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電鍍污泥是指電鍍廢水處理后產(chǎn)生的污泥和鍍槽淤泥，被列入國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄，屬于第十七類危險(xiǎn)廢物。
電鍍污泥分為兩大類：分質(zhì)污泥和混合污泥。分質(zhì)污泥是指將電鍍廢水分別處理而形成的污泥；混合污泥是指將不同種類的電鍍廢水混合在一起進(jìn)行處理而形成的污泥。
1·電鍍污泥資源化現(xiàn)狀
電鍍污泥中含有大量重金屬且難以降解，如果在回收過程中處置不當(dāng)或者未加處理直接填埋，將會(huì)給環(huán)境帶來(lái)極大的危害。同時(shí)，污泥中的重金屬有些又是金屬資源，可以回收利用，變廢為寶。以鎳為例：一般來(lái)說鎳礦石中鎳含量達(dá)到2%就具備了開采條件，而電鍍污泥中一般含鎳量為2%~4%，化學(xué)鍍污泥中含鎳量則達(dá)到了5%~10%，可見電鍍污泥和化學(xué)鍍污泥就是一座移動(dòng)的礦山，回收利用價(jià)值極高。
處置電鍍污泥回收有價(jià)金屬，既可以最低限度的降低環(huán)境污染，又可以最大限度地節(jié)約資源，可謂一舉兩得。因此，對(duì)電鍍污泥進(jìn)行科學(xué)、安全的處置顯得尤為重要。但是目前由于我國(guó)電鍍廠規(guī)模小且比較分散，經(jīng)過化學(xué)沉淀后的污泥大多是混合污泥，這給回收有價(jià)金屬增加了一定的難度。具有高含量貴金屬的污泥，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，是目前回收的重點(diǎn)。而對(duì)于金屬含量相對(duì)低或只含有一般金屬的污泥，由于處理成本和經(jīng)濟(jì)價(jià)值方面的原因而較少回收。
2·電鍍污泥中有價(jià)金屬回收技術(shù)
2.1火法回收
火法回收是一種比較傳統(tǒng)的方法。電鍍污泥在熔煉前要經(jīng)過除雜、富集、烘干等前處理，有時(shí)會(huì)添加目標(biāo)金屬以增加污泥中的金屬含量，提高熔煉效率。熔煉以銅為主的污泥時(shí)需控制爐溫在
2.2濕法回收技術(shù)
濕法通常先將污泥進(jìn)行浸出，將污泥中的有價(jià)金屬轉(zhuǎn)變成金屬離子或者絡(luò)合離子，最終以金屬單質(zhì)或者以金屬鹽的形式回收。
對(duì)電鍍污泥中的重金屬進(jìn)行選擇性溶出，這是回收重金屬的關(guān)鍵一步，也是決定后續(xù)金屬回收率及其回收成本的關(guān)鍵所在。根據(jù)電鍍污泥的成分和性質(zhì)不同，污泥的浸出通常采用酸浸和氨浸兩種工藝。
氨浸選擇性好。以浸出銅鎳污泥為例：在浸出過程中銅和鎳易于與氨形成絡(luò)合離子被浸出，而鐵和鉻等所謂的雜質(zhì)金屬則被抑制在浸出渣中。銅鎳等氨絡(luò)合離子浸出后進(jìn)行分離，作為資源進(jìn)行回收。而鐵鉻渣可進(jìn)行固化處理，也可以作為資源進(jìn)行再次回收。張冠東等采用氨浸蒸氨工藝，蒸氨后銅、鎳、鋅在干基中的比重分別為12%，14%，10%左右；而鐵、鉻浸出率分別小于0.5%和1.0%，氨浸的選擇性效果明顯。氨浸過程中銅、鎳的浸出率一般均可達(dá)到90%以上。
但是由于氨濃度大于18%時(shí)容易揮發(fā)，導(dǎo)致氨的損失；氨本身有刺激性氣味，會(huì)造成操作環(huán)境惡劣，對(duì)浸出裝置的密封性和耐腐蝕性要求較高。因此氨浸首要解決的就是揮發(fā)性的問題。
酸浸相對(duì)于氨浸來(lái)說選擇性差，浸出液中的金屬種類較多，一些不必要的金屬也會(huì)隨之浸出，要回收有價(jià)值金屬時(shí)要進(jìn)行必要的除雜處理。但因?yàn)樗峤矢?，使之成為濕法冶金中?yīng)用最廣泛的浸出方法之一，常用的浸出劑有鹽酸、硫酸、硝酸、王水等。電鍍污泥中的金屬大多以其氫氧化物或含氧酸鹽形態(tài)存在，通過酸浸，大部分金屬物質(zhì)能以離子態(tài)或絡(luò)合離子態(tài)溶出。
通過酸浸后的原料液酸度比較高，終點(diǎn)pH一般選擇在1.0~2.0之間。酸度太低會(huì)導(dǎo)致某些金屬水解而與有價(jià)金屬形成共沉淀，影響浸出率；酸度太低也不利于后續(xù)工藝進(jìn)行處理；酸度高浸出的選擇性差，一些雜質(zhì)金屬會(huì)一同浸出，給后續(xù)除雜處理帶來(lái)了難度。通常在酸浸的同時(shí)加入氧化劑將某些金屬的低價(jià)離子氧化成高價(jià)態(tài)以便后續(xù)工藝進(jìn)行分離。
Sulva等[5]用30%的鹽酸浸出含鉻電鍍污泥中的各種金屬。為了鉻與浸出液中的其他金屬元素分離，在浸出時(shí)加入30％的H2O2，使Cr（III）氧化成C（rVI），然后，用NaOH或KOH調(diào)節(jié)pH到7~l1，使溶液中殘余的金屬雜質(zhì)Mn，Zn，Fe，Ca，Mg等充分沉淀，再將溶液過濾便得到較純的鉻酸鹽溶液，溶液中鉻以鉻酸鹽陰離子的形式存在。這種方法針對(duì)的是鉻含量比較高而其他金屬含量比較低的污泥。此法的缺點(diǎn)在于：如果污泥中含有大量的其他金屬，污泥的產(chǎn)生量會(huì)很大；只采用單一的沉淀法無(wú)法滿足回收各種有價(jià)金屬的要求，需要結(jié)合其他的處理方法進(jìn)行回收。但此法提供了一個(gè)回收電鍍污泥中金屬鉻的思路。
經(jīng)過浸出后的溶液中含有重金屬離子或絡(luò)合離子，要回收有價(jià)金屬必須要進(jìn)行金屬分離。常用的金屬分離方法有：化學(xué)沉淀法、溶劑萃取法、離子交換法和還原法等。
化學(xué)沉淀法是金屬分離中應(yīng)用最多的一種方法。它主要是依據(jù)金屬離子水解時(shí)pH不同，或者在不同條件下與某種物質(zhì)形成沉淀時(shí)的Ksp不同而進(jìn)行分離。
（1）水解沉淀法。主要依據(jù)各種物質(zhì)在不同條件下水解生成氫氧化物沉淀，進(jìn)而與溶液中的其他離子進(jìn)行分離。但是由于共沉淀的原因，在沉淀中會(huì)包裹一部分有價(jià)金屬，特別是形成絮狀沉淀的物質(zhì)，如氫氧化鐵。有價(jià)金屬損失比較多時(shí)需要進(jìn)行必要的洗滌，或者用其他溶液進(jìn)行浸泡，以降低有價(jià)金屬的損失。一般溶液中的鐵離子的含量如果大于
水解沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是處理方法簡(jiǎn)單、容易控制、處理成本低。
（2）碳酸鹽沉淀法。在酸法回收電鍍污泥中的銅鎳時(shí)，可采用添加堿液和碳酸鹽來(lái)促使銅鎳生成堿式碳酸銅或碳酸鎳，對(duì)其進(jìn)行回收。酸浸過程中會(huì)將大量的鐵鉻一同浸出，所以采用該法回收時(shí)，鐵鉻等金屬會(huì)一同分離出來(lái)。李紅藝等[6]用硫酸浸出，用碳酸鈉調(diào)節(jié)pH值，將溶液中的銅、鐵和鎳進(jìn)行分離。在實(shí)際生產(chǎn)中有的企業(yè)也采用碳酸鎳來(lái)調(diào)節(jié)pH值，這樣在回收鎳時(shí)既可以用來(lái)除雜，又可以增加溶液中鎳離子的濃度。
（3）S2-沉淀法。根據(jù)重金屬離子與硫離子形成沉淀的Ksp不同，加入適量的硫化物使最容易與之形成沉淀的物質(zhì)剛好沉淀完全，或者輕微過量，進(jìn)而進(jìn)行分離。此法主要用于銅離子與其他離子的分離。
北京礦冶研究院[7]采用硫代硫酸鈉除銅，取得了較好的效果，除銅后溶液中含銅低于
（4）F-沉淀法。該法是去除溶液中Ca2+，Mg2+離子的有效方法。師曉霞等探索出了最佳的工藝條件。影響因素主要有：氟化物的用量、pH、溫度、反應(yīng)時(shí)間。除此以外鈣鎂離子的去除率還與溶液中的Ca2+，Mg2+濃度有關(guān)。氟化物的用量是關(guān)鍵的控制因素，在酸度高的溶液中加入過多的氟化物會(huì)產(chǎn)生有毒氣體氟化氫，對(duì)人體和環(huán)境不利。
梁俊蘭介紹了采用多級(jí)沉淀流程回收鎳的方法，其中溶液中的鈣鎂雜質(zhì)就采用氟化物去除，取得了較好的效果。0.5mol/L硫酸浸出，雙氧水氧化沉鐵；硫化鈉沉銅；氟化鈉除鈣鎂；最終鎳以氫氧化鎳的形式回收。整個(gè)流程工藝簡(jiǎn)單，鎳的回收率達(dá)到72%。因?yàn)槿芤褐械蔫F含量比較高，達(dá)到了
溶劑萃取法也稱液—液萃取，其操作簡(jiǎn)單、快速、高效，在濕法冶金工藝中常常用于提取和分離溶液中的金屬。
祝萬(wàn)鵬等先后進(jìn)行了一系列從電鍍污泥中回收有價(jià)金屬的實(shí)驗(yàn)研究。先是采用氨絡(luò)合分組浸出，浸出液蒸氨后水解，沉淀用硫酸浸出，再用溶劑萃取—金屬鹽結(jié)晶工藝對(duì)電鍍污泥中的金屬進(jìn)行回收，從而得到各種高純度的含銅、鋅、鎳、鉻等金屬鹽類產(chǎn)品。后來(lái)，該萃取工藝優(yōu)化為N510—煤油—H2SO4四級(jí)逆流萃取，采用此工藝后銅的萃取率高達(dá)99％，而鎳和鋅幾乎不與萃取劑N510進(jìn)行反應(yīng)，損失微小。經(jīng)過萃取反萃后銅可以制成CuSO4·5H2O或電解高純銅，實(shí)現(xiàn)了較高的經(jīng)濟(jì)效益。而且整個(gè)工藝過程較簡(jiǎn)單，可循環(huán)運(yùn)行，基本不產(chǎn)生二次污染。課題組又對(duì)酸浸工藝進(jìn)行了研究，采用P507—煤油—硫酸萃取反萃體系對(duì)鐵進(jìn)行分離，采用鈉皂—P204—煤油—硫酸萃取反萃體系對(duì)鉻、鋁進(jìn)行萃取，通過調(diào)節(jié)反萃條件對(duì)鉻、鋁進(jìn)行分離。該工藝可使污泥中的金屬資源得以回收，生產(chǎn)出品質(zhì)較好的鉻、鋁和鐵的高純度鹽，實(shí)現(xiàn)了資源最大化。
華南師范大學(xué)的樂善堂等[12]研究采用N902/煤油從氨/氯化銨水溶液中萃取銅。在pH=10條件下萃取僅需要5min即可達(dá)到平衡，反萃時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，需要15min達(dá)到平衡，銅的萃取率達(dá)到98%。而朱萍等對(duì)N902萃取劑萃取酸性介質(zhì)中銅的選擇性進(jìn)行了研究。以H2SO4為介質(zhì)，控制水相pH=3，硫酸根離子濃度0.5mol/L，相比O/A=1:1。此時(shí)Cu/Fe的分離系數(shù)最大，而Mg和Ni幾乎不萃。以上說明N902是銅的有效萃取劑，應(yīng)用pH范圍較廣，在堿性、酸性條件下均可有效萃取。
因?yàn)殡x子交換樹脂的交換容量有限，但選擇性較好。所以該法更多的是用來(lái)深度凈化污水，處理金屬含量較低的廢水，使之達(dá)標(biāo)排放。在冶金方面的應(yīng)用也大多用來(lái)富集含量低的貴金屬，如金、鈀、鈾等。對(duì)于金屬含量相對(duì)高的廢水，也可用交換容量較大的離子交換樹脂來(lái)對(duì)有價(jià)金屬進(jìn)行選擇性富集。
（1）氫還原。工業(yè)上在高壓釜中用氫氣還原銅、鎳和鈷等金屬，進(jìn)而制取銅、鎳金屬粉，已經(jīng)取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，是比較成熟的技術(shù)。此法可用來(lái)回收電鍍污泥氨浸出液中的銅、鎳、鋅等有價(jià)金屬。張冠東等用氫還原工藝，在弱酸性硫酸氨溶液中通入氫還原銅粉，然后在氨性溶液中氫還原提取鎳粉，最終采用沉淀法回收氫還原尾液中的鋅。其中銅、鎳兩種金屬粉末的純度可達(dá)到99.5％，銅、鎳的回收率分別達(dá)到99％和98％以上，銅鎳粉分別符合3號(hào)銅粉和3號(hào)鎳粉的產(chǎn)品要求。
氫還原法的優(yōu)點(diǎn)在于工藝流程較短，運(yùn)行成本低，操作簡(jiǎn)易，可以得到品質(zhì)較高的金屬產(chǎn)品。除此以外，還可通過調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)，使之生產(chǎn)出不同純度、不同粒度的金屬制品。生產(chǎn)過程不封閉，雜質(zhì)不會(huì)因此而累積，廢水經(jīng)處理后可達(dá)標(biāo)排放，不會(huì)污染環(huán)境。
（2）鐵還原。陳凡植等利用鐵屑置換銅得到了良好的效果，得到的海綿銅經(jīng)稀酸浸泡后，品位可達(dá)到95%以上。安顯威等用1.5倍的鐵粉置換出單質(zhì)銅，可將溶液中的銅含量降至58mg/L。鐵的還原作用不但可以在回收金屬過程中發(fā)揮作用，還可以使某些劇毒物質(zhì)減小毒性。黃園英等利用鐵將Cr（VI）還原成C（rIII），取得較好的效果，大大降低了Cr（VI）的毒性。鐵還原法一般會(huì)給溶液中引入大量的鐵離子，增加了處理難度。在進(jìn)行還原的時(shí)候要進(jìn)行量的控制，不宜過多。置換后如果溶液中存在大量鐵離子，還需對(duì)溶液進(jìn)行除雜處理。
以上介紹的僅僅是單一方法的應(yīng)用，但是生產(chǎn)中往往采用幾種方法相結(jié)合的工藝，對(duì)污泥中的有價(jià)金屬進(jìn)行回收。
彭濱等對(duì)含銅和鎳的電鍍污泥，采用溶劑萃取法與化學(xué)沉淀法相結(jié)合的工藝有效地分離銅和鎳，銅和鎳的回收率達(dá)到90％以上。
此法有一定的局限性，盡管浸出率高，但是浸出金屬較多，如果污泥成分較復(fù)雜，后續(xù)處理工藝將比較復(fù)雜；浸出液中鐵的含量也不能過高，否則萃取劑容易使人中毒。周志明等酸浸電鍍污泥后，采用N902萃銅和沉淀除鐵?？梢缘玫郊兌容^高的硫酸銅以及氧化鐵紅。銅的回收率大于92%，鐵的回收率大于88%。該工藝技術(shù)可行，操作較簡(jiǎn)單，能有效地回收污泥中銅和鐵。該實(shí)驗(yàn)表明了在酸性條件下N902萃取銅的效果較好。但由于銅、鐵在萃取過程中同時(shí)存在，隨著pH的升高鐵會(huì)形成沉淀，產(chǎn)生了第三相，影響了萃取效率。
綜上所述，一套處理工藝往往是幾種處理方法的結(jié)合。例如采用化學(xué)法進(jìn)行除雜往往達(dá)不到理想的效果，溶液中還殘留少量的金屬離子?；蛘哂袝r(shí)盡管能夠?qū)⒔饘匐s質(zhì)處理到較低的程度，但加入試劑量要相對(duì)提高，由此可能引入新的雜質(zhì)或者造成回收金屬的損失?；瘜W(xué)法的優(yōu)點(diǎn)在于處理成本低，工藝簡(jiǎn)單，易操作。鑒于以上原因，可以將化學(xué)法作為附屬的除雜工藝，結(jié)合其他工藝，將產(chǎn)品中的雜質(zhì)降低到一個(gè)理想的水平。離子交換法主要用在后續(xù)處理工藝上，使污水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。萃取法雖然初次投資比較大，但是萃取劑可以循環(huán)使用，利用效率比較高，后續(xù)投資較少，在生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用較廣。
考慮到環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能耗的原因，應(yīng)該盡量避免使用可能對(duì)環(huán)境和人體造成危害的生產(chǎn)工藝。iphone手機(jī)套例如在酸性條件下使用硫化物、氟化物會(huì)產(chǎn)生硫化氫、氟化氫氣體；高溫生產(chǎn)工藝，要結(jié)合實(shí)際情況考慮能耗；在化學(xué)法除雜工藝中會(huì)產(chǎn)生污泥，為避免產(chǎn)生大量含有重金屬的污泥，對(duì)于溶液中的高含量金屬雜質(zhì)應(yīng)避免采用化學(xué)法進(jìn)行除雜，減少?gòu)U渣的產(chǎn)生。以上問題對(duì)清潔生產(chǎn)條件下回收電鍍污泥中有價(jià)金屬提出了一些新的要求。
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