¿Tecnología de tratamiento de lodos por galvanoplastia y su progreso?
La galvanoplastia es un eslabón indispensable en el desarrollo industrial, pero su contaminación ambiental no se puede ignorar. Hoy en día, se han realizado muchas investigaciones y experimentos en el país y en el extranjero sobre cómo lidiar con los lodos de galvanoplastia. Le presentamos una revisión de la tecnología actual de tratamiento de lodos de galvanoplastia y un análisis de sus perspectivas de desarrollo futuro.
Hasta ahora, la industria de la galvanoplastia ha sido un proceso indispensable en el desarrollo industrial. Ahora, además de desarrollar tecnologías que puedan reemplazar sus funciones, la atención se centra todavía en la prevención y el control de la contaminación por galvanoplastia. El lodo producido durante el proceso de producción de galvanoplastia contiene una variedad de lodos. La tecnología de tratamiento actual no está muy madura, por lo que el tratamiento simple e inofensivo de los lodos de galvanoplastia sigue siendo la corriente principal de la tecnología de tratamiento actual. Pero, en resumen, el tratamiento basado en recursos de la tecnología de lodos de galvanoplastia será una dirección de investigación clave para abordar la contaminación por metales pesados.
1 Tratamiento inofensivo de lodos de galvanoplastia
1.1 Tecnología de solidificación/estabilización
La tecnología de solidificación/estabilización es uno de los métodos para el tratamiento inofensivo de lodos de galvanoplastia. tecnología importante. Incluye principalmente solidificación de cemento, solidificación de cal, solidificación termoplástica, etc. Los agentes de curado comúnmente utilizados incluyen cemento, cal, asfalto, vidrio, agente de curado de suelo HAS, etc., que se mezclan con el lodo para la solidificación para sellar los metales dañinos en el lodo. En el cuerpo solidificado, se logra el propósito de eliminar la contaminación. Entre ellos, la solidificación del cemento es la tecnología más utilizada, y también debería ser una tecnología de tratamiento relativamente madura. Wang Jiyuan y otros concluyeron a través de experimentos que en el proceso de solidificación del cemento se deben agregar aditivos apropiados para ajustar el cemento: galvanoplastia de metales pesados. lodo: arena de río: alúmina activada: silicato de sodio = 1:0.8:0.2:0.08:0.06, su resistencia a la compresión puede ser superior a 30 MPa y su efecto de curado es bastante obvio. Basándose en la investigación sobre un único sistema de solidificación/estabilización de cemento, ARoy et al. estudiaron más a fondo el método de solidificar metales pesados (que contienen cromo, níquel, estaño, etc.) con una mezcla de cemento y cenizas volantes, para que los residuos puedan ser eliminados. tratados con residuos, con el fin de ahorrar costes. Tu Jie y otros utilizaron un agente de curado de suelo HAS en lugar del sustrato de curado tradicional para solidificar el lodo de galvanoplastia a temperatura ambiente y pudieron obtener ladrillos de protección de pendientes con buena resistencia a la lixiviación, resistencia a la corrosión, resistencia a la permeabilidad y suficiente resistencia mecánica. El proceso ha abierto una nueva forma de utilizar los recursos de lodos de galvanoplastia. Zhong Yufeng et al. utilizaron cemento y arena fina como sustratos de solidificación para tratar lodos de galvanoplastia que contenían metales pesados como Ni, Cr y Cu. A través del experimento de lixiviación del bloque solidificado, descubrieron que el cemento solidificaba los lodos de galvanoplastia de manera efectiva y apropiada. Se agregaron agentes quelantes durante el proceso de solidificación. KS-3 puede mejorar el efecto de curado.
1.2 Tecnología de tratamiento termoquímico
La tecnología de tratamiento termoquímico (como incineración, tostación, fundición, arco iónico y microondas, etc.) consiste en descomponer los residuos en condiciones de alta temperatura para convertirlos en Se reduce la toxicidad de ciertos componentes altamente tóxicos, se logra una reducción de volumen rápida y significativa y se utilizan los componentes útiles de los desechos. En la actualidad, la investigación sobre la tecnología de tratamiento termoquímico de lodos de galvanoplastia es más destacada en la investigación sobre las características de migración de metales pesados durante el proceso de incineración de lodos de galvanoplastia. La ventaja es que puede reducir en gran medida el volumen de lodos de galvanoplastia y reducir el costo. del lodo de galvanoplastia es perjudicial para el medio ambiente. Sin embargo, debido al alto consumo de energía de este método y ciertos requisitos para el equipo y las condiciones de incineración, los pequeños fabricantes de galvanoplastia comunes no pueden permitirse los enormes costos de procesamiento y es fácil causar contaminación secundaria. al medio ambiente durante el proceso de incineración, por lo que este método de procesamiento es relativamente difícil de promover.
2 Tratamiento de recursos de lodos de galvanoplastia
Los lodos de galvanoplastia en sí también son un recurso que contiene una variedad de metales esenciales para la industria, como cromo, níquel, zinc, etc., por lo que Puede reciclar los metales pesados o utilizar directamente varios metales pesados contenidos en el lodo como recursos de producción. Esto no solo puede resolver la contaminación de metales pesados, sino también lograr el reciclaje de recursos no renovables y formar verdaderamente un modelo de desarrollo sostenible.
2.1 Recuperación química de metales valiosos
La recuperación química de metales valiosos solo se refiere al uso de métodos químicos de separación y extracción para separar y recuperar metales pesados en lodos de galvanoplastia. Estos incluyen lixiviación ácida y lixiviación de amoníaco, precipitación química, método de membrana de intercambio iónico, etc.
2.1.1 Método de lixiviación ácida y método de lixiviación de amoníaco
El método de lixiviación ácida es uno de los métodos de lixiviación más utilizados en hidrometalurgia. Los agentes de lixiviación comúnmente utilizados incluyen ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, Ácido nítrico, agua regia, etc. Los metales en los lodos de galvanoplastia existen principalmente en forma de hidróxidos u óxidos. Los metales pesados en el lodo pueden presentarse en forma de iones o complejos mediante lixiviación ácida y luego mezclarse con una solución de amoníaco o una solución orgánica. en el lixiviado se separan y recuperan selectivamente. Los metales pesados recuperados incluyen elementos metálicos de alta calidad o sales metálicas.
El método de lixiviación de amoníaco generalmente utiliza amoníaco líquido como agente de lixiviación y adopta un proceso de recuperación de cristalización de sal metálica de lixiviación de grupo complejo de amoníaco-evaporación de amoníaco-residuo de hidrólisis lixiviación de ácido sulfúrico-extracción con solvente, a partir de la galvanoplastia. Los metales valiosos se recuperan de los lodos, entre los cuales las tasas de recuperación de cobre, zinc, níquel, cromo y hierro son superiores a 93, 91, 88, 98 y 99 respectivamente.
Cuando se utiliza lixiviación ácida o lixiviación de amoníaco para tratar lodos de galvanoplastia, la tasa de recuperación total de metales valiosos y la facilidad de separación de otras impurezas se ven afectadas principalmente por la tasa de lixiviación y la tasa de lixiviación de metales valiosos durante el proceso. Proceso de lixiviación. Control selectivo de metales valiosos e impurezas en el líquido. La característica principal del método de lixiviación ácida es que tiene un buen efecto de lixiviación sobre metales valiosos como cobre, zinc y níquel, pero tiene una baja selectividad para las impurezas, especialmente cromo, hierro y otras impurezas, mientras que la lixiviación con amoníaco tiene una selectividad pobre; para impurezas como cromo y hierro. El método tiene una alta selectividad para impurezas como cromo y hierro, pero tiene una baja tasa de lixiviación para cobre, zinc, níquel, etc.
2.1.2 Método de membrana de intercambio iónico
Debido a que las membranas de intercambio iónico tienen una transmisión selectiva de iones, las membranas de intercambio iónico se utilizan en muchos métodos de separación industrial en procesos de separación de soluciones metalúrgicas con un valor de aplicación importante. . El método de membrana de intercambio iónico consiste en colocar la membrana líquida en el lixiviado de lodo. El portador móvil compleja selectivamente los iones metálicos fuera de la membrana, y luego se difunde dentro de la membrana y entra en contacto con la membrana para finalmente, los iones metálicos ingresan a la membrana. Este método repetidamente eventualmente enriquecerá los iones metálicos en la membrana, purificará las aguas residuales y permitirá que los iones metálicos se reutilicen.
2.2 Tecnología de tratamiento biológico
La tecnología de tratamiento biológico utiliza principalmente microorganismos para reducir y metabolizar algunos metales pesados en los lodos. Sin embargo, esta tecnología aún se encuentra en la etapa de exploración y aún no se ha elaborado un plan de tratamiento sistemático. Sólo se ha demostrado mediante algunos experimentos individuales que los microorganismos pueden realizar el metabolismo reductor de ciertos metales pesados. Los metales pesados por parte de los microorganismos aún no se han comprendido completamente. Por ejemplo, SSilverMarques et al. realizaron el metabolismo reductor de Cr3 utilizando Pseudomonas sp. Los experimentos de Bewtra demostraron que las bacterias pueden convertir eficazmente los iones metálicos de los lodos de galvanoplastia en sulfuros insolubles en agua. Wu Qianjing y otros estudiaron un nuevo proceso para el tratamiento microbiano de aguas residuales y lodos de galvanoplastia. El proceso tiene una tasa de purificación de plasma de Cr(VI), Cr3, Ni2, Cu2 de más de 99,9 y una tasa de recuperación de metales de 85.
2.3 Fabricación de diversos materiales industriales
Después del tratamiento, las aguas residuales de galvanoplastia se pueden convertir en diferentes materiales industriales debido a diferentes composiciones y contenidos. Por ejemplo, el producto residual del lodo de galvanoplastia que contiene cromo se puede convertir en materiales magnéticos mediante el proceso de ferrita. En China, el lodo que contiene cromo se ha utilizado con éxito para fabricar la varilla magnética de antena de onda media MX-400, una ferrita de manganeso y zinc. , y este proceso tiene las ventajas de simplicidad, alto rendimiento, ausencia de contaminación secundaria y bajo costo de tratamiento; se pueden fabricar catalizadores industriales a partir de lodos que contienen cromo utilizando el método de electrólisis y el método de limaduras de hierro y polvo de hierro. Utilice este lodo para fabricarlo. Se ha convertido en un catalizador de cambio de temperatura media para la síntesis de amoníaco, como C4-2, C6 y B104, un catalizador de la serie hierro-cromo de cambio de temperatura media.
2.4 Elaboración de fertilizante
Para producir fertilizante a partir de lodos de galvanoplastia, este se fermenta mediante microorganismos bajo control artificial y bajo ciertas condiciones como humedad y ventilación, y luego los productos de la fermentación se combinan con fertilizantes químicos El proceso de formación de fertilizantes compuestos. Las investigaciones muestran que cuando se trata lodo que contiene cromo a partir de líquido de cromo residual de galvanoplastia, sus propiedades físicas y químicas cambian significativamente, el contenido se reduce significativamente y el daño a las plantas se reduce significativamente. Luego, el lodo que contiene cromo tratado se mezcla. Los fertilizantes químicos se formulan en fertilizantes compuestos, que tienen efectos obvios sobre el buen crecimiento de las plantas. Por lo tanto, convertir los lodos de galvanoplastia en fertilizante no sólo resuelve el problema de la contaminación por lodos sino que también mejora la producción agrícola, logrando un doble beneficio.
3 Tratamiento de materiales de lodos de galvanoplastia
El tratamiento de materiales de lodos de galvanoplastia es el proceso de producción de materiales de construcción u otros materiales a partir de lodos como materia prima o materiales auxiliares. La tecnología de materiales. Incluye principalmente: cocción de ladrillos y tejas, producción de productos plásticos modificados, etc.
3.1 Ladrillos cocidos
Los ladrillos cocidos pueden absorber una gran cantidad de lodos de galvanoplastia y pueden mantener el método de eliminación y utilización de los lodos de galvanoplastia. Los experimentos muestran que cuando los lodos de galvanoplastia y la arcilla se convierten en ladrillos rojos y ladrillos verdes en una cierta proporción para pruebas e inspección de calidad, la concentración de lixiviación de metales puede cumplir con los estándares de calidad del agua de las fuentes de agua potable y los estándares de higiene del agua potable. , ladrillos cocidos y tejas El método también es razonable.
3.2 Producción de productos plásticos modificados
La producción de productos plásticos modificados es una nueva tecnología desarrollada conjuntamente por muchas unidades de investigación científica en Shanghai. Básicamente, el método de solidificación del plástico consiste en utilizar lodos de galvanoplastia como relleno, mezclarlos con plástico residual a una temperatura adecuada y pasar por procesos como prensado y moldeado para fabricar productos plásticos modificados. Además, la prueba de lixiviación del producto también. De acuerdo con los estándares nacionales, los lodos de galvanoplastia y los plásticos de desecho se combinan para producir productos plásticos modificados. Además de resolver el problema de la eliminación segura de los plásticos de desecho, también aprovecha al máximo los recursos de desecho y realiza un tratamiento de recursos de desecho, lo que tiene buenas ventajas sociales y sociales. beneficios ambientales.
4 Análisis de perspectivas y perspectivas
La composición y propiedades de los lodos de galvanoplastia son muy complejas y su tratamiento eficaz siempre ha sido el foco y la dificultad de la investigación. Sin embargo, entre todos los métodos actuales de tratamiento y utilización de lodos de galvanoplastia en el país y en el extranjero, aunque la tecnología de solidificación/estabilización y la tecnología de química de materiales son relativamente maduras, la actitud hacia el reciclaje de metales pesados es que básicamente no se reciclan, por lo que la economía Los beneficios son extremadamente bajos y los beneficios integrales son muy bajos. Generalmente, solo es adecuado para uso local. Aunque la tecnología termoquímica puede reducir significativamente el volumen de lodos de galvanoplastia y reducir su daño al medio ambiente, también tiene sus propias desventajas. Por ejemplo, es fácil causar contaminación secundaria al medio ambiente durante el proceso de incineración y requiere asistencia adicional durante la incineración. Los costos de combustible, inversión y operación son altos y es difícil promoverlo ampliamente, por lo que se necesitan más mejoras. El tratamiento de recursos de los lodos de galvanoplastia, especialmente la tecnología de recuperación de metales valiosos, se ha estudiado desde muy temprano. Es relativamente maduro, tiene una alta tasa de recuperación de metales pesados y tiene buenos beneficios económicos y ambientales. Actualmente es el mejor tratamiento. tecnología de utilización. La tecnología de tratamiento microbiano tiene las ventajas de ser barata, eficiente, sin contaminación secundaria y de tener una amplia gama de fuentes de materiales adsorbentes. Sin embargo, aún necesita reducir los efectos tóxicos de los altos niveles de metales pesados. en la galvanoplastia de lodos sobre microorganismos y cómo cultivar microorganismos altamente adaptables y resistentes al tratamiento siguen siendo desafíos. La utilización de recursos de los lodos de galvanoplastia cumple con los requisitos del desarrollo sostenible en la sociedad actual. No solo puede eliminar eficazmente los peligros de los lodos de galvanoplastia, sino que también aporta considerables beneficios económicos y ambientales. Se ha convertido en el foco del desarrollo de la tecnología de tratamiento de lodos de galvanoplastia. , incluido el uso de métodos químicos. El reciclaje de elementos metálicos útiles es el contenido principal de la investigación futura, y la aplicación de la biotecnología al tratamiento de lodos de galvanoplastia es una nueva dirección de desarrollo.
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