降低污泥中有害成分含量的目的，該工藝簡單、設備投入少，砷和銻不經氧化還原直接提取回收，達到了降低了污泥中的有害元素含量的目的，進而降低污泥的浸出毒性或固化成本。
文檔編號C22B30/04GK103060570SQ20131001413
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月15日 優先權日2013年1月15日
發明者祁先進, 廖天鵬, 王 華, 祝星, 胡建杭 申請人:昆明理工大學