申请日2004.06.18
公开(公告)日2007.07.18
IPC分类号C02F11/00; B09B3/00
摘要
一种对含金属的污泥进行回收处理的方法，其主要利用一种在酸性环境下可生成二氧化氯气体或氯气的含氯盐类化合物，来使高分子絮凝剂从所述含金属的污泥中释放出来，以回收高分子絮凝剂，并生成以二氧化氯气体或氯气为主的气体;另外，本发明的方法可进一步选择性地通过沉淀、结晶及尾气回收等步骤来处理污泥，以回收金属氧化物，并将其它产物再用于本发明的处理过程或废水处理系统中，以进行循环式再利用而不会产生二次公害，并可降低生产成本和达到资源回收、再利用的目的。
权利要求书
1、一种对含金属的污泥进行回收处理的方法，其包含下列步骤：
(a)在酸性环境和适宜的温度下，将含有高分子絮凝剂的含金属 的污泥与一种在酸性环境下可生成二氧化氯气体或氯气的含氯盐类 化合物接触足够长的时间，以生成以二氧化氯气体或氯气为主的气体 ，并使得所述高分子絮凝剂从所述含金属的污泥中释放出来。
2、如权利要求1所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法，其 特征在于：所述步骤(a)中的含氯盐类化合物选自：氯酸钠、氯酸钾、 亚氯酸钠、亚氯酸钾、次氯酸钠、次氯酸钾，以及它们的组合。
3、如权利要求2所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法，其 特征在于：所述含氯盐类化合物为亚氯酸钠。
4、如权利要求1所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法，其 特征在于：所述步骤(a)是在pH为2-7的酸性环境下进行的。
5、如权利要求4所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法，其 特征在于：所述步骤(a)是在pH为2-4的酸性环境下进行的。
6、如权利要求1所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法，其 特征在于：所述酸性环境是通过添加适量的酸性溶液来实现的。
7、如权利要求6所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法，其 特征在于：所述酸性溶液选自：硫酸、硝酸、盐酸、蚀刻废液，以及 它们的组合。
8、如权利要求1所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法，其 特征在于：在所述步骤(a)中进一步添加适量的水。
9、如权利要求1所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法，其 特征在于：所述步骤(a)是在不高于220℃的温度下进行的。
10、如权利要求1所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法， 其特征在于：所述含金属的污泥为含铜污泥。
11、如权利要求1所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法， 其特征在于：以所述含金属的污泥的总重计，所述含氯盐类化合物的 用量为1～5重量%。
12、如权利要求1所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法， 其特征在于：在所述步骤(a)中进一步添加一缓冲剂，以控制所述气体 的生成速率，所述缓冲剂选自：磷酸盐、柠檬酸、柠檬酸盐、柠檬酸 酯、过氧化氢，以及它们的组合。
13、如权利要求1所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法， 其特征在于其还包含一步骤(b1)，所述步骤(b1)是将所述以二氧化氯气 体或氯气为主的气体回收并压缩成液体，以再利用。
14、如权利要求1所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法， 其特征在于其还包含一步骤(b2)，所述步骤(b2)是将所述以二氧化氯气 体或氯气为主的气体导入待处理的水槽，以处理水。
15、如权利要求1所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法， 其特征在于其还包含一步骤(b3)，该步骤(b3)是使用水来吸收所述以二 氧化氯气体或氯气为主的气体，从而制成以亚氯酸或次氯酸为主的溶 液。
16、如权利要求1所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法， 其特征在于其还包含一步骤(b4)，该步骤(b4)是将所述被释出的高分子 絮凝剂从所述含金属的污泥中分离出，从而获得固相的高分子絮凝剂 和酸性回收液。
17、如权利要求16所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法， 其特征在于其还包含一步骤(c)，所述步骤(c)是将步骤(b4)中所获得的 酸性回收液与过量的碱性溶液反应，以获得含有不可溶的金属氧化物 组份和可溶的盐类组份的沉淀回收液。
18、如权利要求17所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法， 其特征在于：所述步骤(c)中使用的碱性溶液选自：IA族金属氢氧化物 水溶液、IIA族金属氢氧化物水溶液、氨水以及它们的组合。
19、如权利要求17所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法， 其特征在于：在所述步骤(c)中进一步添加金属沉淀助剂，以降低所述 沉淀回收液中的金属浓度。
20、如权利要求19所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法， 其特征在于：所述金属沉淀助剂为碳酸钠。
21、如权利要求17所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法， 其特征在于：在所述步骤(c)中，在与所述碱性溶液反应前，所述酸性 回收液的pH值被调整至不大于0.65。
22、如权利要求17所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法， 其特征在于其还包含一步骤(d)，该步骤(d)是将所述金属氧化物组份由 所述沉淀回收液中分离出。
23、如权利要求22所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法， 其特征在于：由所述步骤(d)分离出的金属氧化物组份包含氧化铜。
24、如权利要求22所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法， 其特征在于其还包含一步骤(e)，该步骤(e)是通过冷冻结晶将盐类组份 由沉淀回收液中分离出，以获得盐类组份和碱性回收液。
25、如权利要求24所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法， 其特征在于：由步骤(e)获得的碱性回收液被用作不饱和氧化剂。
26、如权利要求24所述的对含金属的污泥进行回收处理的方法， 其特征在于其还包含一步骤(f)，该步骤(f)是将步骤(e)所获得的碱性回 收液与步骤(a)中所生成的以二氧化氯气体或氯气为主的气体接触，以 获得饱和氧化剂。
说明书
对含金属的污泥进行回收处理的方法
技术领域
本发明涉及一种对含金属的污泥进行回收处理的方法，特别是涉 及一种利用一种在酸性环境下可生成二氧化氯气体或氯气的含氯盐 类化合物，来选择性破坏含金属的污泥中金属与高分子絮凝剂间的相 互作用，而使高分子絮凝剂析出并生成以二氧化氯气体或氯气为主的 气体的方法。
背景技术
电路板制造业在岛内策略性工业中占相当重要地位，也是台湾迈 向科技岛的重要性产业，但是其制造过程中产生的污泥和高、低浓度 的蚀刻废液，皆因含有金属和具有腐蚀性而被归为有害废弃物，因而 在高成长与高获利的光鲜亮丽外表下，该产业背后的环境污染问题实 为其发展的一大隐忧。据统计，岛内电路板制造业每年产出超过20万 吨以上的有害污泥且每年以20%的速度增加，而随着印刷电路板制造 过程中各制备单元的功能需求，所添加的有机或无机化学药品也会产 生各种高浓度废液，如：显影废液、剥膜废液、蚀刻废液、剥锡铅废 液等，因此，如何有效处理金属污泥及其废液的问题一直以来为业界 所关注，是一个亟待解决的问题。
目前岛内外有关金属污泥的处理方法很多，比如：掩埋、锻烧、 固化、高温融熔、酸浸、氨浸、酸萃等，相关技术已公开在美国专利 第3,300,299、4,428,773、4,242,127、4,162,294、5,599,458、5,807,478、 5,234,669，和台湾专利公告号第202419、241247、292274、460585 号等中。
由于印刷电路板厂在制造过程中产生的废水中含有高浓度的金 属离子，因而一般会在废水处理过程加入高分子絮凝剂等化学药剂来 对金属离子进行浓缩，从而形成含高分子絮凝剂的含金属的污泥，因 而有关污泥中高分子絮凝剂的回收和再利用也是业界所关心的课题。 然而，就目前业界常用的酸萃处理方法而言，因所使用的药剂不仅破 坏含金属的污泥中的金属(金属氢氧化物)与高分子絮凝剂之间的相互 作用，同时也会破坏高分子絮凝剂内部的化学键，使得在处理过程中 高分子絮凝剂被分解成小分子而溶于经酸萃的污泥中，因而无法被释 出并以固态形式回收，所以无法回收高分子絮凝剂，同时这些被分解 溶于污泥中的残余物也无法在后续处理中完全消除，所以会造成二次 公害。
因此，对业界而言，亟待开发一种含金属的污泥的回收处理方法， 其可有效回收高分子絮凝剂和其它可再利用的物质，并降低二次公 害。
发明内容
为改善上述含金属的污泥处理方法，本案申请人经多方研究而发 明一种可有效回收高分子絮凝剂(polymeric coagulant agent)的回收处 理方法，即使用一种在酸性环境下可生成二氧化氯气体(ClO2(g))或氯气 (Cl2(g))的含氯盐类化合物，来处理含高分子絮凝剂的含金属的污泥。
虽然有关上述反应的机制尚无法确切了解，但推测所述含氯盐类 在酸性条件下所生成的二氧化氯气体或氯气可选择性地破坏污泥中 的金属氢氧化物与高分子絮凝剂间的相互作用，但却不破坏高分子絮 凝剂内部的化学键，因此高分子絮凝剂不会被分解成小分子而溶于经 酸萃的污泥中，而会以固态自污泥中析出，因此可被有效回收并再利 用。同时本发明方法所生成的以二氧化氯气体或氯气为主的气体本身 有非常多的用途，因此也可通过各种已知的方式予以回收并再利用。
因此，本发明首先提供一种对含金属的污泥进行回收处理的方 法，其包含下列步骤：
(a)在酸性环境和适宜的温度下，将含有高分子絮凝剂的含金属 的污泥与一种在酸性环境下可生成二氧化氯气体或氯气的含氯盐类 化合物接触足够长的时间，以生成以二氧化氯气体或氯气为主的气 体，并使得所述高分子絮凝剂从所述含金属的污泥中释放出来。
本发明的方法除了可通过所述步骤(a)来使高分子絮凝剂有效析 出并生成以二氧化氯气体或氯气为主的气体外，还可通过各种现有的 分离方式来回收高分子絮凝剂。
另外，本发明的方法在成功回收高分子絮凝剂和所述以二氧化氯 气体或氯气为主的气体之后，可进一步通过添加过量碱液生成金属氧 化物沉淀来回收金属，接着可进一步利用结晶步骤来回收盐类，并获 得碱性回收液(可作为不饱和氧化剂)，进而还可利用该碱性回收液来 吸收步骤(a)所生成的以二氧化氯气体或氯气为主的气体(尾气回收)， 而制得一饱和氧化剂。因此，本发明的方法所包含的上述连续处理步 骤可形成一个完整的废弃物回收循环，使含有高分子絮凝剂的含金属 的污泥可得到再利用或导入废水处理系统或再利用回收体系中使用， 而不会产生二次公害问题。
另外，本发明还提供一种高分子絮凝剂，其是通过前述本发明的 对含金属的污泥进行回收处理的方法获得的。
同时，本发明还提供一饱和氧化剂，其是通过前述本发明的对含 金属的污泥进行回收处理的方法获得的。
