公布日：2022.04.05
申请日：2021.12.22
分类号：C02F11/00(2006.01)I;C02F11/06(2006.01)I;C02F11/15(2019.01)I;C22B13/00(2006.01)I;C22B7/00(2006.01)I;C25C1/18(2006.01)I;C02F101/20(2006.01)N
摘要
本发明提供了一种含铅污泥的电化学淋洗铅回收方法，通过Fenton反应产生的强氧化性羟基自由基(·OH)氧化降解污泥中的部分有机物，破坏污泥絮体使铅从污泥絮体结构中解吸，再通过电化学淋洗在电场作用下将铅电迁移到电解液中，之后采用化学沉淀法和电解法将铅进行回收，除杂后经过电解得到纯度达99.997％的电解铅。本发明能够充分去除并回收含铅工业污泥中的重金属铅，铅的回收率可达90％以上，减少污泥对环境的危害，最终充分实现铅的回收与资源化，同时淋洗液经过化学沉淀后可无害化排放，污泥可经电渗透脱水处理实现减量化。
权利要求书
1.一种含铅污泥的电化学淋洗铅回收方法，其特征在于，包括以下步骤：向含铅污泥中加入酸调节pH至2～4，加入二价铁离子，然后再加入过氧化氢使含铅污泥发生Fenton反应；将发生Fenton反应后的含铅污泥进行电化学淋洗，使含铅污泥中铅离子进入阴极一侧的电解液中；调节电解液的pH至5～6，过滤，收集滤液；向滤液中加入碳酸盐，生成碳酸铅沉淀，再向碳酸铅沉淀中加入酸使碳酸铅沉淀溶解，然后利用电解法制取铅；将发生Fenton反应后的含铅污泥进行电化学淋洗，使含铅污泥中铅离子进入阴极一侧的电解液中具体为：提供电解槽和电源，该电解槽内设有阳极和阴极，阴极与电解槽内壁之间放置电解液；所述阴极均为多孔状结构；电解液为pH为3.5～4.5的柠檬酸溶液；电化学淋洗时，阴极和阳极之间放入含铅污泥，电源的负极连接阴极，电源的正极连接阳极；所述阴极为多孔状钛电极板，所述阴极的孔隙率为25～60％；所述阳极为钛基二氧化铱涂层电极，所述阳极的孔隙率为10～50％；电化学淋洗过程采用电压梯度为1.0～2.0V/cm恒定或间断电压条件下进行；电化学淋洗的时间根据阳极和阴极之间的含铅污泥长度为10.0-20.0h/cm；电化学淋洗过程中，阳极每间隔3.0～10.0h向阴极方向移动2-10cm直到距离阴极间距2～6cm位置后不再移动，继续电化学淋洗4～10h后停止电化学淋洗；所述二价铁离子包括氯化亚铁或硝酸亚铁，所述酸为硝酸，每kg含铅污泥中过氧化氢的加入量40～100g，每kg含铅污泥中二价铁离子的加入量为10～100mg。
2.如权利要求1所述的含铅污泥的电化学淋洗铅回收方法，其特征在于，阳极和阴极之间的含铅污泥长度为3～20cm。
3.如权利要求1所述的含铅污泥的电化学淋洗铅回收方法，其特征在于，还包括：将经过电化学淋洗后的含铅污泥进行电渗透脱水。
4.如权利要求3所述的含铅污泥的电化学淋洗铅回收方法，其特征在于，采用25～45V/cm电场强度对电化学淋洗后的含铅污泥进行电渗透脱水。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种含铅污泥的电化学淋洗铅回收方法，以解决或至少部分解决现有技术中存在的技术问题。
本发明提供了一种含铅污泥的电化学淋洗铅回收方法，包括以下步骤：
向含铅污泥中加入酸调节pH至2～4，加入二价铁离子，然后再加入过氧化氢使含铅污泥发生Fenton反应；
将发生Fenton反应后的含铅污泥进行电化学淋洗，使含铅污泥中铅离子进入阴极一侧的电解液中；
调节电解液的pH至5～6，过滤，收集滤液；
向滤液中加入碳酸盐，生成碳酸铅沉淀，再向碳酸铅沉淀中加入酸使碳酸铅沉淀溶解，然后利用电解法制取铅。
优选的是，所述的含铅污泥的电化学淋洗铅回收方法，将发生Fenton反应后的含铅污泥进行电化学淋洗，使含铅污泥中铅离子进入阴极一侧的电解液中具体为：
提供电解槽和电源，该电解槽内设有阳极和阴极，阴极与电解槽内壁之间放置电解液；
所述阴极均为多孔状结构；
电解液为pH为3.5～4.5的柠檬酸溶液；
电化学淋洗时，阴极和阳极之间放入含铅污泥，电源的负极连接阴极，电源的正极连接阳极。
优选的是，所述的含铅污泥的电化学淋洗铅回收方法，所述阴极为多孔状钛电极板，所述阴极的孔隙率为25～60％。
优选的是，所述的含铅污泥的电化学淋洗铅回收方法，所述阳极为钛基二氧化铱涂层电极，所述阳极的孔隙率为10～50％。
优选的是，所述的含铅污泥的电化学淋洗铅回收方法，电化学淋洗过程采用电压梯度为1.0～2.0V/cm恒定或间断电压条件下进行；
电化学淋洗的时间根据阳极和阴极之间的含铅污泥长度为10.0-20.0h/cm；
电化学淋洗过程中，阳极每间隔3.0～10.0h向阴极方向移动2-10cm直到距离阴极间距2～6cm位置后不再移动，继续电化学淋洗4～10h后停止电化学淋洗。
优选的是，所述的含铅污泥的电化学淋洗铅回收方法，阳极和阴极之间的含铅污泥长度为3～20cm。
优选的是，所述的含铅污泥的电化学淋洗铅回收方法，酸为硝酸，每kg含铅污泥中过氧化氢的加入量40～100g，每kg含铅污泥中二价铁离子的加入量为0～100mg。
优选的是，所述的含铅污泥的电化学淋洗铅回收方法，还包括：将经过电化学淋洗后的含铅污泥进行电渗透脱水。
优选的是，所述的含铅污泥的电化学淋洗铅回收方法，采用25～45V/cm电场强度对电化学淋洗后的含铅污泥进行电渗透脱水。
本发明的一种含铅污泥的电化学淋洗铅回收方法，相对于现有技术具有以下有益效果：
本发明的含铅污泥的电化学淋洗铅回收方法，通过Fenton(即芬顿)反应产生的强氧化性羟基自由基(·OH)氧化降解污泥中的部分有机物，破坏污泥絮体使铅从污泥絮体结构中解吸，再通过电化学淋洗在电场作用下将铅电迁移到电解液中，之后采用化学沉淀法和电解法将铅进行回收，除杂后经过电解得到纯度达99.997％的电解铅。本发明能够充分去除并回收含铅工业污泥中的重金属铅，铅的回收率可达90％以上，减少污泥对环境的危害，最终充分实现铅的回收与资源化，同时淋洗液经过化学沉淀后可无害化排放，污泥可经电渗透脱水处理实现减量化。
（发明人：吴旭;贺子洋;吕航;邹晓宇）
