阅读说明：本技术 一种废弃铜、镍废水过滤介质的回收再利用方法 (recycling method of waste copper and nickel wastewater filter medium ) 是由 狄旭东 张鹏 齐磊 于 2019-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及HW49的过滤介质回收处理方法,具体涉及一种废弃铜、镍废水过滤介质的回收再利用方法,包括破碎、酸洗、碱洗、水洗等多个步骤,将从废弃过滤介质中破碎分离出的PP棉线经过3M混酸和稀硫酸将PP棉线中的铜离子、镍离子、铁离子以及锌离子等溶解出,溶出的铁盐在碱洗时易形成氢氧化物被沉淀去除,最后经过水洗后得到价值高于一般PP塑料片粒的PP棉线,可重新投入使用,本发明首次采用湿法处理处理废弃过滤介质,打开了废PP棉线资源回收利用的新途径。(the invention relates to a filter medium recycling method of HW49, in particular to a recycling method of waste copper and nickel wastewater filter media, which comprises the steps of crushing, acid washing, alkali washing, water washing and the like, wherein the PP cotton threads crushed and separated from the waste filter media are dissolved out of copper ions, nickel ions, iron ions, zinc ions and the like in the PP cotton threads through 3M mixed acid and dilute sulfuric acid, the dissolved iron salt is easy to form hydroxide during alkali washing and is removed by precipitation, and finally, the PP cotton threads with higher value than that of common PP plastic flake particles are obtained after water washing and can be reused.)

一种废弃铜、镍废水过滤介质的回收再利用方法

技术领域

本发明涉及HW49的过滤介质回收处理方法，具体涉及一种废弃铜、镍废水过滤介质的回收再利用方法。

背景技术

根据《国家危险废物名录》（2016版），HW49其他废物来源于石墨及其他非金属矿物制品制造等行业，主要包括多晶硅生产过程中废弃的三氯化硅和四氯化硅；化工行业生产过程中产生的废活性炭；无机化工行业生产过程中集（除）尘装置收集的粉尘；含有或沾染毒性、感染性危险废物的废弃包装物容器、过滤吸附介质；以及废弃的铅蓄电池、镉镍电池、***电池、汞开关、荧光粉和阴极射线管等。PCB制造和电镀业生产工艺中会产生各种含重金属离子的废水，有些经过微滤和超滤后可以中水回用，但过滤介质在使用一段时间后需要更换，《国家危险废物名录》2016版明确把这类废弃物列在HW49的900-041-49中，现有的处理方法一般为焚烧，这种方法虽然是一个可行的处理危废的方法，但是危废中可利用的资源都化为了灰烬，与提倡物资再生的环保新形势不符。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种回收废弃的铜、镍废水过滤介质的方法，包括破碎、酸洗、碱洗、水洗等多个步骤，将从废弃过滤介质中破碎分离出的PP棉线经过3M混酸和稀硫酸将PP棉线中的铜离子、镍离子、铁离子以及锌离子等溶解出，溶出的铁盐在碱洗时易形成氢氧化物被沉淀去除，最后经过水洗后得到价值高于一般PP塑料片粒的PP棉线，可重新投入使用，本发明首次采用湿法处理处理废弃过滤介质，打开了废PP棉线资源回收利用的新途径。

本发明为解决上述问题提供的是一种废弃铜、镍废水过滤介质的回收再利用方法，包括以下步骤：

步骤一、破碎分选；将回收的过滤介质通过破碎切割机破碎为小段棉线和塑料骨架碎片，分选出PP棉线；

步骤二、混酸浸泡；将PP棉线在3M混酸中浸泡2.5h-3.5h后捞出沥干，期间通过蒸汽加热维持3M混酸温度为75-95℃；

步骤三、酸洗；将经混酸浸泡的PP棉线转入第一水揉机内，用8%-13%的硫酸溶液洗涤40-60min；

步骤四、硫酸浸泡；将经过酸洗的PP棉线在8%-13%硫酸溶液中完全浸泡2.5h-3.5h后捞出沥干，所述硫酸溶液通过蒸汽加热至50-80℃；

步骤五、碱洗；将经硫酸浸泡的PP棉线转入第二水揉机中，使用0.7-0.8M的NaOH溶液洗涤40-60min后取出；

步骤六、NaOH浸泡；经过碱洗的PP棉线投入0.7-0.8M的NaOH溶液中浸泡1h后捞出沥干，所述NaOH溶液通过蒸汽加热至60-80℃，期间将PP棉线翻动2遍；

步骤七、水洗；将NaOH浸泡过的PP棉线转入第三水揉机内，清水洗涤40-60min后取出；

步骤八、脱水装袋；将水洗过的PP棉线移送脱水机，离心脱水10-20min，干燥后装袋包装。

作为本发明一种废弃铜、镍废水过滤介质的回收再利用方法的进一步方案，所述步骤七中的洗涤水回用步骤六用于NaOH溶液的配置，步骤六中的浸泡液回用步骤五用于作为碱洗液，步骤五中的碱洗液回用步骤四用于配置硫酸溶液，步骤四中的浸泡液回用步骤三用作酸洗液，步骤三的酸洗液回用步骤二用于配置3M混酸。

作为本发明一种废弃铜、镍废水过滤介质的回收再利用方法的进一步方案，所述步骤二中3M溶液为体积比为3:1的盐酸和硫酸混合制成。

作为本发明一种废弃铜、镍废水过滤介质的回收再利用方法的进一步方案，所述步骤二混酸浸泡和步骤四硫酸浸泡的过程中多次翻动PP棉线以使其与浸泡液充分接触。

作为本发明一种废弃铜、镍废水过滤介质的回收再利用方法的进一步方案，所述步骤二和步骤四中PP棉线每10min翻动一次。

有益效果

1.分选出来的含重金属的废弃PP棉线依次经过酸洗和碱洗，利用混酸将PP棉线包含的铜、镍等元素溶解为Cu²⁺、Ni²⁺等，利用稀硫酸将PP棉线中包含铁、锌等元素溶解为Fe³⁺、Zn²⁺等，在碱洗时这些金属离子易于氢氧化物生成沉淀物，易于沉淀滤出；

2.在酸洗前将待处理的PP棉线在混酸溶液中浸泡一段时间，以提高酸洗效果；碱洗后采用NaOH溶液浸泡一段时间以使溶液中的金属离子充分沉淀；

3.本方法中水洗产生的洗涤水可回用于前一步的NaOH浸泡，NaOH浸泡液可回用于上一步NaOH碱洗使用，碱洗溶液回用于上一步中硫酸溶液的配置，硫酸溶液可回用于混酸的配置，整体工序的水逆向再利用，可大大节约水资源。

具体实施方式

实施例1

一种废弃铜、镍废水过滤介质的回收再利用方法，包括以下步骤：

步骤一、破碎分选；将回收的过滤介质通过破碎切割机破碎为小段棉线和塑料骨架碎片，塑料骨架碎片做破碎处理，分选出的PP棉线用于后续处理；

步骤二、混酸浸泡；将PP棉线在3M混酸中浸泡3h后捞出沥干，混3M酸浸泡液为溶液体积比为3:1且浓度均为10%的盐酸和硫酸混合制成，浸泡期间通过蒸汽加热维持3M混酸温度为85℃，以使PP棉线中含有的铜、镍等金属与溶液反应以离子态存在溶液中，浸泡期间周期性的翻动PP棉线以使PP棉线与混酸充分混合，翻转频率优选为10min一次；

步骤三、酸洗；将经混酸浸泡的PP棉线转入第一水揉机内，用10%的硫酸溶液洗涤50min，PP棉线在第一水揉机的带动下不断翻转搅拌，使其中所含的铁、锌等金属与硫酸混合充分反应后，以Fe³⁺、Zn²⁺等离子态存在与酸洗液中；

步骤四、硫酸浸泡；将经过酸洗的PP棉线在10%硫酸溶液中完全浸泡3h后捞出沥干，所述硫酸溶液通过蒸汽加热维持65℃，以使反应充分进行，硫酸浸泡期间周期性的翻转PP棉线，优选为10min一次；

步骤五、碱洗；将经硫酸浸泡的PP棉线转入第二水揉机中，使用0.8M的NaOH溶液洗涤50min后取出，第二水揉机带动PP棉线和NaOH溶液不断翻转搅拌，使PP棉线中包含的Fe³⁺、Zn²⁺等与NaOH反应生成可沉降的Fe(OH)₃、Zn(OH)₂等；

步骤六、NaOH浸泡；经过碱洗的PP棉线投入0.8M的NaOH溶液中浸泡1h后捞出沥干，浸泡期间NaOH溶液通过蒸汽加热70℃，同时周期性的将PP棉线翻动2遍，以使其中PP棉线所含的金属离子与氢氧根离子充分反应生成沉淀物；

步骤七、水洗；将NaOH浸泡过的PP棉线转入第三水揉机内，清水洗涤50min后取出；

步骤八、脱水装袋；将水洗过的PP棉线移送脱水机，离心脱水10min，干燥后装袋包装。

本方法中先将废弃过滤介质中的PP棉线选出，经自行配置3M混酸浸泡使其中所含的铜、镍等元素反应为离子态存于溶液中，再使用硫酸进行洗涤和浸泡使其中的铁、锌等元素反应成离子态，一部分存于溶液中，粘附在PP棉线上的部分经过NaOH溶液的洗涤和浸泡后充分反应沉淀，水洗PP棉线时将其充分洗掉，从而保证水洗后的PP棉线符合再利用的要求，水洗过的PP棉线经离心脱水和干燥后可进行再利用或者装袋进行销售。

随机抽取上述脱水干燥后的PP棉线，经预处理后量取部分PP棉线进行卤素测试，操作流程如下：在含氧密闭设备中燃烧，收取燃烧产物，过滤筛分燃烧产品，采用离子色谱分析或者其他必要的检测仪器辅助确认，最终经IC分析不含出氟、氯、溴和碘；再量取部分PP棉线做元素测试，流程如下：硝酸解、过滤、将电子耦合等离子体发射光谱仪或者原子吸收光谱仪检测，分析测得的铜含量为26mg/kg，镍含量为0，经过多次测试，检测结果均符合PP棉线再利用的条件。

实施例2

一种废弃铜、镍废水过滤介质的回收再利用方法，包括以下步骤：

步骤一、破碎分选；将回收的过滤介质通过破碎切割机破碎为小段棉线和塑料骨架碎片，塑料骨架碎片做破碎处理，分选出的PP棉线用于后续处理；

步骤二、混酸浸泡；将PP棉线在3M混酸中浸泡2.5h后捞出沥干，混3M酸浸泡液为溶液体积比为3:1且浓度均为13%的盐酸和硫酸混合制成，浸泡期间通过蒸汽加热维持3M混酸温度为95℃，以使PP棉线中含有的铜、镍等金属与溶液反应以离子态存在溶液中，浸泡期间周期性的翻动PP棉线以使PP棉线与混酸充分混合，翻转频率优选为10min一次；

步骤三、酸洗；将经混酸浸泡的PP棉线转入第一水揉机内，用13%的硫酸溶液洗涤40min，PP棉线在第一水揉机的带动下不断翻转搅拌，使其中所含的铁、锌等金属与硫酸混合充分反应后，以Fe³⁺、Zn²⁺等离子态存在与酸洗液中；

步骤四、硫酸浸泡；将经过酸洗的PP棉线在13%硫酸溶液中完全浸泡2.5h后捞出沥干，所述硫酸溶液通过蒸汽加热维持65℃，以使反应充分进行，硫酸浸泡期间周期性的翻转PP棉线，优选为10min一次；

步骤五、碱洗；将经硫酸浸泡的PP棉线转入第二水揉机中，使用0.8M的NaOH溶液洗涤40min后取出，第二水揉机带动PP棉线和NaOH溶液不断翻转搅拌，使PP棉线中包含的Fe³⁺、Zn²⁺等与NaOH反应生成可沉降的Fe(OH)₃、Zn(OH)₂等；

步骤六、NaOH浸泡；经过碱洗的PP棉线投入0.8M的NaOH溶液中浸泡1h后捞出沥干，浸泡期间NaOH溶液通过蒸汽加热80℃，同时周期性的将PP棉线翻动2遍，以使其中PP棉线所含的金属离子与氢氧根离子充分反应生成沉淀物；

步骤七、水洗；将NaOH浸泡过的PP棉线转入第三水揉机内，清水洗涤40min后取出；

步骤八、脱水装袋；将水洗过的PP棉线移送脱水机，离心脱水10min，干燥后装袋包装。

实施例3

一种废弃铜、镍废水过滤介质的回收再利用方法，包括以下步骤：

步骤一、破碎分选；将回收的过滤介质通过破碎切割机破碎为小段棉线和塑料骨架碎片，塑料骨架碎片做破碎处理，分选出的PP棉线用于后续处理；

步骤二、混酸浸泡；将PP棉线在3M混酸中浸泡3.5h后捞出沥干，混3M酸浸泡液为溶液体积比为3:1且浓度均为8%的盐酸和硫酸混合制成，浸泡期间通过蒸汽加热维持3M混酸温度为75℃，以使PP棉线中含有的铜、镍等金属与溶液反应以离子态存在溶液中，浸泡期间周期性的翻动PP棉线以使PP棉线与混酸充分混合，翻转频率优选为10min一次；

步骤三、酸洗；将经混酸浸泡的PP棉线转入第一水揉机内，用8%的硫酸溶液洗涤60min，PP棉线在第一水揉机的带动下不断翻转搅拌，使其中所含的铁、锌等金属与硫酸混合充分反应后，以Fe³⁺、Zn²⁺等离子态存在与酸洗液中；

步骤四、硫酸浸泡；将经过酸洗的PP棉线在8%硫酸溶液中完全浸泡3.5h后捞出沥干，所述硫酸溶液通过蒸汽加热维持80℃，以使反应充分进行，硫酸浸泡期间周期性的翻转PP棉线，优选为10min一次；

步骤五、碱洗；将经硫酸浸泡的PP棉线转入第二水揉机中，使用0.7M的NaOH溶液洗涤60min后取出，第二水揉机带动PP棉线和NaOH溶液不断翻转搅拌，使PP棉线中包含的Fe³⁺、Zn²⁺等与NaOH反应生成可沉降的Fe(OH)₃、Zn(OH)₂等；

步骤六、NaOH浸泡；经过碱洗的PP棉线投入0.8M的NaOH溶液中浸泡1h后捞出沥干，浸泡期间NaOH溶液通过蒸汽加热620℃，同时周期性的将PP棉线翻动2遍，以使其中PP棉线所含的金属离子与氢氧根离子充分反应生成沉淀物；

步骤七、水洗；将NaOH浸泡过的PP棉线转入第三水揉机内，清水洗涤60min后取出；

步骤八、脱水装袋；将水洗过的PP棉线移送脱水机，离心脱水20min，干燥后装袋包装。

在实施例1、实施例2以及实施例3中，步骤七中的洗涤水可回用步骤六用于配置NaOH溶液，步骤六中的NaOH浸泡液可回用步骤五用于作为碱洗溶液，步骤五中的碱洗溶液可回用步骤四用于配置硫酸溶液，并与硫酸溶液中所含的部分金属离子反应沉淀，步骤四中的浸泡溶液经过滤去除沉降物后可回用步骤三用作酸洗液，步骤三的酸洗液可回用步骤二用于配置3M混酸，工序用水沿逆向再利用，大大节约了水资源。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。