电镀污泥处置方法现状及发展趋势

电镀污泥处置方法现状及发展趋势

本文阐述了电镀污泥的市场规模和经济效益、电镀污泥的性质和危害，从电镀污泥减量化、资源化、无害化的角度总结了电镀污泥处置工艺，比较了资源化处置的优点和优势。分析和预测了电镀污泥的弊端，并对电镀污泥资源化处置技术进行了分析和预测。

1 电镀污泥市场规模

1.1 电镀污泥产生量

在电镀过程中，会使用多种重金属，包括铜、锌、镍、铬等。 电镀后，金属会进入电镀废水。 目前，电镀废水的处理一般采用物理、化学和生物方法。 其中，目前国内外最常用的是化学方法。 据报道，我国约有41%的电镀厂采用化学方法处理电镀废水[1]。

我国电镀生产企业约1.5万家，生产能力电镀面积3亿平方米。 每年排放电镀废水约40亿立方米，废水产生电镀污泥约1000万吨[2]。

1.2 电镀污泥经济效益

电镀污泥通常含有3%～5%铬、2%～4%镍、1%～2%铜、1%～2%锌和80%水。 品位远高于富金属矿石，经济效益高。 以镍为例：一般镍矿含镍量达到2%即可开采，而一般电镀污泥中镍含量为2%~4%。 可见电镀污泥的金属回收价值非常高。 例如：假设某危废处置公司每年处置含铜电镀污泥20万吨，平均铜含量为2%。 按照铜回收率98%计算，回收金属铜价格为3万元/吨，污泥处置费为2000元/吨。 t，则一年的总收入为：5.2亿元。 那么，全国1000吨电镀污泥，仅铜的总资源价值就是：260亿元。 可见，电镀污泥回收利用的经济效益是相当可观的。

2 电镀污泥的性质及危害

电镀污泥中含有铜、镍、铬、铁等多种金属[3]，其成分十分复杂。 有些电镀污泥还含有大量的氰化物。 然而电镀污泥中的重金属等有害物质性质不稳定，会在环境中迁移，导致在生物体中积累。 重金属会在外界环境的影响下流入环境，分布在水体、大气和土壤中，最终进入食物链，造成全球生态系统的污染。

3、电镀污泥处置方法

3.1 电镀污泥减量化

电镀污泥是电镀废水的来源。 作为产生电镀污泥的单位，减少电镀污泥的途径主要有以下三种：

一是采用更先进、更环保的电镀工艺，减少电镀废水或最大限度地利用电镀废水中的金属。

二是实现电镀废水分流。 不同电镀工艺（电镀铜、电镀镍、电镀锌等）产生的废水需要单独储存和处理。 一方面可以改善电镀污泥中金属的味道，提高附加值； 另一方面可以改善电镀污泥中的金属味道，提高附加值； 在降低电镀污泥处理难度方面。

三是利用节能减排技术，降低电镀污泥出厂含水率，减少电镀污泥总量，降低电镀污泥储运风险和下游有害物质处置压力垃圾处理企业。

3.2 电镀污泥资源化处理

3.2.1 火灾处理技术

火法冶炼前，必须对电镀污泥进行干燥等预处理。 有时，为了提高冶炼效率，通过添加目标金属来提高污泥中的金属含量，并添加铁矿石、石英石、石灰石等作为冶炼辅助材料。 煤和焦炭用作燃料，煤燃烧时产生的碳和一氧化碳用作还原物质。 在电镀污泥火法冶炼中，添加剂的种类和用量等因素对工艺有较大影响。 由于电镀污泥含水量大、热值低、金属含量较低、金属种类较多，火法冶炼电镀污泥时会出现能耗高、金属单一回收率低、冒烟等问题。 达标等缺点很难处理。

3.2.2 湿法加工技术

湿法提取电镀污泥中的重金属是通过添加化学试剂对电镀污泥进行浸出和分离。 前提是重金属从电镀污泥中浸出并稳定存在于溶液中。 处理电镀污泥的工艺主要有两种：酸浸和氨浸。

3.2.2.1 酸浸

李盼盼[4]以硫酸为浸出剂，研究了电镀污泥中铜、镍的浸出率。 考察了不同酸添加量对铜、镍浸出效果的影响。 实验结果表明，添加10%硫酸并振荡0.5 h后，污泥中铜、镍的浸出率均在95%以上； 李鹏等[5]研究了三种低分子有机酸对电镀污泥中锌、铅等重金属的浸出效果。 结果表明，柠檬酸对锌、铅的浸出效果优于其他有机酸。

大量关于电镀污泥湿法浸出金属的研究成果发现，当浸出液浓度增大时，整个过程产生少量废水，但酸浸金属浸出选择性差，浸出液净化工艺复杂，消耗大量的酸、碱和除杂剂。 缺点。

3.2.2.2 氨浸

针对酸浸选择性差等缺点，研究人员开发了氨浸工艺用于电镀污泥的资源化处理。 氨浸法以氨水为浸出剂，利用氨水中的铵基选择性络合电镀污泥中的有价金属元素，从而达到与其他金属元素分离的目的。 程杰红[6]采用NH3·H2O-(NH4)2SO4体系从电镀污泥中浸出铜、镍、锌，并利用氢气还原实现氨浸液中铜、镍、锌的分离。

但氨浸法也存在氨水浓度大于18%时易挥发、刺激性气味较强等缺点。 氨浸法作业环境恶劣，对设备及浸出装置的密封性能要求较高。 密封性和耐腐蚀性。

3.2.3火湿联合处理技术

电镀污泥火湿联合处理工艺是首先通过火法进行预处理，去除电镀污泥中的一些成分，如水、有机物和一些杂质。 经过预处理，富集有价金属，然后选择合适的材料。 浸出剂浸出有价金属。 该工艺对于处理有机物含量高、成分复杂的污泥更有意义。

陈贤等. [7]首先采用碳还原和焙烧电镀污泥，然后采用硫酸浸出和萃取来分离铜。 将萃取的硫酸铜溶液浓缩结晶，得到纯度大于97%的硫酸铜晶体。 ，该组合工艺解决了火法处理电镀污泥原料金属品位低、投资高、二次污染严重的问题。 同时，与单独的冶炼设备相比，采用还原焙烧预处理工艺，其设备的投资和控制难度也较低。 为混合电镀污泥资源化利用提供了又一可行的解​​决方案。

3.2.4电镀污泥资源化处置技术比较（表1）

3.3电镀污泥无害化处理

3.3.1 物化

电镀污泥物化技术是指以电镀污泥为原料或辅助材料生产建筑材料、磁性材料、陶瓷材料等材料的过程。 Ract[8]进行研究发现，在水泥中添加2%的含铬电镀污泥不会影响水泥的强度。 这进一步为电镀污泥的无害化处理提供了思路。

3.3.2 固化/稳定

电镀污泥固化/稳定化处置是一种非资源化处置方法。 目的是控制电镀污泥中的重金属而不释放毒性，降低风险，最终进行填埋。 Hills[9]研究发现，按一定比例添加水泥和粉煤灰并固化可以有效防止重金属的浸出。

4、电镀污泥资源化处理方法发展趋势

4.1 火烧法

火法有色金属冶炼和金属回收冶炼经历了传统高炉向富氧熔池冶炼技术的发展。 20世纪60年代中期，我国成功进行材料密封封闭高炉工业试验后，陆续用于改造敞开式高炉。 解决烟害问题。 至此，我国开放式高炉冰铜冶炼已被密闭式高炉和罩式密闭式高炉所取代。 此后，封闭式高炉得到迅速发展，特别是在冶金行业。 2006年，某公司首次将封闭式高炉应用于电镀污泥处理。 火法熔炼实现了该技术在危险废物处置领域的应用。 但早在2011年，高炉就被列入《国家直接淘汰落后生产工艺装备产品目录》中铜回收领域的重点淘汰产品。 目前比较先进的技术有富氧熔池熔炼（顶吹、底吹、侧吹）等。

从市场角度看，富氧侧吹熔池熔炉工艺已成功应用于危险废物领域，越来越多的环保企业开始采用这一先进工艺回收危险废物：某公司已该技术已成功应用于重金属危废回收项目，处理规模为8万吨/年。 该项目已运行3年多。 目前，该公司还有另外两个类似项目正在设计中[10]。

现从以下几点对比封闭式高炉和富氧侧吹熔池冶炼炉处理电镀污泥的优缺点（表2）。

4.2 湿法

由于电镀污泥的含水量很高，因此可以利用电镀污泥中的水作为溶解介质。 因此，湿法处理电镀污泥具有一定的优势。 主要有酸法和碱法。 两者的优缺点如下：表3。

可见，酸法和碱法在处理电镀污泥时各有其缺点。 但随着技术的发展，未来的发展方向有以下几点： ①废水零排放：酸法和碱法都很难实现。 废水的无限循环，含有机物和盐类的溶解废水最终会影响电镀污泥的溶解。 目前，采用MVR技术对水进行蒸馏和回收，以满足整个工艺的水平衡。

②多工艺组合处理：以上处理电镀污泥的方法各有优缺点，应根据电镀污泥的成分进行选择。

对于具有金属回收价值的电镀污泥，应优先考虑资源化处置技术。 对于成分单一、有机物含量较低的电镀污泥，可采用湿法工艺，具有设备投资低、二次污染少、金属回收率高的优点； 对于成分多、有机物含量高的电镀污泥，可采用减量焙烧-湿法技术，解决火法冶炼工艺设备投资高、烟气污染严重、金属回收率低的问题。 还原焙烧预处理设备的投资和控制难度也远低于冶炼设备； 对于成分复杂、有毒的电镀污泥量大、金属价值低，可采用固化/稳定化等无害化处置技术。

从分析结果可以看出，电镀污泥的资源化处理是目前几种处理方法中最有前途的。 电镀污泥资源化处置未来发展趋势可概括为：①大规模电镀污泥资源化处置应采用火资源回收技术，推荐采用富氧侧吹熔融等先进工艺池式熔炼炉用于冶炼资源利用； ②对于小规模电镀污泥资源处置，建议采用湿法和火法（玻璃化熔融）组合技术，实现金属资源回收、废水零排放、完全无害化。

参考：

[1] 张春爱. 电镀废水综合处理研究[J]． 环境工程，1995，13(2)：3-7。

[2] 袁文辉，王承彦，等． 电镀污泥中铬、铜等多金属资源的利用[J]. 江苏工程学院学报，2017，4(23)：1-4。

[3] 张雪红，王敦秋，黄明，等。 电镀污泥处理技术进展[J]． 桂林工学院学报，2004，24(4)：502-506。

[4] 李盼盼. 电镀污泥中铜、镍的回收工艺研究——污泥酸浸工艺[J]. 电镀与表面处理，2010，32(1)：37-40。

[5] 李鹏，曾光明，徐卫华，等。 有机酸对污染底泥中Zn、Pb淋失的影响[J]. 中国环境科学, 2010, 30(09): 1235- 1240.

[6] 程节红，陈贤，孔峰，等。 氨浸-加压氢还原法从电镀污泥中回收铜镍[J]. 环境科学与技术，2010(S1)：135-137。

[7] 陈贤，程节红，周全发，等。 火湿联合法从电镀污泥中回收铜[J]. 环境工程，2012，30（2）：68-71。

［8］PG Ract，DCR，TenórioJ AS。 铜和镍的研究[J]. 废物，2003，23(3)：281-285。

［9］Hills，CD，等。 [J]. 和，1992，22（5）：822-832。

[10] 林巧巧. 电镀污泥配比冶炼行业发展的探讨与建议[J]. 环境与发展，2017，（10）：121-121。

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