摘要
随着电镀行业的快速发展，导致了电镀污泥等副产物的产生量急剧上升。电镀污泥含有大量的重金属（Cu、Ni、Cr、Fe，Zn，Pb）以及部分化学调理剂，其重金属浸出含量远超于国家危废浸出标准而被列为危险废弃物（HW17）。而传统处置方法如填埋、稳定化处置不仅浪费其中大量的有价金属资源，同时由于重金属可浸出含量高，可导致土壤及地下水存在长久的潜在危害。因此亟待需要开发安全高效的高值利用技术，在回收有价金属的同时，并降低金属底渣的浸出毒性，这不仅能达到有价金属资源化利用，而且又能实现此类废物的无害化处置。 因此，本工作以低品位电镀混合污泥为研究对象，探究“烧结-浮选”工艺对低品位电镀污泥中铜镍资源化回收利用的可行性和具体工艺参数。针对其含水量高、化学成分复杂及不稳定金属品位低、回收利用难度大等特点，重点探讨烧结添加剂（添加熔剂、助溶剂、粘结剂、还原剂）以及烧结温度、烧结时间对污泥烧结特性的影响，结合扫描电镜（SEM）、X射线荧光分析仪（XRF）、矿物学自动检测系统（MLA）、火焰原子吸收光谱法（AAS）及挂槽浮选机等详细分析其不同烧结条件下铜镍回收效率，主要的研究内容及结果如下： 利用各类仪器对样品进行了详细的成分分析。仪器分析结果表明实验所采用的电镀污泥主要由CaHPO4、Al(OH)3、Fe(OH)3、Ni(OH)2、石膏和铬酸盐等物质组成，重金属污泥含Cu2.22%，Ni2.81%，Sn0.48%，Pb0.09%，Ag164.8g/t，另外含有少量的合金以及矿物残渣。该物料颗粒微细，水含量高，经分析来样水分高于45.63%。 探究添加熔剂（碳酸钙、碳酸钠、石英）、助溶剂（硼酸钠、硫酸钠、硫化钠）、粘结剂（膨润土、硅酸钠）、还原剂（褐煤、烟煤、焦炭）、焙烧温度、停留时间等对烧结和浮选工艺参数的影响。研究结果表明：添加剂、温度对铜镍回收的影响最大，其中添加4.0%硅酸钠、4.0%石英、5.5%硫酸钠和16%的烟煤与电镀污泥混合，在1200℃下恒温60min对物料进行烧结，烧结产品的表面形貌颗粒较大、形状完整、界面清晰，易于磨矿解离，烧结料通过浮选机浮选可获得相对于原料产率22.01%的铜镍精矿，品位为Cu9.01%，Ni10.24%，回收率为Cu82.17%，Ni75.94%；相对于原料尾矿产率为56.09%，品位为Cu0.77%，Ni1.27%，表明此工艺条件下铜镍具有较好的资源化回收效果。 采用MLA系统矿物学分析了烧结物料，表明电镀污泥烧结后金属化合物聚集成硫化物、单质或合金、磷化物和氧化物等，有利于选矿富集；选矿处理后的尾矿进行重金属浸出分析表明，铜和镍主要赋存于浮选精矿中占比分别为89.33%和80.21%，品位分别为9.01%和10.24%，平衡率分别为108.78%和105.56%。银与铬在精矿中分别占比79.07和22.36%。平衡率分别为115.14%和99.20%。而锡和锌在烧结过程具有较高的挥发率，其平衡率仅有46.30和59.74%。尾矿中Ba的浸出毒性约为0.18mg/L，其它元素均小于0.02mg/L，远低于国家危废重金属浸出标准，说明烧结工艺对重金属具有很好的固化效果。 因此，烧结-浮选工艺处理低品位污泥回收Cu/Ni以及无害化处置电镀污泥具有较好的可行性。研发技术使得重金属污泥得到减量化、资源化、无害化循环利用，具有良好的经济、社会效益潜力。
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