公布日：2022.04.08
申请日：2021.12.06
分类号：C22B7/00(2006.01)I;C22B34/32(2006.01)I;C22B1/00(2006.01)I;C01G37/14(2006.01)I
摘要
本发明涉及电镀污泥处理技术领域，具体是涉及一种用于电镀污泥重金属提取回收的提取方法及其设备；提取方法包括将电镀污泥与氢氧化钠溶液按一定比例混合，超声处理；然后加入氧化剂溶液，在超声作用下持续反应；采用抽滤分离器将电镀污泥与浸出液分离；然后调节浸出液pH，产生沉淀物；然后通过重金属提取芯，过滤回收沉淀物，得到的溶液为铬酸钠溶液；提取设备包括第一处理装置，第二处理装置；第一处理装置包括浸出处理罐、机械搅拌器、超声组件、抽滤分离器；第二处理装置包括复合提取罐、搅拌转筒、重金属提取芯；本发明技术方案提取率高、稳定，并且占地面积小，对污泥的处理效率高，能够满足电镀企业工业化生产需求。
权利要求书
1.一种用于电镀污泥重金属提取回收的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将电镀污泥与氢氧化钠溶液混合，置于带有超声发生器的提取设备中进行超声预处理；(2)然后向提取设备中加入氧化剂溶液，在超声作用下继续反应；过滤得到浸出液；(3)然后调节浸出液溶液pH，提取浸出液中的重金属；最后得到的溶液为铬酸钠溶液；所述的提取方法，具体包括以下步骤：S1：超声预处理将电镀污泥与氢氧化钠溶液按一定比例混合，放置在提取设备的第一处理装置内，超声处理3～10min；处理温度为20～100℃；其中，电镀污泥与氢氧化钠的固液比为2～20mL/g；氢氧化钠浓度为5～50％；S2：氧化处理然后按一定比例向第一处理装置中加入氧化剂溶液，在超声作用下继续反应10～30min；其中氧化剂溶液与氢氧化钠溶液的比例为1:2～20；所述氧化剂溶液为浓度是12～23wt％的次氯酸钠或浓度是25.5～36.5wt％的双氧水；S3：泥水分离采用抽滤分离器将电镀污泥与浸出液分离，得到浸出液；S4：重金属提取在第二处理装置内加酸调节浸出液pH至5～6，并持续搅拌20～30min，产生沉淀物；然后通过重金属提取芯，过滤回收沉淀物；最终得到的溶液为铬酸钠溶液；包括用于分离电镀污泥与重金属的第一处理装置(1)，设置在所述第一处理装置(1)下方用于分步提取重金属的第二处理装置(2)；所述第一处理装置(1)包括浸出处理罐(10)，设置在所述浸出处理罐(10)上端的污泥进入口(11)、药剂添加口(12)，设置在所述浸出处理罐(10)内部的机械搅拌器(13)，均匀环设在所述浸出处理罐(10)内壁上的超声组件(14)，设置在所述浸出处理罐(10)下方的抽滤分离器(15)；所述第二处理装置(2)包括与所述负压组件(151)连接的复合提取罐(20)，设置在所述复合提取罐(20)内部侧壁的搅拌转筒(21)，活动设置在所述复合提取罐(20)中心的重金属提取芯(22)；所述抽滤分离器(15)包括设置在浸出处理罐(10)下方的圆柱分离腔(150)，设置在所述圆柱分离腔(150)下方的负压组件(151)；所述圆柱分离腔(150)下端与负压组件(151)连接处设置有第一污泥拦截网(152)，圆柱分离腔(150)上端与浸出处理罐(10)连接处活动设置有挡板(153)；圆柱分离腔(150)内部活动安装有旋转扫泥件(158)；圆柱分离腔(150)侧壁开设有排泥口(154)；所述浸出处理罐(10)、复合提取罐(20)上均安装有pH检测器和温控设备；所述负压组件(151)包括一端连通第一污泥拦截网(152)的锥形连接管(155)，设置在所述锥形连接管(155)内部的负压器(156)，设置在锥形连接管(155)另一端的第二污泥拦截网(157)；所述重金属提取芯(22)包括设置在所述复合提取罐(20)中心的安装架(220)，设置在所述安装架(220)中心的集滤筒(221)，设置在所述安装架(220)上且位于集滤筒(221)两侧的电沉积槽(23)，安装在所述集滤筒(221)内部中心的抽水叶扇(223)；所述集滤筒(221)上端设有与抽水叶扇(223)连通的排液口(224)；所述集滤筒(221)下方设有驱动抽水叶扇(223)的动力模块(227)；所述集滤筒(221)侧面均匀设有开口向外的抽滤收集槽(225)；所述抽滤收集槽(225)上设置有过滤膜(226)；所述集滤筒(221)外活动套设有与抽滤收集槽(225)连接的第一刮动环(222)；所述电沉积槽(23)下端连通有重金属收集管(26)；所述电沉积槽(23)上滑动套设有第二刮动环(230)；位于复合提取罐(20)外部设置有与电沉积槽(23)连接的电源设备(231)；所述第一刮动环(222)、第二刮动环(230)之间设置有驱动第一刮动环(222)、第二刮动环(230)上下滑动的驱动组件(24)；复合提取罐(20)下方设置有驱动安装架(220)转动的旋转电机(25)；所述复合提取罐(20)上设有进液口(27)、排液口；所述进液口(27)、药剂添加口(12)处均设有流量计。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种提取率高、稳定，能够对不同种类电镀污泥进行资源化处理的重金属提取回收技术，以满足电镀企业进行工业化生产需求。
本发明的技术方案：一种用于电镀污泥重金属提取回收的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将电镀污泥与氢氧化钠溶液混合，置于带有超声发生器的提取设备中进行超声预处理；(2)然后向提取设备中加入氧化剂溶液，在超声作用下继续反应；过滤得到浸出液；(3)然后调节浸出液溶液pH，提取浸出液中的重金属；最后得到的溶液为铬酸钠溶液。
上述提取方法的详细步骤是：
S1：超声预处理
将电镀污泥与氢氧化钠溶液按一定比例混合，放置在提取设备的第一处理装置内，超声处理3～10min；处理温度为20～100℃；其中，电镀污泥与氢氧化钠的固液比为2～20mL/g；氢氧化钠浓度为5～50％；
S2：氧化处理。
然后按一定比例向第一处理装置中加入氧化剂溶液，在超声作用下继续反应10～30min；其中氧化剂溶液与氢氧化钠溶液的比例为1:2～20；
所述氧化剂溶液为浓度是12～23wt％的次氯酸钠或浓度是25.5～36.5wt％的双氧水；
S3：泥水分离
采用抽滤分离器将电镀污泥与浸出液分离，得到浸出液；
S4：重金属提取
在第二处理装置内加酸调节浸出液pH至5～6，并持续搅拌20～30min，产生沉淀物；然后通过重金属提取芯，过滤回收沉淀物；最终得到的溶液为铬酸钠溶液。
上述方法采用的一种用于电镀污泥重金属提取回收的提取设备，其特征在于，包括用于分离电镀污泥与重金属的第一处理装置，设置在所述第一处理装置下方用于分步提取重金属的第二处理装置；
所述第一处理装置包括浸出处理罐，设置在所述浸出处理罐上端的污泥进入口、药挤添加口，设置在所述浸出处理罐内部的机械搅拌器，均匀环设在所述浸出处理罐内壁上的超声组件，设置在所述浸出处理罐下方的抽滤分离器；
所述第二处理装置包括与所述负压组件连接的复合提取罐，设置在所述复合提取罐内部侧壁的搅拌转筒，活动设置在所述复合提取罐中心的重金属提取芯。
所述抽滤分离器包括设置在浸出处理罐下方的圆柱分离腔，设置在所述圆柱分离腔下方的负压组件；所述圆柱分离腔下端与负压组件连接处设置有第一污泥拦截网，圆柱分离腔上端与浸出处理罐连接处活动设置有挡板；圆柱分离腔内部活动安装有旋转扫泥件；圆柱分离腔侧壁开设有排泥口。抽滤分离器可以对电镀污泥与浸出液进行高效分离，使浸出液与污泥分离彻底；并对浸出液进行多次过滤，可以得到纯度较高的浸出液，从而提升对重金属的提取质量。
进一步地，所述浸出处理罐、复合提取罐上均安装有pH检测器和温控设备。pH检测器的设置能够对浸出处理罐、复合提取罐内的pH环境进行精准检测，温控设备的设置能够提供良好的温度环境；通过pH、温度的设定，可以确保在目标环境下进行高效率的反应，有利于提高处理质量。
进一步地，所述负压组件包括一端连通第一污泥拦截网的锥形连接管，设置在所述锥形连接管内部的负压器，设置在锥形连接管另一端的第二污泥拦截网。通过锥形连接管的设置能够对浸出液进行集流，提高流速，负压器能够提供负压，使得浸出液依次通过第一污泥拦截网、锥形连接管、第二污泥拦截网实现对浸出液的高效过滤，有效避免电镀污泥进入复合提取罐；从而保证对重金属的提取质量。
进一步地，所述重金属提取芯包括设置在所述复合提取罐中心的安装架，设置在所述安装架中心的集滤筒，设置在所述所述安装架上且位于集滤筒两侧的电沉积槽，安装在所述集滤筒内部中心的抽水叶扇；所述集滤筒上端设有与抽水叶扇连通的排液口；所述集滤筒下方设有驱动抽水叶扇的动力模块；所述集滤筒侧面均匀设有开口向外的抽滤收集槽；所述抽滤收集槽上设置有过滤膜；所述集滤筒外活动套设有与抽滤收集槽连接的第一刮动环。重金属提取芯能够对浸出液进行抽滤、电积两种处理方式；抽滤方式可将通过络合反应生成的重金属沉淀收集；超临界态下的电积能够对浸出液内的剩下重金属进行收集；从而进一步提高对重金属的提取质量。
进一步地，所述电沉积槽下端连通有重金属收集管；通过重金属收集管方便对重金属沉淀进行快速收集，可以提高运行效率。
进一步地，所述电沉积槽上滑动套设有第二刮动环；位于复合提取罐外部设置有与电沉积槽连接的电源设备；所述第一刮动环、第二刮动环之间设置有驱动第一刮动环、第二刮动环上下滑动的驱动组件。通过第二刮动环可以将沉积在电沉积槽内的重金属物质刮出，不仅操作方便且效率高，便于进行后续处理，能够有效提高整体的处理效率；通过驱动组件的设置能够对第一刮动环、第二刮动环进行电动控制，驱动组件可为电动滑轨、滚轴丝杠；通过驱动组件的控制可以使第一刮动环、第二刮动环自动上下滑动，完成对重金属的刮动。
进一步地，复合提取罐下方设置有驱动安装架转动的旋转电机。在复合提取罐下方设置有旋转电机驱动安装架转动，通过安装架的转动能够带动重金属提取芯的转动，有效提高反应速率，便于对重金属沉淀物进行收集。
进一步地，所述复合提取罐上设有进液口、排液口；所述进液口、药剂添加口处均设有流量计。通过流量计的设置能够精准控制各种药剂的加入量，通过对加入量的控制，确保设备在运转过程中实现较高的反应速率，缩减反应时间，从而提高对电镀污泥的处理量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的提取回收方法通过向电镀污泥中加入氢氧化钠并在超声氧化条件下从电镀污泥中提取出重金属沉淀，最后得到铬酸钠溶液，能够实现对铬的定向回收，具有提取率高，反应效率快的特点；
本发明还提供了一种提取率高、稳定，能够对不同种类电镀污泥进行资源化处理的重金属提取回收技术，以满足电镀企业进行工业化生产需求；本发明提供的提取设备通过第一处理装置对电镀污泥进行处理得到浸出液；第二处理装置对浸出液进行处理回收重金属；通过重金属提取芯的设置能够实现对浸出液的多种处理；具有占地面积小、回收效率高、操作简便以及运行稳定的特点。
（发明人：黄凯华;胡小英;温勇;杜建伟;王李张政;张明杨;段振菡;贺框;任艳玲）
