一種含重金屬汙泥的無廢利用方法與流程

2023-06-01 18:17:46 1

本發明屬於固體廢棄物處置技術領域，尤其涉及一種含重金屬汙泥的無廢利用方法。

背景技術：

面對我國工業飛速發展和城市化進程加快，隨之產生的大量有毒有害固體廢棄物數量飛速上升，由此帶來的工業生產領域中「大宗固廢」的安全處置形式十分嚴峻，除了傳統行業中的有害重金屬尾礦砂、煤矸石、冶煉渣、磷石膏、赤泥和電石渣外，還包括工業源含重金屬汙泥，其每年排放量已高達2306萬噸，所含的各類重金屬超過1000噸。

目前，含重金屬汙泥處理方法較多，如資源化利用、固化填埋、焚燒處置和水泥窯協同處置等。其中資源化利用有火法處置和溼法處置兩大類：火法處置過程能耗大，汙染嚴重，資源利用率不高，鐵、鉻無法獲得利用，只適用於銅、鎳較高的物料，屬於逐步淘汰的技術；而溼法處理處置技術又存在以下缺陷：(1)處置規模有限，工藝不完整，綜合利用率低，生產過程中的廢水、廢氣和廢渣若不妥善處置，容易引起二次汙染；(2)處理工藝簡單，對原料的適應性差，只能對含鎳和含銅較高的汙泥進行處理回收；(3)多數只能生產粗產品，經濟效益低下。

專利cn101643243公開了一種從電鍍汙泥中回收銅、鎳、鉻、鋅、鐵的方法，主要產品包括硫酸銅、鹼式碳酸鎳、鉻鹽、硫酸鋅、氯化鐵等精細化工產品，具有金屬資源利用率高、過程廢渣量少、解毒徹底等顯著優點，但該法中兩步浸出酸耗較高，此外採用硫化物沉澱鋅鎳與鉻鐵分離，硫化沉澱物熱壓轉化成含銅、鋅、鎳的溶液再進行下一步萃取銅、碳酸沉鎳、尾液濃縮結晶製備硫酸鋅，而鉻鐵溶液再經過熱壓氧化成六價鉻，而鐵加壓氧化成鐵紅渣，在用氯化鐵酸液溶解，濃縮結晶成氯化鐵，該法對設備條件要求高，且反覆浸出-沉澱-熱壓浸出導致某些工藝環節冗長，三價鉻被氧化成六價鉻，不僅鉻鹽溶液需要進一步深度除鐵，而且鐵紅渣夾帶六價鉻極易汙染下遊產品，雖然浸出渣符合毒性浸出標準，而往往傳統酸中仍然殘留一些重金屬，當環境改變時，仍然有被溶出的風險。

通常工業源含重金屬汙泥以銅、鎳、鋅、鐵的綜合利用為主要目標，但得到的再生產品質量難以控制，且常常在處理的過程中產生新的廢渣、廢水、廢氣等，雖然部分金屬得到綜合利用，但汙染問題仍然存在，甚至造成更大的環境汙染。目前，尚無一種技術能夠將汙泥減量化和無害化的同時，將汙泥中的銅、鉻、鐵、鋅、鎳等金屬單獨分離獲得相應的金屬或金屬鹽產品。

因此，有必要對現有工業源含重金屬汙泥的無害化處理方法進行進一步改進，提供一種利用率高、無汙染的工業源含重金屬汙泥的無廢利用方法。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種含重金屬汙泥的無廢利用方法，其具有汙泥全面利用、利用率高、無汙染的優點。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：一種含重金屬汙泥的無害化處理方法，所述含重金屬汙泥中包括銅、鉻、鐵元素，所述含重金屬汙泥中重金屬元素的存在形態除了可交換態、碳酸鹽結合態等易於浸出的形態外，還包括鐵錳氧化態、有機結合態、硫化物結合態、殘渣態。

所述無廢利用方法包括以下步驟：

步驟s1、生物浸出：用嗜酸性微生物加入含重金屬汙泥中進行生物浸出處理，固液分離，製備得到浸出渣和浸出液。生物浸出具有反應條件溫和、能耗低、水耗少、得到的浸出渣金屬含量低的優點。

步驟s2、銅的提取：採用對銅有選擇性的羥肟類萃取劑溶液對所述步驟s1中製備的浸出液進行萃取，製備得到可單獨回收銅的含銅萃取液和萃餘液a。

步驟s3、鉻的提取：用亞硫酸鹽加入所述萃餘液a中，調節溶液ph值≤2.0，加熱並加入磷酸鹽，製得可單獨回收鉻的磷酸鉻沉澱。

步驟s4、鐵的提取：用氧化劑處理所述步驟s3中沉鉻後的剩餘溶液b，調節溶液ph值至1.0～1.5，在80～95℃條件下加入硫酸鈉，製得可單獨回收鐵的黃鈉鐵礬。通過步驟s3加入亞硫酸鹽將萃餘液a中的fe3+還原為fe2+，減少了鐵離子在下遊沉澱過程中的夾帶，又通過步驟s4緩慢加入氧化劑將fe2+氧化為fe3+，利於生成黃鈉鐵礬，有效避免大量氫氧化鐵膠體的生成，金屬夾帶少。

上述的含重金屬汙泥的無廢利用方法，優選的，所述步驟s2中，所述羥肟類萃取劑溶液主要由羥肟類萃取劑和稀釋劑組成，所述稀釋劑為萃取工業稀釋劑中的一種或多種，萃取時的萃取相比o/a為1/1～5/1。所述羥肟類萃取劑優選984n、973n、n902和m5640中的一種或多種。所述稀釋劑為260#煤油、escaidtm碳氫溶劑、mextraldt100等一種或多種，其中260#煤油為磺化煤油。

上述的含重金屬汙泥的無廢利用方法，優選的，在所述步驟s1中，將所述浸出渣洗滌、烘乾、焙燒後製得石膏粉；在所述步驟s2中，採用150～250g/l的硫酸溶液對所述含銅萃取液進行反萃取，製得硫酸銅溶液，電積硫酸銅溶液製得陰極銅，反萃取的萃取相比o/a為1/1～5/1，澄清時間10～60min。步驟s1中的浸出渣焙燒後可製得石膏粉，步驟s2中反萃取後的有機溶劑經洗滌後與電積硫酸銅溶液產生的電積液重複利用於所述步驟s2。整個步驟s1和步驟s2處理過程實現無害化處理和無廢利用。

上述的含重金屬汙泥的無廢利用方法，優選的，所述步驟s3中，所述亞硫酸鹽為亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉和焦亞硫酸鈉中的至少一種，亞硫酸鹽的加入量為將萃餘液a中fe3+全部還原為fe2+理論用量的1.5～2.0倍，反應時間為30～90min。

上述的含重金屬汙泥的無廢利用方法，優選的，所述步驟s3中，磷酸鹽為磷酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉中的一種或多種，加熱至85～95℃；所述步驟3還包括將所得的磷酸鉻沉澱加入濃度為4～8mol/l的氫氧化鈉溶液中，液固比控制為4:1～10:1，反應溫度控制在85～95℃，反應後得到氫氧化鉻。磷酸鈉溶液可重複利用於所述步驟s3，實現無廢利用。

上述的含重金屬汙泥的無廢利用方法，優選的，所述步驟s4中，所述氧化劑為氧氣、雙氧水、臭氧中的至少一種；將得到的黃鈉鐵礬加入2～6mol/l的氫氧化鈉溶液脫硫，脫硫反應30～60min，反應溫度為85～95℃，液固比控制為4:1～10:1；脫硫產物經乾燥、焙燒製得三氧化二鐵，焙燒的溫度為400～600℃，焙燒時間30～90min；將脫硫液濃縮結晶製得硫酸鈉。其中製備的硫酸鈉可重複用於所述步驟s4，實現無廢利用。

在考慮鉻鐵與其他金屬分離過程中，由於浸出液中的fe3+離子半徑(0.0645nm)和cr3+離子半徑(0.0615nm)接近，化學性質相似，分離難度極大，影響了鉻鹽產品的質量。採用中和水解法中fe(oh)3易成膠體，過濾性差，會吸附其他金屬離子；在含鉻的溶液中，黃鉀(鈉)鐵礬法易形成部分黃鉀(鈉)鉻礬，造成鉻損失，且生成條件與針鐵礦相似，很容易因為控制不當生成針鐵礦；有機萃取法的萃取機理很複雜，工藝繁瑣，且成本較高；採用針鐵礦除鐵需要控制溶液中fe3+濃度小於1g/l，fe2+的氧化過程難以控制而形成膠體，導致沉澱物吸附其他金屬離子。

本發明採用磷酸鹽沉鉻，反應方程式為：

cr3++po43-→crpo4(s)(1)

由於磷酸鉻在ph值小於2的條件下為難溶的沉澱物，而二價金屬離子則留在溶液中進行後續分離。

沉鉻後液用氧化劑將溶液中二價鐵完全氧化成三價鐵，採用黃鈉(銨)鐵釩沉澱溶液中的鐵，而鋅、鎳等金屬離子留在溶液中進行後續分離，得到的鐵礬再進行鹼分解，反應方程式為：

mefe3(so4)2(oh)6(s)+3oh-→me++3fe(oh)3(s)+2so42-(2)

me可以為na+、nh4+。

上述的含重金屬汙泥的無廢利用方法，優選的，所述含重金屬汙泥的幹基汙泥中銅、鉻、鐵、鋅、鎳的含量均高於3％；所述含重金屬汙泥的無廢利用方法還包括：

步驟s5、鋅的提取：將所述步驟s4中分離出黃鈉鐵礬後的剩餘溶液c的ph值控制在2.5～3.5，然後採用酸性磷酸酯類萃取劑溶液萃取，得到可單獨回收鋅的含鋅萃取液和萃餘液d；

步驟s6、鎳的提取：用碳酸鹽和/或碳酸氫鹽加入所述萃餘液d中，充分反應後過濾，得到可單獨回收鎳的碳酸鎳沉澱。通過利用碳酸離子沉澱溶液中的鎳離子，使得回收流程短，有利於下遊鎳的提取回收，且具有原料本身無毒、對鎳的沉澱效果好、沉澱純度高品質好的優點。

上述的含重金屬汙泥的無廢利用方法，優選的，所述步驟s5中，所述酸性磷酸酯類萃取劑溶液主要由酸性磷酸酯類萃取劑和稀釋劑組成，所述稀釋劑萃取工業稀釋劑中的一種或多種，萃取時的萃取相比o/a為1/1～5/1；再採用150～250g/l的硫酸溶液對所述含鋅萃取液進行反萃取，反萃取的萃取相比o/a為1/1～5/1，澄清時間10～60min，製得含鋅的硫酸鹽溶液和反萃餘液，含鋅的硫酸鹽溶液濃縮結晶得硫酸鋅晶體。所述酸性磷酸酯類萃取劑p507和cyanex272中的一種。

上述的含重金屬汙泥的無廢利用方法，優選的，所述步驟s6中，取氫氧化鈉加入所述萃餘液d中，調節ph值至4.5～5.5，再加入碳酸鈉調節ph值至8.0～9.0，過濾得到碳酸鎳沉澱和濾液e，碳酸鎳沉澱加入150～250g/l的濃硫酸溶液中復溶，電積後得到陰極鎳；濾液e蒸發濃縮、陳化結晶後製得硫酸鈉。其中電積液可重複利用於所述步驟s6；同時通過濃縮結晶，將金屬元素提取過程中添加的鈉離子加工為硫酸鈉；產生的蒸餾水可重新利用所述步驟s1中嗜酸性微生物的培養，實現無廢利用，而且工藝中蒸餾水的回用保證了多種嗜酸性微生物在工藝溶液體系中高效增殖。

上述的含重金屬汙泥的無廢利用方法，優選的，所述步驟s1中，當含重金屬汙泥中硫化物結合態重金屬小於重金屬總量的1％，採用嗜酸性微生物為嗜酸硫桿菌屬(acidithiobacillusspp.)、鉤端螺旋桿菌屬(leptospirillumspp.)、鐵原體屬(ferroplasmaspp.)中具有鐵氧化能力的微生物的一種或多種，當汙泥中硫化物結合態重金屬超過重金屬總量的1％，採用嗜酸性微生物至少還包含嗜酸硫桿菌屬(acidithiobacillusspp.)和硫化芽孢桿菌屬(sulfobacillusspp.)中同時具有鐵硫氧化能力的微生物的一種或多種。

本發明思路是針對殘渣態和硫化物結合態重金屬難於浸出的問題，採用嗜酸性鐵氧化細菌具有吸附礦物、形成高鐵、分泌代謝物等活動能夠促進殘渣態重金屬的溶出，且採用生物浸出利於高品質產品的製備；採用進一步添加具有硫氧化特性的嗜酸性微生物對硫化物進行更徹底的浸出。所得到的浸出渣金屬殘留量低，無害化程度高，浸出渣主要成分為二水石膏，可以作為石膏粉原料。

其次針對浸出液中同時含有大量的二價銅離子、二價鐵離子、三價鐵離子、三價鉻離子、二價鋅離子、二價鎳離子，分離工藝複雜，且不徹底的問題。首先採用選擇性強的銅萃取劑，在ph值小於2.0的條件下，銅離子可進入有機相，而其他金屬幾乎不被萃取，再經過反萃電積可以製備陰極銅；其次在ph值小於2.0的條件下，磷酸根可以優先使溶液中的三價沉澱，先加入還原劑將溶液中的三價鐵離子轉化為二價鐵離子，加入磷酸根後三價鉻離子沉澱，其他金屬幾乎不沉澱；再通過氧化劑逐步氧化二價鐵離子，不僅過量的磷酸根會和三價鐵離子結合形成沉澱，而且在ph值小於3.0的條件下，添加硫酸鈉進一步以鐵釩形式將三價鐵離子沉澱，其他金屬不沉澱，鐵沉澱物可以既不製備三氧化二鐵；然後，採用鋅鎳分離能力強的酸性萃取劑，萃取劑在ph值3.0～3.5範圍內可實現鋅的高效萃取，而鎳幾乎不被萃取，萃取後可進一步製備硫酸鋅；接著，通過添加碳酸鈉鹽調節ph值並將鎳沉澱，可以進一步製備高純陰極鎳；最後，沉鎳後液經除雜，蒸餾濃縮可以製備硫酸鈉晶體，除雜渣返回浸出體系，收集的蒸餾水返回微生物培養或浸出體系。由此實現了含重金屬汙泥的無廢利用。

與現有技術相比，本發明的優點在於：

1、本發明處理含重金屬汙泥過程中產生的廢水得以循環使用，產生廢渣得以合理資源轉化，無新增廢水和廢渣，產生的廢氣主要為碳酸鎳復溶產生的二氧化碳、銅/鎳電積過程產生的酸霧、焙燒中產生的二氧化硫、加熱過程中的水蒸氣等，這些廢氣排量少，且均可通過相應的簡單處理設備加以控制；

2、本發明對浸出液中的銅、鉻、鐵、鋅、鎳在溫和條件下分別依次分離，每一步提取後對應金屬離子殘留量均在50mg/l以下，相較於現有技術中的同時分離，本發明得到陰極銅、陰極鎳、氫氧化鉻產品雜質含量低，且容易實現規模化生產；

3、本發明提供的含重金屬汙泥的無廢利用方法通過組合設計以最低的成本將含金屬汙泥無害化，並高附加值的無廢資源化，銅、鉻、鐵、鋅、鎳的直接回收率均在90％以上，金屬資源利用率高；

4、本發明提供的含重金屬汙泥的無廢利用方法在實驗條件下和工業化製備下，均可穩定使用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1，為本發明提供的含重金屬汙泥的無廢利用方法一較佳實施例的流程示意圖。

具體實施方式

為了便於理解本發明，下文將結合說明書附圖和較佳的實施例對本文發明做更全面、細緻地描述，但本發明的保護範圍並不限於以下具體實施例。

除非另有定義，下文中所使用的所有專業術語與本領域技術人員通常理解含義相同。本文中所使用的專業術語只是為了描述具體實施例的目的，並不是旨在限制本發明的保護範圍。

除非另有特別說明，本發明中用到的各種原材料、試劑、儀器和設備等均可通過市場購買得到或者可通過現有方法製備得到。

除非另有特別說明，本發明中用到的p507為2-乙基己基磷酸-2-乙基己基酯、cyanex272為二(2,4,4-三甲基戊基)次磷酸，均可通過市場購買得到或者可通過現有方法製備得到；984n和973n商業萃取劑購於德國巴斯夫股份公司(basfchemistry)，n902商業萃取劑購於鄭州勤實科技有限公司，acorgam5640商業萃取劑購於美國氰特公司(cytecsolvaygroup)，escaidtm系列稀釋劑購置於埃克森美孚公司，mextral系列稀釋劑購置於重慶康普化學工業股份有限公司。

實施例1

請參閱圖1，為本發明提供的含重金屬汙泥的無廢利用方法的一個較佳實施例的流程示意圖。含重金屬汙泥來自於廣東某表面處理園區的廢水處理廠，含水率約65％，其幹基汙泥中含鉻5.74％，鐵7.7％，銅0.54％，鎳0.54％，鋅3.87％，硫化物形態重金屬佔相應重金屬總量的0.8％，含重金屬汙泥的無廢利用方法包括以下步驟：

步驟s1、生物浸出：稱取1kg含重金屬汙泥至於5l聚丙烯攪拌反應器內，加入嗜酸性微生物，控制液固比5:1，硫酸調節ph值至1.8，以500rpm轉速攪拌，攪拌4小時完成生物浸出處理，固液分離，製備得到浸出渣和浸出液。對浸出渣和浸出液進行檢測，含重金屬汙泥中鋅、鎳、銅、鉻的浸出率高達98％以上，鐵浸出率約70％，浸出液含cr3+35.18g/l、tfe14.21g/l、cu2+6.17g/l、ni2+8.91g/l、zn2+6.34g/l、cr6+0g/l。浸出渣洗滌後得到無害化浸出渣，含水率約60％，烘乾後主要成分為石膏粉，含鐵1.62％，其他銅、鋅、鉻、鎳金屬總量小於1％；

具體的，嗜酸性微生物為含馴化後的acidithiobacillusferrooxidansatcc23270(菌種保藏號：atcc23270，購自americantypeculturecollection，美國典型培養物保藏中心)溶液調漿。

步驟s2、銅的提取：取400ml步驟s1中製備的浸出液置於1l燒杯內，加入400ml含20％984n萃取有機相，稀釋劑為escaidtm110，攪拌時間15min，在分液漏鬥中澄清30min，經三級萃取銅離子轉移到了萃取有機相，製備得到含銅萃取液和萃餘液a。再用清水洗滌得到含銅萃取液，洗滌相比o/a＝2/1，經一級洗滌的含銅萃取液再用180g/l的硫酸溶液進行兩級反萃取製得硫酸銅溶液，相比o/a＝2/1，澄清時間10min。取硫酸銅溶液重複參與前述萃取、洗滌、反萃取直到硫酸銅溶液中含銅量超過45g/l，將含銅量超過45g/l硫酸銅溶液轉移至旋流電積裝置，電積面積0.04m2，加入適量平滑劑電積，製備得到陰極銅。

經檢測萃餘液a中含cr3+35.00g/l、tfe13.91g/l、cu2+0.07g/l、ni2+8.51g/l、zn2+6.04g/l，陰極銅中含銅高達99.98％，為1號陰極銅。

步驟s3、鉻的提取：取400ml步驟s2中製備的萃餘液a置於1l燒杯內，加入亞硫酸5g攪拌10min，調節溶液ph值≤2.0，將溶液中的fe3+徹底還原為fe2+，加熱至85℃，再加入亞硫酸鈉2g和十二水磷酸鈉123g，添加過程中用硫酸控制ph值至1.8，攪拌60min將三價鉻完全沉澱，固液分離得到剩餘溶液b和磷酸鉻沉澱；磷酸鉻沉澱經4mol/l的naoh溶液85℃下轉化60min，轉化液固比為4:1，反應溫度控制在90℃，固液分離製得到氫氧化鉻沉澱和磷酸鈉溶液，磷酸鈉溶液冷卻形成磷酸鈉晶體，收集後重新利用於步驟s3中使用；

氫氧化鉻沉澱外觀為黑色，經洗滌後經檢測含磷0.3％，含鉻32.5％；經檢測剩餘溶液b中含cr3+0.60g/l、fe2+12.31g/l、ni2+8.51g/l、zn2+6.04g/l。

步驟s4、鐵的提取：取400ml步驟s3中製備的剩餘溶液b，添加10ml雙氧水將fe2+完全氧化為fe3+，調節ph值至1.5，加熱至85℃，向溶液中加入4g硫酸鈉晶體反應60min，固液分離得製得黃鈉鐵礬和剩餘溶液c；製得的黃鈉鐵釩用2mol/l的naoh溶液90℃轉化脫硫30min，轉化液固比4:1，經脫硫後的黃鈉鐵礬在500℃條件下焙燒1小時，得到鐵紅渣和脫硫液，脫硫液多次重複用於轉化脫硫，當脫硫液中的硫酸根富集到一定程度時，濃縮結晶製得硫酸鈉，硫酸鈉可重新利用於步驟s4中使用；

經檢測鐵紅渣中具體含fe2o397.35％、al2o30.17％、sio20.54％、na2o0.71％。

步驟s5、鋅的提取：取400ml步驟s4中分離出黃鈉鐵礬後的剩餘溶液c至於1l燒杯內，調節ph值至3.0，加入400ml含15％p507萃取有機相，稀釋劑為260#煤油，攪拌15min，在分液漏鬥中澄清30min，經三級萃取剩餘溶液c中的鋅離子轉移到了有機相製得含鋅的有機溶液和萃餘液d，萃取時的萃取相比o/a為2/1。用清水洗滌含鋅的有機溶液，洗滌相比o/a＝2:1，經一級洗滌的含鋅的有機溶液用180g/l的硫酸溶液進行兩級反萃取製得硫酸鋅溶液，相比o/a＝2:1，澄清時間10min，多批次萃取、洗滌、反萃取直到硫酸鋅溶液含鋅量超過100g/l，濃縮硫酸鋅溶液結晶為硫酸鋅晶體；

經檢測萃餘液d含cr3+0.20g/l、tfe0.91g/l、cu2+0.07g/l、ni2+8.51g/l、zn2+0.24g/l。

步驟s6、鎳的提取：取400ml步驟s5製備的萃餘液d至於1l燒杯內，取氫氧化鈉加入萃餘液d中，調節ph值至4.5，攪拌過程中慢慢添加碳酸鈉，調節ph值至8.6，將溶液中的鎳離子完全沉澱，製得可單獨回收鎳的碳酸鎳沉澱和濾液e。將製備得到的碳酸鎳沉澱再用200g/l的硫酸溶液溶解，添加適量古爾膠後，電積得含鎳99.91％的陰極鎳；

經檢測濾液e中的銅、鉻、鐵、鋅、鎳等離子濃度均低於20mg/l。濾液e蒸發濃縮結晶，得到較純淨的硫酸鈉，蒸餾水收集後添加一定的營養物質重複利用於培養步驟s1中的嗜酸性微生物。

實施例2

含重金屬汙泥來自於天津某表面處理園區的廢水處理廠，含水率約68％，其幹基汙泥中含鉻7.11％，鐵3.28％，銅7.56％，鎳7.9％，鋅5.72％，其中硫化物結合態重金屬分別佔相應重金屬總量的4％，含重金屬汙泥的無廢利用方法包括以下步驟：

步驟s1、稱取50kg溼汙泥至於300l聚丙烯攪拌反應器內，加入嗜酸性微生物，嗜酸性微生物為含馴化後的acidithiobacillusferrooxidansatcc23270(菌種保藏號：atcc23270，購自americantypeculturecollection，美國典型培養物保藏中心)、ferroplasmaacidiphilumcs1(菌種保藏號：cctccm2015017，中國典型培養物保藏中心)和sulfobacillusacidophiluscs5(菌種保藏號：cctccm2015006，中國典型培養物保藏中心)混合微生物溶液調漿，控制液固比6:1，硫酸調節ph值至1.9，攪拌轉速300rpm，攪拌4小時完成生物浸出，汙泥鋅、鎳、銅、鉻基本完全浸出，鐵浸出率約64％，浸出液含cr3+11.73g/l、tfe9.50g/l、cu2+12.35g/l、ni2+13.04g/l、zn2+9.44g/l、cr6+0g/l，浸出渣洗滌後得到無害化浸出渣，幹渣率63％，烘乾後主要成分為石膏，含鐵1.87％，其他銅、鋅、鉻、鎳合量質量分數小於0.8％。

步驟s2、銅的提取：浸出液精濾除去顆粒物，用含15％m5640萃取有機相，稀釋劑為mextraldt100。該過程在小型萃取槽(單級混合室300ml，單級澄清室900ml，三級萃取一級洗滌二級反萃)中進行，萃取製得含銅萃取液和萃餘液a，對含銅萃取液反萃取製得硫酸銅溶液和反萃餘液。具體的，設定浸出液流速100ml/min，洗滌為蒸餾水，洗滌相比o/a＝2:1，反萃溶液為200g/l的硫酸溶液，相比o/a＝2/1，澄清時間20min，當反萃餘液中銅離子濃度高於45g/l時更換新鮮反萃溶液，萃餘液含cr3+11.73g/l、tfe9.45g/l、cu2+0.20g/l、ni2+12.98g/l、zn2+9.34g/l。將硫酸銅溶液轉移至小型旋流電積裝置，電積面積0.04m2，加入適量平滑劑電積製備陰極銅管，銅管含銅高達99.98％，為1號陰極銅。

步驟s3、鉻的提取：取4l的步驟s2中製備的萃餘液a置於10l帶溫控的攪拌反應釜內，加入亞硫酸鈉36g，fe3+全部還原為fe2+理論用量的1.5倍，攪拌10min，將溶液中的fe3+徹底還原為fe2+，加熱至85℃，加入亞硫酸鈉10g，避免反應期間fe2+被空氣氧化，和十二水磷酸鈉411g，用硫酸調節ph值至1.8，攪拌60min將三價鉻完全沉澱，固液分離得剩餘溶液b和磷酸鉻。經檢測剩餘溶液b中含cr3+0.75g/l、fe2+9.11g/l、ni2+12.53g/l、zn2+9.21g/l；

磷酸鉻用4mol/l的naoh溶液85℃下轉化60min，轉化液固比4:1，固液分離製得到氫氧化鉻沉澱和磷酸鈉溶液，氫氧化鉻沉澱經洗滌後含磷0.27％，含鉻31.8％，外觀為黑色。磷酸鈉溶液冷卻形成磷酸鈉晶體，收集後重新利用於步驟s3中使用。

步驟s4、鐵的提取：在步驟s3中製備的剩餘溶液b中添加80ml雙氧水將fe2+完全氧化為fe3+，調節ph值至1.5，加熱至85℃，向溶液中加入32g硫酸鈉晶體，攪拌60min，固液分離得製得黃鈉鐵釩和剩餘溶液c；

黃鈉鐵礬用5mol/l的naoh溶液90℃轉化脫硫30min，轉化液固比4:1，經脫硫後的黃鈉鐵礬在500℃條件下焙燒1小時，得到鐵紅渣和脫硫溶液。經檢測鐵紅渣中具體含fe2o396.76％、al2o30.58％、sio20.36％、na2o0.78％。脫硫溶液重複多次用於轉化脫硫，脫硫溶液中的硫酸根富集到一定程度時，濃縮結晶製得硫酸鈉，硫酸鈉重新利用於步驟s4中使用。

步驟s5、鋅的提取：調節步驟s4製備的剩餘溶液c的ph值至3.0，用含15％cyanex272萃取有機相萃取鋅，稀釋劑為escaidtm110。該過程在小型萃取槽(單級混合室300ml，單級澄清室900ml，三級萃取一級洗滌二級反萃)中進行，萃取製得含鋅萃取液和萃餘液d，將含鋅萃取液反萃取製得含鋅的硫酸鹽溶液和反萃餘液。具體的，設定浸出液流速100ml/min，洗滌為蒸餾水，洗滌相比o/a＝2/1，反萃溶液為200g/l的硫酸溶液，相比o/a＝2/1，澄清時間10min。當反萃富鋅液中鋅離子濃度高於80g/l時更換新鮮反萃液，反萃餘液含cr3+0.32g/l、tfe0.65g/l、cu2+0.08g/l、ni2+12.48g/l、zn2+0.57g/l。

步驟s6、鎳的提取：攪拌步驟s5製備的萃餘液d，並在攪拌過程中慢慢添加碳酸鈉，調節ph值至8.6，將溶液中的鎳離子完全沉澱，製得碳酸鎳沉澱和濾液e，濾液e中的銅、鉻、鐵、鋅、鎳等離子濃度均低於20mg/l；

碳酸鎳沉澱再用200g/l的硫酸溶液溶解，添加適量古爾膠後，電積得陰極鎳，陰極鎳中含鎳高達99.91％；

濾液e蒸發濃縮結晶，得到硫酸鈉粉，經檢測該硫酸鈉粉含na2so495.6％，mg0.3％，ni0.01％，fe0.01％，zn0.005％，cr0.003％，蒸餾水收集後添加一定的營養物質用於培養步驟s1中的嗜酸性微生物。

對比實施例：

採用實施例2中的含重金屬汙泥作為試驗對象，採用現有技術進行處理，具體步驟為：

(1)電鍍汙泥首先與焦炭混合在1300℃條件下焙燒，得到底渣；

(2)鎳、鋅、鉻的浸出率分別為95.69％、58.17％、61.30％、1％；

(3)以含30％973磺化煤油為萃取有機相，萃取時間2min，o/a＝1/1，兩級逆流萃取，銅的萃取率達到99.38％，鎳、鋅損失接近零，反萃條件o/a＝3/1，硫酸濃度2.5mol/l，反萃時間2min,反萃率達99.18％，得到的高銅溶液；

(4)高銅溶液再濃縮結晶製備工業級硫酸銅。

實驗得到各項對比數據請參閱表1，表1為實施例2與對比實施例差別對照表。

表1實施例2與對比實施例差別對照表