一、污泥污泥铜镍废水处理后的处理污泥是什么颜色
1电镀污泥的特点及其危害性
多数的电镀废水处理方法都要产生污泥，而化学沉淀法是金属产生污泥的主要来源。有些方法，回收如离子交换法和活性炭法虽不直接产生污泥，污泥污泥但在方法的处理某些辅助环节，如再生液的金属处理也要产生污泥。由于化学法在国内外都被作为一种主要的回收处理方法，所以电镀污泥的污泥污泥形势是很严峻的。按照对电镀废水处理方式的处理不同，可将电镀污泥分为混合污泥和单质污泥两大类。金属前者是回收将不同种类的电镀废水混合在一起进行处理而形成的污泥；后者是将不同种类的电镀废水分别处理而形成的污泥，如含铬污泥、污泥污泥含铜污泥、处理含镍污泥、金属含锌污泥等。但是，实际上大多数电镀小企业的废水经过处理后得到的多是混合污泥。因此，目前针对电镀污泥的处理和资源化利用也是以混合污泥为主要对象。
电镀废水处理过程中产生的污泥含有有害重金属，它具有易积累、不稳定、易流失等特点，如不加以妥善处理，任意堆放，其直接后果是污泥中的cu、Ni、zn、cr等这些重金属在雨水淋溶作用下．将沿着污泥一土壤一农作物一人体的路径迁移，并可能引起地表水、土壤、地下水的次生污染，甚至危及生物链，造成严重的环境破坏。
针对电镀污泥的特点及其危害性．从环境污染防治和资源循环利用的角度考虑，主要采用以下两种处理方式，一是经过处理后，使污泥不会引起二次污染而丢弃并贮存，即无害化处置；二是使对污泥中的重金属资源进行综合回收，即资源化利用。
2电镀重金属污泥的无害化处置
污泥处理与处置的无害化技术是实现污泥资源化利用的前提条件。中国在2001年12月17日发布的《危险废物污染防治技术政策》(环发[2001]199号)中，要求到2015年，所有城市的危险废物基本实现环境无害化处理处置。
2．1固化剂固化
在危险固体废物诸多处理手段中，固化技术是危险废物处理中的一项重要技术，在区域性集中管理系统中占有重要地位。和其他处理方法相比，它具有固化材料易得、处理效果好、成本低的优势。固化过程是利用添加剂改变废物的工程特性(例如渗透性、可压缩性和强度等)的过程。近年来，美国、日本及欧洲一些国家对有毒固体废物普遍采用固化处置技术，并认为这是一种将危险物转变为非危险物的最终处置方法，所采用的固化材料有水泥、石灰、玻璃和热塑料物质等。其中，水泥固化是国内外最常用的固化技术，在美国被认为是一种很有前途的技术，它被证明对一些重金属的固定是非常有效的。美国国家环保局也确认它对消除一些特种工厂所产生的污泥有较好的效果。贾金平等在总结A Roy等人有关水泥固化电镀污泥研究经验的基础上，进行了一系列的试验研究，结果发现，在电镀重金属污泥中加_人425号水泥，按混凝土与污泥为40：1或50：1进行固化试验，所得样品的强度(28 d)可达到275号水泥的标准。固化体对zn、cu、Ni、cr离子有很好固化效果，通过进一步研究发现，对电镀污泥进行铁氧体化预固化，然后再与混凝土按1：30的比例进行固化，对样品及其浸出液进行分析，发现这一方法对zn、Ni、Cu、Cr的固化和稳定效果更佳，且产物强度可达到325号水泥标准。吴少林等以电镀铬污泥为对象，以水泥为固化剂，硫脲、硅酸钠为添加剂，研究在不同的添加剂用量、配比以及不同的pH值的水中，研究铬的浸出规律。实验结果表明，水泥固化效果良好，(水泥)：(铬泥)为1．5：1．0即可。加入硫脲、硅酸钠等添加剂，可降低铬的浸出浓度，硫脲的稳定化效果优于硅酸钠，二者存在一定的协同效应，且硅酸钠可显著提高固化块的强度。涂洁等利用HAS土壤固化剂代替水泥来固化电镀污泥，能得到具有良好抗浸出性、耐腐蚀性、抗渗透性、足够机械强度的护坡砖。该固化工艺开辟了电镀污泥资源化利用的新途径。
2．2填埋
从经济、技术、废物现状来看，填埋技术是比较适合中国国情的一项危险废物无害化处置途径，但国内针对电镀污泥这一类危险废物的填埋技术仍处于较低的水平。由于对大多数工业危险废物只是简单的堆放或填埋，因此，对环境的破坏相当严重，特别是对地下水的污染问题十分突出。但技术的障碍是有限期的，在目前和不久的将来，填埋仍然是必要的。特别强调的是危险废物的安全填埋，即在填埋前必须进行预处理使其稳定化，以减少因毒性或可溶性造成的潜在危险。近年来，国家逐步提高了对电镀污泥等危险废物的管理和处置力度。1995年，在广东深圳建成了第一座符合国际标准的危险废物填埋场，2001年，国家颁布了《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598—2001)，这对电镀污泥真正实现无害化处置打下了良好的基础。
2．3投海
投海实际上就是一种污染物的转移，通过选择一个距离和深度适宜的处置场所，把电镀污泥倒人海洋这个大受体。投海处置曾经也是污泥处置的一种重要方式，如美国在1899-1965年就曾把包括电镀重金属污泥在内的多种废物进行投海处理，欧共体国家中的英国、爱尔兰等的25％～45％固体废物采用投海的方式进行处理。但对于有明显毒性的污泥必须经过固化后才允许投入海洋。不管是直接投海，还是固化后再投海，其对海洋生态系统和人类健康造成的威胁是难以避免的，所以国际公约已明令禁止，1998年以后不准再向海洋直接排污。
2．4焚烧热处理
污泥焚烧是利用高温将污泥中的有机物彻底氧化分解，最大程度地使污泥中的某些剧毒成分毒性降低。通过焚烧热处理，可以大大减少电镀污泥的体积，降低对环境的危害。此外，焚烧的产物还有利用价值，如灰渣可用于制砖、铺路或他用，焚烧产生的热量可用于发电。因此，焚烧热处理是实现电镀污泥减量化z无害化的一种快捷、有效的技术。近年一些学者在焚烧减容的基础上，对焚烧渣的资源化利用进行了广泛的研究，廖昌华等以含低浓度Cu、Ni的电镀重金属污泥为研究对象，在适宜的温度下，通过焚烧预处理，使污泥中的重金属含量提高，从而为最终浸出有价金属制取海绵铜和硫酸镍产品创造了条件。但是，由于这种方法能耗较高，对焚烧设备和条件有一定要求，一般的小电镀厂难以承受巨额的处理费用，所以很难得到大面积的推广。
3电镀重金属污泥的资源化综合利用
由于资源贫化和环境污染的加剧，电镀污泥作为一种重要的重金属资源加以回收利用，一直是国内外研究的重点。工业化国家上世纪70—80年代已普遍重视从电镀污泥中回收重金属的新技术开发。中国在“七五”和“八五”期间也专门设立了关于电镀污泥资源化的攻关课题。作为一种廉价的二次资源，只要采用适当的处理方法，电镀污泥便能变废为宝，带来可观的经济效益和环境效益。随着经济与社会的快速发展，电镀污泥的资源化利用将逐渐成为前景广阔的绿色产业。
3．1回收重金属
3．1．1浸出一沉淀法对电镀污泥进行选择性浸出，使其中的重金属分组溶出，这是回收重金属的关键一步，也是决定后续金属回收率的关键所在。金属的浸出溶解主要有酸浸和氨浸两种工艺。目前国际上偏向于采用选择性相对较好的氨浸。由于沉淀法分离回收浸出液中的重金属，工艺简单，应用较为广泛。捷克 u-的研究者提出了一种处理镍电镀污泥的多级沉淀工艺，并在实验室进行了研究。该技术包括污泥酸浸、多种沉淀方法净化硫酸盐浸出液，使共存于镍电镀污泥中的杂质，如Fe、zn、cu、cr、Cd、A1等被脱除，最后一级沉淀中镍以氢氧化物的形式从净化溶液中分离出来。镍的最终沉淀物达到的纯度足以在冶金工业中直接再利用。毛谙章等人?研究了硫化物沉淀分离提纯、氯酸钠硫酸体系浸出回收铜的工艺路线，铜的总回收率达到94．5％。陈凡植等研究采用常温下浸出、铁屑置换、多步沉淀净化制取硫酸镍和固化处理工艺综合利用电镀污泥，得到的海绵状铜粉，品位在90％以上，回收率达95％，还可以得到工业纯的硫酸镍，镍的回收率大于80％。
3．1．2浸出一溶剂萃取法
电镀污泥的溶剂萃取法，是在浸出液中加入与水互补相容的有机溶剂，或含有萃取剂的有机溶剂，通过传质过程，使污泥中的某些重金属物质进入有机相，从而达到分离浓集的目的，也称液一液萃取法。20世纪70年代，瑞典国家技术发展委员会支持Chalmers大学开发了Am—MAR“浸出一溶剂萃取”工艺回收电镀污泥中的cu、zn、Ni等重金属物质，并逐步形成工业规模。中国的祝万鹏等’”’以溶剂萃取工艺为主体，先后进行了一系列从电镀污泥中回收有价金属的实验研究，先是采用氨络合分组浸出一蒸氨一水解硫酸浸出一溶剂萃取一金属盐结晶工艺，对电镀污泥进行有价金属的回收，并得到了含Cu、zn、Ni、cr等的各种高纯度金属盐类产品。后来采用N，一煤油一H sO四级逆流萃取工艺，可使铜的萃取率达99％，而共存的镍和锌损失几乎为零。铜在此工艺过程中以铜盐CuSO·5H：O，或电解高纯铜的形式回收，初步经济分析表明，其产值抵消日常的运行费用，还具有较高的经济效益。整个工艺过程较简单，循环运行，基本不产生二次污染。后来经过工艺改进，该小组又研究了硫酸浸出一P姗～煤油一硫酸体系，萃取分离铁、钠皂一P：。一煤油一硫酸体系共萃取铬、铝一反萃取分离铬、铝工艺，回收电镀污泥氨浸渣中的金属。通过优化实验，并且确定了全流程的最佳工艺参数。结果表明，铁铬渣中的金属铬、铝和铁均可以高纯度盐类形式回收，可作为化学试剂使用，回收率达95％以上。葡萄牙的J．E．Silva等对含有cu、cr、zn、Ni等重金属的电镀污泥，采用硫酸浸出一置换除铜一沉淀除铬一D2EHPA和Cyancx 272萃取分离锌、镍一结晶的工艺进行了研究。结果显示，D2EHPA对锌的萃取率要比Cyancx 272高，且存在于有机相中的锌能全部被回收，经过结晶后，能得到纯度相当高的硫酸镍产品。在铜、铬的去除阶段，铜的回收率达到90％，产生的Cr—CaCO，沉淀，有可能制作硅酸盐材料
3．1．3电解法
根据物理化学中的电解基本原理，在国内一些冶炼厂对主要含Fe(OH)，和Cr(OH)组分的污泥进行了电解法处理，其中武汉冶炼厂¨的方法值得借鉴。他们将一定量的水和硫酸加入到污泥中，沸腾后静止30 min，过滤后的滤液移至冷冻槽，然后加入理论量1～2．5倍的硫酸铵，使生成硫酸铬和硫酸铁转变为铁矾，根据铬矾和铁矾在低温(75℃)条件下溶解度的不同而达到铬、铁的分离，最后，可回收90％以上的铬。
3．1．4氢还原分离法氢还原分离金属物质是一种较成熟的技术。上世纪50年代以来，在工业上用氢气还原生产铜、镍和钴等金属，取得了显著的经济效益和社会效益。张冠东等?。采用湿法氢还原对电镀污泥氨浸产物中的cu、Ni、zn等有价金属进行了综合回收处理，成功地分离出金属铜粉和镍粉。实验结果表明，在弱酸性硫酸铵溶液中，可以获得较好的铜镍分离效果。所得两种金属粉末的纯度可达到99．5％，符合3铜粉和3镍粉的产品要求，铜的回收率达到99％，镍的回收率达到98％以上。并且在此基础上，对还原尾液中的锌进行了回收。该法流程简单，投资少，产品纯度高，值得在工业生产中进一步改进推广。
3．1．5煅烧酸溶法 Jitka Jandova等¨通过实验研究发现，对含铜电镀污泥进行酸溶、煅烧、再酸溶，最后以铜盐的形式回收，是一种简便可行的方法。在高温煅烧过程中，大部分杂质，如Fe、Zn、Al、Ni、si等转变成溶解缓慢的氧化物，从而使铜在接下来的过程中得以分离，最终以cu(SO) H：0的形式回收。这种方法流程简单，不需要添加别的试剂，具有较强的经济性和简便性。但回收得到的铜盐含杂质较多，工艺有待进一步优化。
3．2铁氧体综合利用技术
铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的，应用铁氧体综合利用技术处置电镀重金属污泥，并制成合适的工业产品，是经过许多学者实验研究后得到肯定的一种方法。由于电镀污泥是电镀废水经亚铁絮凝的产物，故电镀污泥中一般含有大量的铁离子，尤其在含cr电镀污泥中，采用适当的无机合成技术可使其变成复合铁氧体，电镀污泥中的铁离子以及其它多种金属离子被束缚在反尖晶石面心立方结构的四氧化三铁晶格格点上，其晶体结构稳定，达到了消除二次污染的目的。
铁氧体化分为干法和湿法两种工艺，上海交通大学的贾金平等利用上海电机厂、上海水泵厂产生的电镀污泥为原料，通过湿法工艺合成了铁黑产品，并以铁黑颜料为原料，开发了C43—31黑色醇酸漆、Y53—4—2铁黑油性防锈漆等多项产品。随后又在原来的基础上开发了电镀污泥湿法合成铁氧体后，干法还原烘干的新工艺，并申请了专利。通过这一工艺可以合成性能优良的磁性探伤粉，而且具有工艺简单、成品率高、无二次污染、处理成本低等优点。
3．3堆肥化制作肥料
国内外控制污泥重金属污染的主要方法，是采用污泥堆肥。堆肥化即人工控制在一定水分、C／N和通风条件下通过微生物发酵作用，将有机物转变为肥料的过程。自然界中许多微生物具有氧化、分解有机物的能力，实践证明，可利用微生物在一定湿度和pH条件下，使有机物发生生物化学降解，形成类似腐殖质物质，作肥料和改良土壤，并根据微生物对0，的需求不同，分为好氧堆肥和厌氧堆肥，堆沤使温度上升，加快其分解速度，杀灭病原菌。电镀污泥进行堆肥化处理的研究还处在探索阶段，周建红等对电镀废铬液经处理后的含铬污泥进行堆肥化处理，经过24 d，可以使1 g污泥中铬(VI)含量由原来的4．060 mg降至0．028 mg，使大部分重金属固化，大大降低了其毒性。通过堆肥后，污泥施用于花卉的盆栽试验，显示了较好的生长响应，并且避开了人类食物链，为含铬污泥的处理及其资源化开辟了一条新路。上海交通大学的研究人员。。把电镀污泥合成的铁氧体经磁化后制成磁性肥料，在田间进行了应用研究，结果发现，施用这种磁肥对鸡毛菜、葱等农作物有明显的增产作用，并且缩短了生长周期。但中国电镀污泥一般重金属含量较高，成分复杂，采用堆肥处理后的污泥农用仍有一定的难度和风险，加上堆肥周期长、程序复杂，也限制了电镀污泥的堆肥化处理研究。
3．4生产改性塑料制品
电镀污泥与废塑料联合生产改性塑料制品是国内一项独创的新技术，由上海多家科研单位联合开发。其基本原理是采用塑料固化的方法，将电镀污泥作为填充料，与废塑料在适当的温度下混炼，并经压制或注塑、成型等过程，制成改性塑料制品。电镀污泥在专用TGZS 300型高湿物料干燥机中经400—600℃高温干燥后，重金属基本达到稳定，浸出试验符合国家标准。研究表明，未经改性的电镀污泥与塑料之间属物理混合，故属包裹型固化。但是，经用表面活性剂(如油酸钠)改性处理后，经x射线粉末衍射图谱分析表明，具有显著的化学作用，提高了污泥的疏水性，接触角达100。左右，因此可以推断与塑料有较好的相容性，充填均匀，机械性能将有所改善。该工艺生产的塑料制品(包含改性、干化后的电镀污泥)，通过浸出试验表明，重金属的浸出率和塑料制品的机械强度都能达到规定指标。
电镀污泥与废塑料联合生产改性塑料制品，既解决了废料的安全处置，又充分利用了废物资源，是变废为宝，综合利用，实现废物资源化的重要途径，具有良好的社会和环境效益。
4结语
电镀业是当今全球的三大污染行业之一。面对逐渐脆弱的生态环境和全世界资源的日益贫乏，积极开展电镀污泥的无害化处置和资源化综合利用，意义重大，这也是实现社会可持续发展的必然选择。
二、如何从污泥中提炼镍
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电镀污泥是电镀废水处理过程中产生的排放物,其中含有大量的铬、镉、镍、锌等有毒重金属,成分十分复杂。在我国《国家危险废物名录》(环发[1998]89号)所列出的47类危险废物中,电镀污泥占了其中的7大类,是一种典型的危险废物。目前,由于我国电镀行业存在厂点多、规模小、装备水平低及污染治理水平低等诸多问题,大部分电镀污泥仍只是进行简单的土地填埋,甚至随意堆放,对环境造成了严重污染[1]。因此,如何采取有效的技术处理处置电镀污泥,并实现其稳定化、无害化和资源化,一直都是国内外的研究重点。
本文综述了国内外电镀污泥处理技术的研究进展。
1电镀污泥的固化/稳定化技术
目前,电镀污泥的固化/稳定化研究主要集中在固化块体稳定化过程的机理和微观机制等方面。Roy等[2]以普通硅酸盐水泥作为固化剂,系统地研究了含铜电镀污泥与干扰物质硝酸铜的加入对水泥水化产物长期变化行为的影响,发现硝酸铜与含铜电镀污泥对水泥水化产物的结晶性、孔隙度、重金属的形态及pH等微量化学和微结构特征都有重要的影响,如固化体的pH随硝酸铜添加量的增加而呈明显的下降趋势,孔隙度则随硝酸铜添加量的增加而增大。Asavapisit等[3]研究了水泥、水泥和粉煤灰固化系统对电镀污泥的固化作用,分析了固化体的抗压强度、淋滤特性及微结构等的变化特性,发现电镀污泥能明显降低两系统最终固化块体的抗压强度,原因是覆盖在胶凝材料表面上的电镀污泥抑制了固化系统的水化作用,但粉煤灰的加入不仅能使这种抑制作用最小化,而且还能降低固化体中铬的浸出率,原因可能是粉煤灰部分取代高碱度的水泥后,使混合系统的碱度降到了有利于重金属氢氧化物稳定化的水平。Sophia等[4]认为,单一水泥处理电镀污泥的抗压强度优于水泥和粉煤灰混合系统,但只要水泥与粉煤灰的配比适宜,同样能满足对铬的固化需要。而固化过程中粉煤灰的使用对铜的长期稳定性并无益处[5]。
添加剂的使用能改善电镀污泥的固化效果[6]。在电镀污泥的固化处置中,根据有害物质的性质,加入适当的添加剂,可提高固化效果,降低有害物质的溶出率,节约水泥用量,增加固化块强度。在以水泥为固化剂的固化法中使用的添加剂种类繁多,作用也不同,常见的有活性氧化铝、硅酸钠、硫酸钙、碳酸钠、活性谷壳灰等[6]。
2电镀污泥的热化学处理技术
热化学处理技术(如焚烧、离子电弧及微波等)是在高温条件下对废物进行分解,使其中的某些剧毒成分毒性降低,实现快速、显著地减容,并对废物的有用成分加以利用。近年来,利用热化学处理技术实现对危险废物电镀污泥的预处理或安全处置正引起人们的重视[7～9]。
目前,有关电镀污泥热化学处理技术的研究,以对在焚烧处理电镀污泥过程中重金属的迁移特性等问题的研究比较突出。Espinosa等[10]对电镀污泥在炉内焚烧过程的热特性及其中重金属的迁移规律进行了研究,发现焚烧能有效富集电镀污泥中的铬,灰渣中铬的残留率高达99%以上,而在焚烧过程中,绝大部分污泥组分以CO2,H2O,SO2等形态散失,因此减容减重效果非常明显,减重可达34%。Barros等[11]利用水泥回转窑对混合焚烧电镀污泥过程进行了研究,分析了添加氯化物(KCl,NaCl等)对电镀污泥中Cr2O3和NiO迁移规律的影响,认为氯化物对Cr2O3和NiO在焚烧灰渣中的残留情况几乎没有任何影响,焚烧过程中Cr2O3和NiO都能被有效地固化在焚烧残渣中。刘刚等[12]利用管式炉模拟焚烧炉研究电镀污泥的热处置特性时,分析了铬、锌、铅、铜等多种重金属的迁移特性,认为焚烧温度在700℃以下时,污泥中的水分、有机质和挥发分就能被很好地去除,且高温能有效抑制污泥中重金属的浸出,但这种抑制对各种重金属的影响各不相同,如镍是不挥发性重金属,在焚烧灰渣中的残留率为100%,铬在灰渣中的残留率也高达97%以上,而锌、铅、铜的析出率则随焚烧温度的升高而有不同程度的增大。
在离子电弧、微波等其他热化学处理研究方面,Ramachandran等[13]用直流等离子电弧在不同气氛下对电镀污泥进行处理,并对处理后的残渣及处理过程中产生的粉末进行了研究,认为此法在实现铜、铬等有价金属回收的同时可将残渣转化成稳定的惰性熔渣。Gan等[14]通过微波辐射对电镀污泥进行了解毒和重金属固化实验,发现微波辐射处理对电镀污泥中重金属离子的固化效果显著,原因可能是在高温干燥与电磁波的共同作用下,有利于重金属离子同双极聚合分子之间发生强烈的相互作用而结合在一起,而经微波处理的电镀污泥具有粒度细、比表面积高、易结团等特性。
此外,热化学处理有利于降低电镀污泥中铬的毒性。Ku等[15]研究了高温热处理电镀污泥过程中铬的毒性价态变化,认为高温热处理能将铬(Ⅵ)转化成铬(Ⅲ),且温度越高转化效果越明显;在经高温处理的电镀污泥中,主要以铬(Ⅲ)为主。Cheng等[16]将电镀污泥与黏土的混合物分别在900℃和1100℃的电炉中热养护4h后,对其中铬的价态进行了分析,发现在经900℃热养护处理的混合物中,铬(Ⅵ)占有绝对优势,而经1100℃热养护处理的混合物中,铬则主要以铬(Ⅲ)存在。
3电镀污泥中有价金属的回收技术
3.1酸浸法和氨浸法
酸浸法是固体废物浸出法中应用最广泛的一种方法[17],具体采用何种酸进行浸取需根据固体废物的性质而定。对电镀、铸造、冶炼等工业废物的处理而言,硫酸是一种最有效的浸取试剂[17],因其具有价格便宜、挥发性小、不易分解等特点而被广泛使用[18]。Silva等[19]以磷酸二异辛酯为萃取剂,对电镀污泥进行了硫酸浸取回收镍、锌的研究实验。Vegli惏等[20]的研究显示,硫酸对铜、镍的浸出率可达95%～100%,而在电解法回收过程中,二者的回收率也高达94%～99%。
也可用其他酸性提取剂(如酸性硫脲)来浸取电镀污泥中的重金属[21]。Paula等[22]利用廉价工业盐酸浸取电镀污泥中的铬,浸取时将5mL工业盐酸(纯度为25.8%,质量浓度为1.13g/mL)添加到大约1g预制好的试样中,然后在150r/min的摇床上震荡30min,铬的浸出率高达97.6%。
氨浸法提取金属的技术虽然有一定的历史[23],但与酸浸法相比,采用氨浸法处理电镀污泥的研究报道相对较少,且以国内研究报道居多。氨浸法一般采用氨水溶液作浸取剂,原因是氨水具有碱度适中、使用方便、可回收使用等优点[23]。采用氨络合分组浸出-蒸氨-水解渣硫酸浸出-溶剂萃取-金属盐结晶回收工艺,可从电镀污泥中回收绝大部分有价金属,铜、锌、镍、铬、铁的总回收率分别大于93%,91%,88%,98%,99%[24]。针对适于从氨浸液体系中分离铜的萃取剂难以选择的问题,祝万鹏等[25]开发了一种名为N510的萃取剂,该萃取剂在煤油-H2SO4体系中能有效地回收电镀污泥氨浸液中的Cu2+,回收率高达99%。王浩东等[26]对氨浸法回收电镀污泥中镍的研究表明,含镍污泥经氧化焙烧后得焙砂,用NH3质量分数7%、CO2质量分数5%～7%的氨水对焙砂进行充氧搅拌浸出,得到含Ni(NH3)4CO3的溶液,然后对此溶液进行蒸发处理,使Ni(NH3)4CO3转化为NiCO3·3Ni(OH)2,再于800℃锻烧即可得商品氧化镍粉。
酸浸或氨浸处理电镀污泥时,有价金属的总回收率及同其他杂质分离的难易程度,主要受浸取过程中有价金属的浸出率和浸取液对有价金属和杂质的选择性控制[23]。酸浸法的主要特点是对铜、锌、镍等有价金属的浸取效果较好,但对杂质的选择性较低,特别是对铬、铁等杂质的选择性较差;而氨浸法则对铬、铁等杂质具有较高的选择性,但对铜、锌、镍等的浸出率较低[8]。
3.2生物浸取法
生物浸取法的主要原理是,利用化能自养型嗜酸性硫杆菌的生物产酸作用,将难溶性的重金属从固相溶出而进入液相成为可溶性的金属离子,再采用适当的方法从浸取液中加以回收,作用机理比较复杂,包括微生物的生长代谢、吸附,以及转化等[27]。就目前能收集到的文献来看,利用生物浸取法来处理电镀污泥的研究报道还比较少[28],原因是电镀污泥中高含量的重金属对微生物的毒害作用大大限制了该技术在这一领域的应用[29]。因此,如何降低电镀污泥中高含量的重金属对微生物的毒害作用,以及如何培养出适应性强、治废效率高的菌种,仍然是生物浸取法所面临的一大难题[30],但也是解决该技术在该领域应用的关键。
3.3熔炼法和焙烧浸取法
熔炼法处理电镀污泥主要以回收其中的铜、镍为目的[31]。熔炼法以煤炭、焦炭为燃料和还原物质,辅料有铁矿石、铜矿石、石灰石等。熔炼以铜为主的污泥时,炉温在1300℃以上,熔出的铜称为冰铜;熔炼以镍为主的污泥时,炉温在1455℃以上,熔出的镍称为粗镍。冰铜和粗镍可直接用电解法进行分离回收。炉渣一般作建材原料。
焙烧浸取法的原理是先利用高温焙烧预处理污泥中的杂质,然后用酸、水等介质提取焙烧产物中的有价金属[7,8]。用黄铁矿废料作酸化原料,将其与电镀污泥混合后进行焙烧,然后在室温下用去离子水对焙烧产物进行浸取分离,锌、镍、铜的回收率分别为60%,43%,50%[8]。
4电镀污泥的材料化技术
电镀污泥的材料化技术是指利用电镀污泥为原料或辅料生产建筑材料或其他材料的过程。Ract[32]开展了以电镀污泥部分取代水泥原料生产水泥的实验,认为即使是含铬电镀污泥在原料中的加入量高达2%(干基质量分数)的情况下,水泥烧结过程也能正常进行,而且烧结产物中铬的残留率高达99.9%。Magalh es等[33]分析了影响电镀污泥与黏土混合物烧制陶瓷的因素,认为电镀污泥的物化性质、预制电镀污泥与黏土混合物时的搅拌时间,是决定陶瓷质量优劣的主导因素,如原始电镀污泥中重金属的种类(如铝、锌、镍等)和含量明显地决定着电镀污泥及其与黏土混合物的淋滤特性,而预制电镀污泥与黏土混合物时,剧烈或长时间的搅拌作用则有利于混合物的均匀化和烧结反应的进行。此外,将电镀污泥与海滩淤泥混合可烧制出达标的陶粒[34]。
5结语
电镀污泥的处理一直是国内外的研究重点,虽然有关人员在该领域已经开展了很多研究并取得了一定成果,但仍存在许多急需解决的问题,如传统的以水泥为主的固化技术、以回收有价金属为目的的浸取法存在对环境二次污染的风险等,要解决这些问题必须采取新的研究途径。近年来,利用热化学处理技术实现对电镀污泥的预处理或安全处置为未来电镀污泥的处理提供了更广阔的发展空间和前景。新近的研究显示,热化学处理技术在电镀污泥的减量化、资源化及无害化方面都有明显的优势,因此,必将成为未来电镀污泥处理领域的一个重要研究方向。
然而,由于热化学处理技术在电镀污泥处理方面的应用与研究还比较少,许多问题还需进一步探索,如对热化学处理电镀污泥过程中重金属的迁移特性、重金属在灰渣中的残留特性、热化学处理过程中重金属的析出特性及蒸发特性等都需要
三、固体废物的处理
固体废料(或称废物)的处理是指将固体废物经过物理、化学或生物学等途径，达到减量化、无害化或部分资源化，以便于运输、利用、贮存或最终处置的过程。处理并非彻底消除了固体废物的危害，只是部分解决问题。按所用处理方法的原理可分为物理处理、化学处理、生物处理、热处理和固化处理。
(1)物理处理
通过浓缩或相的变化改变固体废物的结构，且不破坏固体废物的化学组成，使之成为便于运输、贮存、利用或处置的形态。固体废物的物理处理通常作为后续处理处置或资源化前的一种须处理过程，常用的有压实、破碎、分选、浓缩、脱水等。
压实是利用机械的方法增加固体废物的聚集程度，增大容重和减小体积的过程。进行固体废物压实处理的机械称为压实器。固体废物的破碎过程是减少其颗粒尺寸，使之质地均匀，降低孔隙率和增大容重的过程。固体废物的分选是指依据固体废物的粒度、密度、磁性、电性、光电性、摩擦性、弹性和表面润湿性等的不同，将其中可回收利用或不利于后续处理处置工艺要求的成分分离出来的过程。固体废物分选按其性质的不同可分为:筛分、重力分选、磁力分选、电力分选、光电分选、摩擦及弹性分选和浮选等。固体废物浓缩是含水量很高的废物(如污泥)在进行脱水前的预处理。其目的是去除污泥中的间隙水，减小污泥的体积。常用的浓缩方法有重力浓缩、离心浓缩和气浮浓缩。对于含水率高的固体废物如污泥，为便于其后续处理处置和资源化，必须对其进行脱水处理。常见的脱水处理为真空过滤脱水、压滤脱水和离心脱水。脱水后，有些处理和资源化工艺要求对固体废物进行干燥处理。
(2)化学处理
采用化学方法破坏固体废物中的有害成分从而达到无害化，或将其转变成适于进一步处理处置的形态，使固体废物发生化学转化从而回收物质和能源的处理方法。此类方法适于处理所含成分单一或所含几种化学成分特性相似的废物，包括中和、氧化－还原、化学沉淀和化学溶出等方法。
中和是根据酸碱中和原理和质量守恒定律，可以将固体废物的pH调整到可接受的范围或中性。主要用于化工、冶金、电镀与金属表而处理等工业中产生的酸、碱性泥渣。氧化－还原是通过氧化－还原化学处理，将固体废物中可以发生价态变化的某些有毒成分转化为无毒或低毒，且具有化学稳定性的成分，以便后续处理处置和进行资源回收。化学沉淀是工业废水(如电镀废水、制革业中的合格废水等)中的重金属通常采用添加化学试剂如碱、络合剂等使之产生化学沉淀而去除。例如，用生石灰、氧化镁或苛性钠提高溶液的pH，使金属离子的溶解度降低，并形成金属氢氧化物沉淀。化学溶出是将固体废物加入液体溶剂内，使废物中的某一种或几种有用的金属溶解于液体溶剂中，以便后续工序从溶液中提取有用金属。该法在固体废物有用金属的回收中经常使用，如可用盐酸溶出固体废物中的铬、铜、镍、锰等。
(3)生物处理
利用微生物分解固体废物中可降解的有机物，从而达到无害化或综合利用的目的，成通过一些特异性微生物的作用，使固体废物性质发生改变，有利于有害成分的溶出。与化学处理相比，生物处理比较经济，现已被广泛用于固体废物的处理。按其对氧气的需求程度分为厌氧处理、兼性厌氧处理和好氧处理。固体废物实际处理中常用的生物处理方法有沼气发酵、堆肥、生物溶出。
沼气发酵是有机物质在厌氧条件下，经微生物的分解作用而产生沼气的过程。适于进行沼气发酵的固体废物是有机物含量较高的有机固体废物，如人畜的粪便、污水处理厂的污泥、城市有机垃圾、作物的秸秆等。产生的沼气是清洁的能源，沼液和沼渣可作为饵料、肥料，沼渣可作为食用菌的栽培基质。
堆肥分厌氧堆肥和好氧堆肥两种。好氧堆肥应用最为普遍，是有机废物在好氧微生物作用下，发生降解，并同时使有机物发生生物稳定作用(向稳定的腐殖质方向转化)的过程。好氧堆肥过程中能产生55℃以上的高温，持续时间可超过1周，能杀灭寄生虫卵和病原菌等。堆肥的原料与沼气发酵相同，堆肥的产品可用作园林花卉的基质和有机肥。
生物溶出，常见的有生物沥浸(以前也称为生物淋滤或生物沥滤处理)，主要是利用嗜酸性硫杆菌在氧化无机物质如亚铁和还原性硫的过程中产生的氧化作用并导致介质pH值下降，而使固体废物中的重金属活化、溶解进入溶液中，经过脱水即可除去固体废物中的重金属溶液中的重金属可回收利用。目前，南京农业大学已成功采用该方法处理制革污泥和城市污泥，因为该方法还同时具有对污泥的调理作用，极大地改善污泥的脱水性能。
(4)热处理
通过高温破坏和改变固体废物的组成和结构，以同时达到减量化、无害化和资源化的目的，包括焚烧、热解、焙烧、烧结和湿式氧化等。焚烧是对固体废物进行有控制的燃烧，并获得能源的一种资源化方法。固体废物经焚烧处理能同时达到减量化、无害化和资源化。固体废物的焚烧在焚烧炉中进行，焚烧炉的种类主要有炉排式、流化床和回转窑焚烧炉等几种。热解是大多数有机化合物具有热不稳定性，在缺氧与高温条件下发生裂解，形成分子质量较小的气态、液态和固态产物的过程。产生的气态产物和液态产物可作为燃料气和燃料油。适于热解处理的固体废物有废塑料、废橡胶、城市垃圾、农业固体废物及污泥等。
(5)固化处理
采用惰性的材料(固化基材)将有害废物固定或包覆起来以降低其对环境的危害，因而能较安全地运输和处置的一种处理过程。适于固化处理的固体废物主要是危险废物和放射性废物，它常是危险废物和放射性废物进行安全填埋或浅(深)地层埋藏处置前的预处理。按使用的固化剂的不同分为水泥固化、沥青固化、塑料固化和玻璃固化等。
参考资料:锂矿加工
