專利名稱：制革污泥中Cr³⁺與Fe³⁺的萃取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含鉻污泥的處理方法，特別是一種制革污泥中Cr3+與!^3+的萃取方法。
背景技術(shù)：
制革工業(yè)產(chǎn)生的含鉻生化污泥量大且重金屬超標(biāo)，現(xiàn)有的處理制革含鉻污泥的方法主要有堿沉淀法，污泥外運(yùn)法，生物淋濾法，焚燒法，安全填滿法等。其中堿沉淀含鉻污泥最終還是要排放出來，或者要進(jìn)行復(fù)雜的中性鹽去除工藝，否則會(huì)影響鉻鞣回用效果；污泥外運(yùn)法由于制革污泥中含有鉻，當(dāng)其轉(zhuǎn)換為其他原料，再次利用達(dá)到一定年限時(shí)，仍然會(huì)造成二次污染；生物淋濾法主要處理對(duì)象是積累了大量鉻的生化污泥，其處理周期長(zhǎng)，受微生物生長(zhǎng)條件的限制，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)處理循環(huán)方式；焚燒法最終產(chǎn)物是含鉻爐灰，與填埋一樣，是兩種常用的方法，但污泥的資源化利用率低；安全填埋法沒有將資源有效的合理利用，現(xiàn)行國(guó)外的填埋要求越來越高，成本及其后期管理的困難也會(huì)逐步增大。為了解決各種金屬分離問題，基于可逆絡(luò)合反應(yīng)的溶劑萃取分離法被提出。溶劑萃取是分離性質(zhì)相似的金屬離子的重要方法。萃取體系的范圍廣泛，被萃取物從周期表的 I A族到VIIIB族。隨著萃取化學(xué)的發(fā)展針對(duì)不同的萃取對(duì)象，研究使用的萃取劑種類也愈多。其中胺類物質(zhì)、有機(jī)膦是重要的絡(luò)合劑，包括酸性有機(jī)膦和中性有機(jī)膦萃取劑萃取體系，目前，胺類物質(zhì)萃取劑、有機(jī)膦萃取劑已開始應(yīng)用于工業(yè)上。堆浸法是指將礦石在地表適宜的位置筑堆，采用一定的布液方式將溶浸液布于礦堆，使溶浸液在礦堆滲濾的過程中有選擇性地溶解浸出其中的有用成份，并收集浸堆底部流出的浸出富液，通過萃取、電積等方法提取回收貴金屬的方法。堆浸技術(shù)在處理低品位金礦資源中廣泛應(yīng)用。我國(guó)生產(chǎn)規(guī)模達(dá)10萬t/a，國(guó)外的年處理礦石量為150萬t以上，其用于黃金的冶煉占黃金總產(chǎn)量的10%以上。堆浸技術(shù)在鈾礦、銅礦的冶煉中已成為一項(xiàng)主要技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種制革污泥中Cr3+與!^3+的萃取方法，通過堆浸將含鉻制革污泥中的金屬有效溶解，然后用有機(jī)磷對(duì)溶劑進(jìn)行萃取，去除對(duì)鉻鞣產(chǎn)生極大不良影響的狗3+，對(duì)堆浸液中的鉻進(jìn)行資源化回收，將其再次用于制革行業(yè)，使鉻達(dá)到回用的目的。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種制革污泥中Cr3+與!^3+的萃取方法，包括以下步驟步驟1 堆浸時(shí)選擇稀硫酸，調(diào)節(jié)其PH為1 5，靜態(tài)堆浸使稀硫酸的體積與制革污泥的質(zhì)量之比為1 50，時(shí)間為1 幾，此時(shí)污泥中的金屬離子進(jìn)入稀硫酸溶液中，形成堆浸液；步驟2 用5-10%的2-乙基己基磷酸-煤油萃取體系對(duì)堆浸液中的!^3+進(jìn)行萃取分離，調(diào)節(jié)PH為1.4 4. 3，有機(jī)相和水相的體積比為1 (0.5 2)，充分?jǐn)嚢韬箪o置分層，下層為萃余液，上層為含1 3+的有機(jī)相；步驟3 選用5 8mol/L的鹽酸對(duì)含!^3+的有機(jī)相進(jìn)行反萃取，得到1 3+ ；使用 NaOH對(duì)萃余液進(jìn)行金屬離子的選擇性沉淀分離，使Cr3+與其他金屬離子有效地分離，得到 Cr3+。作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述步驟2中，所述萃取體系和堆浸液以120 160r/ min的速度攪拌3 5分鐘； 作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述步驟3中，NaOH的PH為7 12 ；作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述反萃取的有機(jī)相和酸相的體積比為5 6 ；作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述反萃取的時(shí)間為20 60分鐘；作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述反萃取時(shí)，攪拌速度為130 140r/min。本發(fā)明制革污泥中Cr3+與狗3+的萃取方法至少具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明通過堆浸的方法用使污泥中的金屬進(jìn)入酸性溶液體系，使制革污泥中的金屬離子浸出，堆浸效果良好，污泥殘?jiān)蠧r6+未檢出，Cr3+的殘留量為120mg/kg左右，低于制革工業(yè)污泥排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。(2)本發(fā)明應(yīng)用具有高選擇性的有機(jī)磷萃取體系分離污泥堆浸液中的鉻和鐵以及其他金屬離子，萃取后目標(biāo)金屬殘余低，萃取率可以達(dá)到96 %，分離系數(shù)為748，便于Cr3+的循環(huán)利用，含鉻污泥堆浸液經(jīng)過兩級(jí)萃取完全可以滿足環(huán)保和工業(yè)需要。(3)萃余液使用NaOH調(diào)節(jié)pH值，進(jìn)行金屬離子選擇性沉淀分離，可以將Cr3+與 i^3+、Na+、Ca2+、K+等硫酸鹽組分有效分離。有利于鉻的資源化回收，將其再次用于制革行業(yè)， 使鉻達(dá)到了回用的目的。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1步驟1:堆浸時(shí)選擇稀硫酸，調(diào)節(jié)其PH為1，靜態(tài)堆浸使固液比為1 50，時(shí)間為 3h，此時(shí)污泥中的金屬離子進(jìn)入硫酸溶液中，形成堆浸液。步驟2 用5%的2-乙基己基磷酸(D2EHPA)-煤油萃取體系對(duì)堆浸液中的!^3+進(jìn)行萃取分離，調(diào)節(jié)PH為2. 0，有機(jī)相和水相的體積比為1，控制攪拌時(shí)間為:3min，攪拌速度為 130r/min，澄清時(shí)間為7. 5min，靜置分層后，下層為萃余液，上層為含狗3+的有機(jī)相。步驟3 對(duì)含!^3+的有機(jī)相進(jìn)行反萃取，反萃取選用5mol/L的鹽酸，攪拌速度為130r/min，反萃取的有機(jī)相和酸相的體積比為5，反萃時(shí)間為20min，反萃取后即可得到 Fe3+,接著使用PH為8. 5的NaOH對(duì)萃余液進(jìn)行金屬離子的選擇性沉淀分離，使Cr3+與其他金屬離子有效地分離，得到Cr3+。實(shí)施例2步驟1 堆浸時(shí)選擇稀硫酸，調(diào)節(jié)其PH為2，靜態(tài)堆浸使固液比為1 50，時(shí)間為 lh，此時(shí)污泥中的金屬離子進(jìn)入硫酸溶液中，形成堆浸液。步驟2 用5%的2-乙基己基磷酸(D2EHPA)-煤油萃取體系對(duì)堆浸液中的!^3+進(jìn)行萃取分離，調(diào)節(jié)PH為3. 5，有機(jī)相和水相的體積比為1 2，控制攪拌時(shí)間為5min，攪拌速度為140r/min，澄清時(shí)間為;3min，靜置分層后，下層為萃余液，上層為含狗3+的有機(jī)相。
步驟3 對(duì)含!^3+的有機(jī)相進(jìn)行反萃取，反萃取選用8mol/L的鹽酸，攪拌速度為 130r/min，反萃取的有機(jī)相和酸相的體積比6，反萃時(shí)間為30min，反萃取后即可得到狗3+， 接著使用PH為6. 5的NaOH對(duì)萃余液進(jìn)行金屬離子的選擇性沉淀分離，使Cr3+與其他金屬離子有效地分離，得到Cr3+。實(shí)施例3步驟1 堆浸時(shí)選擇稀硫酸，調(diào)節(jié)其PH為3，靜態(tài)堆浸使固液比為1 50，時(shí)間為 5h，此時(shí)污泥中的金屬離子進(jìn)入硫酸溶液中，形成堆浸液。步驟2 用10%的2-乙基己基磷酸(D2EHPA)-煤油萃取體系對(duì)堆浸液中的!^3+進(jìn)行萃取分離，調(diào)節(jié)PH為1.4，有機(jī)相和水相的體積比為2 1，控制攪拌時(shí)間為5min，攪拌速度為120r/min，澄清時(shí)間為8min，靜置分層后，下層為萃余液，上層為含狗3+的有機(jī)相。步驟3 對(duì)含!^3+的有機(jī)相進(jìn)行反萃取，反萃取選用5mol/L的鹽酸，攪拌速度為 140r/min，反萃取有機(jī)相和酸相的體積比為6，反萃時(shí)間為60min，反萃取后即可得到狗3+， 接著使用PH為9. 5的NaOH對(duì)萃余液進(jìn)行金屬離子選擇性沉淀分離，使Cr3+與其他金屬離子有效地分離，得到Cr3+。實(shí)施例4步驟1 堆浸時(shí)選擇稀硫酸，調(diào)節(jié)其PH為5，靜態(tài)堆浸使固液比為1 50，時(shí)間為 7h，此時(shí)污泥中的金屬離子進(jìn)入硫酸溶液中，形成堆浸液。步驟2 用10%的2-乙基己基磷酸(D2EHPA)-煤油萃取體系對(duì)堆浸液中的!^3+進(jìn)行萃取分離，調(diào)節(jié)PH為4. 3，有機(jī)相和水相的體積比為1 1.5，控制攪拌時(shí)間為細(xì)^1，攪拌速度為160r/min，澄清時(shí)間為5min，靜置分層后，下層為萃余液，上層為含狗3+的有機(jī)相。步驟3 對(duì)含!^3+的有機(jī)相進(jìn)行反萃取，反萃取選用6mol/L的鹽酸，攪拌速度為135r/min，反萃取有機(jī)相和酸相的體積比為5. 5，反萃時(shí)間為45min，反萃取后即可得到 Fe3+,接著使用PH為12的NaOH對(duì)萃余液進(jìn)行金屬離子選擇性沉淀分離，使Cr3+與其他金屬離子有效地分離，得到Cr3+。本發(fā)明步驟1中所述的固液比中的固體指制革污泥，液體指硫酸；所述5 %或10 % 的2-乙基己基磷酸(D2EHPA)-煤油萃取體系指D2EHPA占煤油的體積比為5%或10%。利用本發(fā)明的堆浸-萃取分離堆浸效果良好，污泥殘?jiān)蠧r6+未檢出，Cr3+的殘留量為120mg/kg左右，低于制革工業(yè)污泥排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。堆浸液的萃取率可以達(dá)到96%， 分離系數(shù)為748，便于Cr3+的循環(huán)利用，含鉻污泥堆浸液經(jīng)過兩級(jí)萃取完全可以滿足環(huán)保和工業(yè)需要。以上所述僅為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，不是全部或唯一的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種制革污泥中Cr3+與!^3+的萃取方法，其特征在于包括以下步驟步驟1 堆浸時(shí)選擇稀硫酸，調(diào)節(jié)其PH為1 5，靜態(tài)堆浸使稀硫酸的體積與制革污泥的質(zhì)量之比為1 50，時(shí)間為1 幾，此時(shí)污泥中的金屬離子進(jìn)入稀硫酸溶液中，形成堆浸液；步驟2 用5-10%的2-乙基己基磷酸-煤油萃取體系對(duì)堆浸液中的!^3+進(jìn)行萃取分離，調(diào)節(jié)PH為1.4 4.3，有機(jī)相和水相的體積比為1 (0.5 2)，充分?jǐn)嚢韬箪o置分層， 下層為萃余液，上層為含1 3+的有機(jī)相；步驟3 選用5 8mol/L的鹽酸對(duì)含!^3+的有機(jī)相進(jìn)行反萃取，得到1 3+ ；使用NaOH 對(duì)萃余液進(jìn)行金屬離子的選擇性沉淀分離，使Cr3+與其他金屬離子有效地分離，得到Cr3+。
2.如權(quán)利要求1所述的制革污泥中Cr3+與!^3+的萃取方法，其特征在于所述步驟2 中，所述萃取體系和堆浸液以120 160r/min的速度攪拌3 5分鐘。
3.如權(quán)利要求1所述的制革污泥中Cr3+與1 3+的萃取方法，其特征在于所述步驟3 中，NaOH的PH為7 12。
4.如權(quán)利要求1或3所述的制革污泥中Cr3+與!^3+的萃取方法，其特征在于所述反萃取的有機(jī)相和酸相的體積比為5 6。
5.如權(quán)利要求4所述的制革污泥中Cr3+與!^3+的萃取方法，其特征在于所述反萃取的時(shí)間為20 60分鐘。
6.如權(quán)利要求4所述的制革污泥中Cr3+與!^3+的萃取方法，其特征在于所述反萃取時(shí)，攪拌速度為130 140r/min。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制革污泥中Cr3+與Fe3+的萃取方法，堆浸時(shí)選擇稀硫酸，調(diào)節(jié)其PH為1～5，靜態(tài)堆浸使固液比為1∶50，時(shí)間為1～7h，此時(shí)污泥中的金屬離子進(jìn)入硫酸溶液中，形成堆浸液；接著用5-10％的2-乙基己基磷酸-煤油萃取體系對(duì)堆浸液中的Fe3+進(jìn)行萃取分離，調(diào)節(jié)pH為1.4～4.3，有機(jī)相和水相的體積比為1∶(0.5～2)，充分?jǐn)嚢韬箪o置分層，下層為萃余液，上層為含F(xiàn)e3+的有機(jī)相；再接著，對(duì)含F(xiàn)e3+的有機(jī)相選用5～8mol/L的鹽酸進(jìn)行反萃取后，即得到Fe3+；使用NaOH對(duì)萃余液進(jìn)行金屬離子的選擇性沉淀分離，使Cr3+與其他金屬離子有效地分離，繼而進(jìn)行酸化，得到Cr3+。
文檔編號(hào)C02F11/00GK102167482SQ201110021450
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月19日
發(fā)明者孫永會(huì), 李蕊, 花莉, 馬宏瑞 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)