據$銅道(dào)資訊網2017年(nián)3月(yuè)6日(rì)訊 我國約有(yǒu)電鍍廠1萬餘家(jiā)，年(nián)排電鍍廢水(shuǐ)約40億立方米。電鍍廠大(αdà)都(dōu)規模較小(xiǎo)且分(fēn)散，技(jì)術相(xiàng)對落後，絕大(dà)€部分(fēn)以鍍銅、鋅、鎳和(hé)鉻為主。目前處理(lǐ)電鍍廢水(shuǐ)多(duō)采用(yòng)化(huà)學沉澱法，因此在處理✔(lǐ)過程中會產生(shēng)大(dà)量含Cu等重金(jīn)屬的(de)混合污泥。這種混合污泥含有(yǒu)多(duō)種金(jīn)屬成分(αfēn)，性質復雜，是(shì)國內外(wài)公認的(de)公害之一(yī)。
　　若將電鍍污泥作(zuò)為一(yī)種廉價的(de)二次可(kě)再生(shēng)資源，回收其中含有(yǒu)較高(gāo)濃度的(de)銅，不(bù)僅可(kě)以緩解環境污σ染，實現清潔生(shēng)產，而且將具有(yǒu)顯著的(de)生(shēng)態和(hé)經濟效益。因此，研究含銅污泥的(de)資源化(λhuà)及銅的(de)回用(yòng)等綜合利用(yòng)技(jì)術對我國實現可(kě)持續發展將具有(yǒu)深遠的(de)現實意義。
　　1 電鍍污泥中回收銅的(de)主要(yào)工(gōng)藝流程和(hé)技(jì)術
　　1.1 回收銅的(de)一(yī)般過程
　　1.1.1 銅的(de)浸出
　　污泥經過一(yī)定的(de)預處理(lǐ)後，采用(yòng)氨水(shuǐ)﹑硫酸或硫酸鐵浸出污泥中的(de)銅。氨水(shuǐ)浸出選©擇性好(hǎo)，但(dàn)氨水(shuǐ)具有(yǒu)刺激性氣味，對浸出裝置密封性要(yào)求較高(gāo)。當NH3的(de)濃度大(dà)于18%時，氨水(shu£ǐ)的(de)揮發較多(duō)，將造成氨水(shuǐ)的(de)損失及操作(zuò)環境的(de)惡化(huà)；硫酸浸出反應時間較短(duǎn)，效率較高(gāo)♥，但(dàn)硫酸具有(yǒu)較強的(de)腐蝕性，對反應器(qì)防腐要(yào)求較高(gāo)；硫酸鐵的(de)浸出效率更高(gāo)，但(dàn)反應時間較長，因此需要(yào)更大(↑dà)的(de)反應器(qì)容積。采取哪種浸出方式要(yào)根據污泥的(de)性質來確定。
　　1.1.2 分(fēn)離提純浸出液中的(de)銅利用(yòng)各種技(jì)術把浸出液中的(de)銅分₽(fēn)離提取出來，從而以金(jīn)屬銅或銅鹽的(de)形式回收。
　　1.2 銅的(de)主要(yào)回收利用(yòng)技(jì)術
　　根據對銅的(de)回用(yòng)程度，電鍍含銅污泥治理(lǐ)與綜合利用(yòng)的(de)方法可(kě)分(fēn)為三類。
　　(1)使電鍍含銅污泥穩定化(huà)，使其對環境的(de)危害降到(dào)最低(dī)，而不(bù)回收其中的(de)金(jīn)屬銅。主要(yào)采用(yòng)固化(huλà)劑固化(huà)、穩定電鍍污泥後，再進行(xíng)填埋、填海(hǎi)或堆放(fàng)處理(lǐ)。
　　(2)對電鍍含銅污泥進行(xíng)綜合利用(yòng)，即采用(yòng)一(yī)系列的(de)處理(lǐ)措施，把電鍍含銅污泥加工(gōn∏g)成建築材料﹑改性塑料﹑鞣革劑等工(gōng)業材料。
　　(3)采用(yòng)多(duō)種物(wù)理(lǐ)及化(huà)學處理(lǐ)方法，把污泥中的(de)銅提取出來最終以金(jīn)屬銅或∏銅鹽的(de)形式進行(xíng)回收，實現電鍍污泥的(de)資源化(huà)利用(yòng)。
　　2 電鍍污泥資源化(huà)利用(yòng)技(jì)術
　　2.1 電鍍污泥焚燒固化(huà)填埋處理(lǐ)技(jì)術
　　此技(jì)術采用(yòng)一(yī)系列手段來處理(lǐ)電鍍污泥，使其中的(de)重金(jīn)屬不(bù)再對環境產生(shēng)污染，對含大(εdà)量重金(jīn)屬的(de)電鍍污泥處理(lǐ)十分(fēn)有(yǒu)效。主要(yào)優點有(yǒu)：設備和(hé)工(gōng)藝簡單；δ投資、動力消耗和(hé)運行(xíng)費用(yòng)都(dōu)比較低(dī)，固化(huà)劑水(shuǐ)泥和(φhé)其他(tā)添加劑價廉易得(de)；操作(zuò)條件(jiàn)簡單，常溫下(xià)即可(kě)進行(xíng)；固化(€huà)體強度高(gāo)、長期穩定性好(hǎo)；對受熱和(hé)風化(huà)也(yě)有(yǒu)較強的(de)抵抗力，因而對控制₹(zhì)電鍍污泥的(de)污染簡單而有(yǒu)效。但(dàn)未能(néng)回用(yòng)其中的(de)重金(jīn)屬造成資源的(de)☆浪費。
　　2.2 制(zhì)作(zuò)工(gōng)業復合材料
　　2.2.1 鐵氧化(huà)體法綜合利用(yòng)技(jì)術電鍍污泥多(duō)是(shì)電鍍廢水(shuǐ)經鐵鹽處理(lǐ)產生≥(shēng)的(de)絮凝產物(wù)，一(yī)般含有(yǒu)大(dà)量的(de)鐵離子(zǐ)，實踐證明(míng)，通(tōng)過適當的(de)技(jì)←術可(kě)以使其轉變為復合鐵氧化(huà)體。在生(shēng)成復合鐵氧化(huà)體的(de)過程中，幾乎所有(yǒu)重金(↔jīn)屬離子(zǐ)都(dōu)進入鐵氧化(huà)體晶格內而被固化(huà)，其中鐵離子(zǐ)以及其他(tā)多(duō)種金(jīn)屬離子(zǐ)以離子 (zǐ)鍵作(zuò)用(yòng)被束縛在反尖晶石面形立方結構的(de)四氧化(huà)三鐵晶格節點上(shàng)，在pH3～10範圍內很(hěn)難復≠溶，從而消除污染。
　　鐵氧化(huà)體固化(huà)產物(wù)穩定、且具磁性，可(kě)用(yòng)作(zuò)磁性材料，同時也(yěλ)易于分(fēn)離、產物(wù)可(kě)進一(yī)步加工(gōng)，是(shì)檔次較高(gāo)的(de)∏綜合利用(yòng)產品，而且處理(lǐ)方法簡單，可(kě)以實現無害化(huà)與綜合利用(yòng)的(de)統一(yī)，比傳統的(d₽e)固化(huà)和(hé)填埋處置等方法要(yào)合理(lǐ)，效益要(yào)高(gāo)。
　　2.2.2 制(zhì)作(zuò)建築材料﹑改性塑料﹑鞣革劑等工(gōng)業材料
　　這種方法適用(yòng)于各種電鍍污泥的(de)處理(lǐ)，污泥消耗量大(dà)，經濟效益較明(míng)顯。上(shàng)海(hǎi)閘北(běi)區環$保綜合廠建設了(le)年(nián)處理(lǐ)電鍍污泥1200噸的(de)生(shēng)產線，進行(xíng)多(duō)年®(nián)的(de)工(gōng)業化(huà)生(shēng)產，效果良好(hǎo)。
　　2.3 以金(jīn)屬銅或銅鹽形式回收銅
　　2.3.1 濕法冶金(jīn)回收重金(jīn)屬技(jì)術
　　濕法冶金(jīn)回收重金(jīn)屬，能(néng)從多(duō)種組分(fēn)的(de)電£鍍污泥中回收銅﹑鎳﹑鋅等重金(jīn)屬，資源回收層次比較高(gāo)，處理(lǐ)效果較穩定。工(gōng)藝過程主要(yào)包括浸出、置換、凈化(huà)、制(zh≈ì)取硫酸鎳和(hé)固化(huà)。采用(yòng)本工(gōng)藝可(kě)以得(de)到(dào)品位在90%以上(shàng)的(de)海(hǎi§)綿銅粉，銅的(de)回收率達95%。但(dàn)該技(jì)術采用(yòng)置換方式來回收銅，置換效率低(dī)，費用(yòng)偏高(gāo)，且對鉻未能(néng)有(yǒu)效回收，有(y♠ǒu)一(yī)定的(de)局限性。
　　2.3.2 離子(zǐ)交換膜法一(yī)般采用(yòng)液膜來進行(xíng)回收。液膜包括無載體液膜、有(yǒu)載體液膜、含浸型液膜等。液膜分(fēn)散于電鍍污泥浸出液時，流動§載體在膜外(wài)相(xiàng)界面有(yǒu)選擇地(dì)絡合重金(jīn)屬離子(zǐ)，然後在液膜內擴散，在膜內界面上(•shàng)解絡。
　　重金(jīn)屬離子(zǐ)進入膜內相(xiàng)得(de)到(dào)富集，流動載體返回膜外(wài)相(xi"àng)界面，如(rú)此過程不(bù)斷進行(xíng)，廢水(shuǐ)得(de)到(dào)凈化(huà)，重金(jīn)屬得(de)到(dào)回 收利用(yòng)。膜分(fēn)離法的(de)優點：能(néng)量轉化(huà)率高(gāo)，裝置簡單，操作(zuò)容易，易控制(zhì)、分(fēn)離效率高(gāo)>。但(dàn)投資大(dà)，運行(xíng)費用(yòng)高(gāo)，薄膜的(de)壽命短(duǎn)，比較容易堵塞，操作(zuò)管理(lǐ)Ω煩瑣，處理(lǐ)成本比較昂貴。
　　2.3.3 溶劑萃取法20世紀70年(nián)代，瑞典提出了(le)H-MAR與Am-MAR“浸出－溶劑萃取& rdquo;工(gōng)藝，使電鍍污泥中銅﹑鋅﹑鎳的(de)回收率達到(dào)了(le)70%，并已形成工(gōng)業規模。美(mě≠i)國在此工(gōng)藝的(de)基礎上(shàng)進行(xíng)改進，使銅﹑鎳的(de)回收率達到(dào)9¶0%以上(shàng)。
　　我國祝萬鵬等在此基礎上(shàng)又(yòu)進行(xíng)了(le)改進，首先將含銅的(de)電鍍污泥經氨水(shuǐ)浸出，絕大(≥dà)部分(fēn)鐵和(hé)鉻被抑制(zhì)在浸出餘渣中。然後將氨體系料液轉變為硫酸體系料液再進行(xí♦ng)萃取，經萃取和(hé)反萃取後可(kě)以得(de)到(dào)銅的(de)回收產物(wù)，其中產生(shēng)的(de)金(jīn)屬沉渣可(kě)以加入↓硫酸進行(xíng)調配後再循環。工(gōng)藝流程如(rú)圖1所示。

圖1．溶劑萃取法工(gōng)藝流程

　　采用(yòng)N510－煤油-H2SO4四級逆流萃取工(gōng)藝可(kě)使銅的(de)回收率α達99%，而共存的(de)鎳和(hé)鋅損失幾乎為零。銅在此工(gōng)藝過程中以化(huà)學試劑CuSO4·←5H2O或電解高(gāo)純銅的(de)型體回收，初步經濟分(fēn)析表明(míng)，其產值抵消日(rì)常的(de)運行(xí★ng)費用(yòng)，還具有(yǒu)較高(gāo)的(de)經濟效益。整個工(gōng)藝過程較簡單，循♥環運行(xíng)，基本不(bù)產生(shēng)二次污染，環境效益顯著。但(dàn)萃取法操作(zuò)過程和(hé)♠設備較復雜，成本較高(gāo)，工(gōng)藝有(yǒu)待于進一(yī)步優化(huà)。
　　2.3.4 氫還原分(fēn)離技(jì)術
　　在高(gāo)壓釜中氫還原分(fēn)離制(zhì)取銅、鎳金(jīn)屬粉是(shì)比較成熟的(de)技(jì)術​，20世紀50年(nián)代以來，在工(gōng)業上(shàng)用(yòng)氫氣還原生(shēng)產銅、鎳和(hé)鈷等金(λjīn)屬，取得(de)了(le)顯著的(de)經濟效益和(hé)社會效益。此法可(kě)分(fēn)離回收電鍍污泥氨浸產物(×wù)中的(de)銅、鎳、鋅等有(yǒu)價金(jīn)屬。對氨浸產物(wù)進行(xíng)培燒、λ酸溶處理(lǐ)後，進而氫還原分(fēn)離出銅粉，然後在酸性溶液中氫還原提取鎳粉，最後沉澱回收氫還原尾液中的(de)鋅。
　　有(yǒu)價金(jīn)屬的(de)回收率達98～99%。它可(kě)以在液相(xiàng)體系、漿料體系通(tōng)過各種工(gōng)藝條件(jià←n)的(de)變化(huà)分(fēn)離和(hé)生(shēng)產各種類型(粗、細、超細)的(de)、各類型體(單一(yī)、復合)的(de)金(jīn)屬粉末和(hé)金( jīn)屬包復材料。與其他(tā)分(fēn)離方法相(xiàng)比，濕法氫還原方法流程簡單，設備投資少(shǎo)，操作(zuò)方便★，產品質量好(hǎo)，產值較高(gāo)，可(kě)以針對不(bù)同需要(yào)改變生(shēng)產條件(jiàn)，獲得(de)不(bù)同純度、不(bù)同粒度的(de)銅、鎳∞產品。此外(wài)，過程不(bù)封閉，不(bù)存在雜質積累問題，排放(fàng)的(de)尾液中的(de)主要(yào)重金λ(jīn)屬離子(zǐ)含量均控制(zhì)在極低(dī)的(de)範圍內，基本不(bù)污染環境，具有(yǒu)良好(hǎo)的(de)環境和(hé)經<濟效益。
　　2.3.5 肼(N2H4)還原技(jì)術回收金(jīn)屬銅
　　肼(N2H4)是(shì)一(yī)種廣泛運用(yòng)的(de)還原劑，用(yòng)肼作(zuò)為生(shēng)產高(gāo)精度金(jīn)©屬、金(jīn)屬－玻璃膜、金(jīn)屬水(shuǐ)溶膠和(hé)非電鍍金(jīn)屬闆的(de)還原劑具有(yǒ♥u)良好(hǎo)的(de)效果，在Ducamp-sanguesa作(zuò)的(de)一(yī)項研究中表明(míng)，肼以[Pd(NH3)4]2∞+的(de)形式作(zuò)還原劑，在乙烯-乙二醇中，在-9～20 ℃下(xià)會形成單分(fēn)散性球狀鈀顆粒，在還原銅€的(de)過程中也(yě)有(yǒu)同樣的(de)現象發生(shēng)。Degen等發現，在還原銅的(de)過程中圍繞肼有(yǒu)一(yī)系列重要(yào)的(de₽)反應：
　　4OH- + N2H4 = N2 + 4H2O + 4e- e0 ＝ 1.17 v通(tōng)過下(xià)面的(de)反應，肼可(kě)以很(hěn)有>(yǒu)效地(dì)把銅離子(zǐ)還原為金(jīn)屬銅：2Cu2+ + N2H4 → 2Cu + N2‌ +4H+。
　　肼還可(kě)以和(hé)浸取液中的(de)溶解氧發生(shēng)如(rú)下(xià)反應：N2H4 + O2 → N2♦ + 2H2O
　　肼在酸性或堿性條件(jiàn)下(xià)也(yě)會發生(shēng)自(zì)身(shēn)的(de)氧化(huà)還原反應：3N2H4 → N2 α+ 4NH3
　　通(tōng)過上(shàng)述反應可(kě)知(zhī)，可(kě)以很(hěn)容易利用(yòng)肼把浸"出液中的(de)銅離子(zǐ)還原為金(jīn)屬銅。通(tōng)過去(qù)除反應器(qì)裡(lǐ)的(de)氧，可(kě)以防止銅離子("zǐ)和(hé)氨水(shuǐ)的(de)螯合反應發生(shēng)，而剩餘的(de)肼可(kě)以通(tōng)過向反應器(qì)通(tōng)氣吹脫去(qù)除。由于 銅離子(zǐ)很(hěn)迅速地(dì)轉變為金(jīn)屬態，因此對金(jīn)屬態顆粒存在的(de•)數量有(yǒu)很(hěn)嚴格的(de)限制(zhì)。pH是(shì)最重要(yào)的(de)影(yǐng)響因✔素，為了(le)達到(dào)較高(gāo)的(de)回收效率，應該保持系統pH穩定在11以上(shàng)。
　　2.3.6 煅燒酸溶法
　　Jitka Jandova等研究發現，對含銅污泥進行(xíng)酸溶、煅燒、再酸溶，最後以銅鹽的(de)形式回收，是(shì)一(©yī)種簡便可(kě)行(xíng)的(de)方法。在高(gāo)溫煅燒過程中，大(dà)部分(fēn)雜質，如(rú)鐵、鋅、鋁、鎳×、矽等轉變成溶解緩慢(màn)的(de)氧化(huà)物(wù)，從而使銅在接下(xià)來的(de)過程中得(de)以分(fēn)離，最終以Cu♥4(SO4)6H2O鹽的(de)形式回收。主要(yào)工(gōng)藝流程如(rú)圖2所示。這種方法流程簡單，不(bù)需要(yào)添加別的(de)試劑，↓具有(yǒu)較強的(de)經濟性和(hé)簡便性，但(dàn)回收得(de)到(dào)的(de)銅鹽含雜質較多(duō)≤，工(gōng)藝有(yǒu)待進一(yī)步優化(huà)。

圖2．煅燒酸溶法工(gōng)藝流程

　　3 結語及展望
　　電鍍污泥資源化(huà)及綜合利用(yòng)技(jì)術在我國尚處于起步階段。目前制(zhì)約大(dà)規模應用(yòng)的(de)主要(y✘ào)問題是(shì)電鍍污泥中銅的(de)浸出效率還比較低(dī)；而浸取效率和(hé)污泥中銅的(de)型體密切相(xiàng)關，對™污泥中銅的(de)型體技(jì)術研究有(yǒu)待深化(huà)；一(yī)些(xiē)先進的(de)綜合回收利用(yòng)技(jì)術還處于實驗室階段，還達不(bù)到(×dào)大(dà)規模生(shēng)產的(de)階段，其中膜法和(hé)溶劑萃取法具有(yǒu)回收效率高β(gāo)、選擇性好(hǎo)等優點必將取得(de)進一(yī)步的(de)發展。
　　理(lǐ)論及實踐表明(míng)，實現電鍍污泥資源化(huà)管理(lǐ)及利用(yòng)，對實現經濟社會的​(de)可(kě)持續發展將具有(yǒu)深遠的(de)現實意義，電鍍污泥資源化(huà)及綜合利用(yòng)技(jì₽)術必將得(de)到(dào)長足發展，在未來的(de)經濟發展中將會逐漸顯示出良好(hǎo)的(de)應用(yòn‍g)前景。