混合电镀污泥中铬资源化工艺研究

摘要

本文在综述电镀污泥处理现状、污泥中铬的回收方法及氢氧化铬制备的基础上,针对混合电镀污泥硫酸浸出液选择性磷酸沉淀分离铬后所得磷酸铬渣回收铬的问题,研究提出磷酸铬渣在密闭条件下NaOH强碱体系中转型制取氢氧化铬产品。研究成果为综合回收混合电镀污泥中的铬开辟了一条高效的新途径,是前期选择性磷酸沉淀分离研究成果的必要补充,两种技术耦合,对于混合电镀污泥中铬的无害化和资源化具有重要意义。本文研究内容主要有:
　　基于热力学分析和探索性实验,对磷酸铬渣在NaOH强碱体系中P/Cr分离的可行性进行了论证。结果发现,密闭碱分解方法可以实现磷酸铬渣中P/Cr有效分离并转型制取Cr(OH)3。
　　基于L16(45)正交实验,讨论了初始碱浓度([NaOH]ini.)、反应温度、搅拌转速和液固比等因素对P、Cr浸出率的影响。极差分析结果表明,对P、Cr浸出率影响由主至次顺序为:[NaOH]ini.、液固比、反应温度和搅拌转速。方差分析结果进一步表明,[NaOH]ini.对Cr浸出率有显著影响,对P浸出率具有极显著的影响,而反应温度、搅拌转速和液固比对P、Cr浸出率无显著影响。F检验与P检验的结果相同。
　　对磷酸铬渣密闭碱分解工艺进行了实验研究。为保证P高效浸出,适当提高了初始碱浓度,磷酸铬渣密闭碱分解的较优工艺条件确定为:反应温度90℃、[NaOH]ini.=200 g·L-1、液固比5 mL/g、保温时间1.0 h、搅拌转速600 r·min-1。在上述条件下,P浸出率高达97％,达到了有效分离P/Cr的目的。碱浸液在补充适量碱的情况下,历经十次循环,仍能使P浸出率保持在90%以上,P/Cr分离效果良好。由于碱浸液循环,所以不存在Cr溶解损失问题,Cr收率得以保证。
　　借助扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、X-射线能谱分析(EDX)及显微镜下观察等工艺矿物学手段对碱分解产物进行了分析。结果表明,磷酸铬渣碱分解产物是非晶态的Cr(OH)3。Cr(OH)3产品中Cr含量高达32%左右,而Ni、Zn、Fe等杂质含量分别低至0.33%、0.21%和0.26%,质量符合进一步制取碱式硫酸铬产品的标准。

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第一章 绪 论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 电镀污泥处理技术现状

1.3 电镀污泥中铬的回收方法

1.4 氢氧化铬的制取方法

1.5 课题的研究内容、研究目标

1.6 课题拟解决的关键问题及创新之处

第二章 实验原料、设备及方法

2.1 实验原料

2.2 实验设备

2.3 实验试剂

2.4 实验方法

第三章 磷酸铬渣碱分解的正交实验

3.1 热力学分析

3.2 探索性实验

3.3 正交实验结果

3.4 P、Cr浸出结果分析

3.5 小结

第四章 由磷酸铬渣制取氢氧化铬的实验

4.1 工艺条件对P/Cr分离的影响

4.2 碱分解产物分析

4.3 碱液循环实验

4.4 小结

第五章 结 论

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果