(高清版)GB∕T 38101-2019 含铜污泥处理处置方法

含铜污泥处理处置方法国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会IGB/T38101—2019本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由中国石油和化学工业联合会提出。本标准由全国废弃化学品处置标准化技术委员会(SAC/TC294)归口。本标准起草单位：深圳市深投环保科技有限公司、广州市环境保护技术设备公司、蓝保(厦门)水处理科技有限公司、广州科城环保科技有限公司、乳源瑶族自治县鑫源环保金属科技有限公司、浙江申联环保集团有限公司、上海中信元钧环保有限公司、天津理工大学、常州清流环保科技有限公司、同济大工研究设计院有限公司。GB/T38101—2019含铜污泥处理处置方法1范围本标准规定了含铜污泥处理处置的术语和定义、含铜污泥来源与组成、处理处置方法和环境保护要求。本标准适用于含铜污泥的处理处置。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB5085.7危险废物鉴别标准通则GB/T14591水处理剂聚合硫酸铁GB/T14637工业循环冷却水及水垢中铜、锌的测定原子吸收光谱法GB18484危险废物焚烧污染控制标准GB18597危险废物贮存污染控制标准GB18598危险废物填埋污染控制标准GB18599一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准HJ828水质化学需氧量的测定重铬酸盐法YS/T632黑铜3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1含铜污泥copper-containingsludge废水(液)处理过程中形成的主要含有铜氢氧化物、硫化物等沉淀的污泥。3.2火法处理工艺pyrometallurgicaltreatmentprocess在高温条件下，回收含铜污泥中的铜及其他有价金属元素的处理工艺。3.3湿法处理工艺hydrometallurgicaltreatmentprocess利用强酸、碱或其他溶剂将含铜污泥的铜浸出后，再进行分离和回收的处理工艺。4含铜污泥来源与组成12污泥中铜等金属主要以氢氧化物、硫化物形式存在；污泥中含水率一般为50%～90%;污泥中铜(Cu)含量一般大于或等于1%(干基计)。5处理处置方法铜(Cu)含量大于1%(干基计),且污泥中金属以铜为主的污泥均可采用火法处理工艺。冰铜。处理工艺发生的主要化学反应如下：Cu(OH)₂→CuO+H₂OCuO+SiO₂→CuO·SiO₂CuO+Fe₂O₃→CuO·Fe₂O₃CuS+O₂→Cu+SO₂个b)还原熔炼：2CuO+CO→Cu₂O+CO₂个Cu₂O+CO→2Cu+CO₂CuO·SiO₂+CaO+CO→Cu+CaO·SiO₂+CO₂个CuO·Fe₂O₃+CaO+CO→Cu+CaO·Fe₂O₃+CO₂个Cu₂O+FeS→Cu₂S+FeO2Cu₂O+Cu₂S→6Cu+SO₂含铜污泥进入配料工序，一部分含铜污泥经过打浆后过压滤机压滤，水分控制为45%～55%与未3(含水率≥75%)(含水率<75%)粉、炭精粉打浆压滤配料入炉配料入炉返粉烟气余热利用车辆冲洗水包装清洗水脱硫石灰乳含铜污泥采用蒸汽干燥机或热风干燥炉窑进行干燥脱水预处理，控制处理后的污泥含水率40%左右；或采用压滤机对调浆后的污泥进行压滤脱水预处理，脱水后的污泥含水率控制为45%～55%。脱水后的污泥与烟气除尘设备回收的烟尘和生石灰进行配料，控制湿度，在成型机中成型制块，制成块与焦炭或炭精与造渣料进行配料后进入还原炉进行空气或富氧还原熔炼。铜从还原炉缸下部放出，流入铜模中，冷却后取出，将黑铜(次黑铜)与冰铜破碎分离。工艺流程示意见图2。生石灰焦炭或炭精造渣料空气或氧含铜污泥脱水混合配料成型制块配料入炉还原炉熔炼烟气粗粗烟尘石灰乳烟气重力除尘余热利用烟气达标排放脱硫石音布袋除尘水淬渣黑铜或冰铜脱水-制块-熔炼火法处理工艺流程含铜污泥采用蒸汽干燥机或热风干燥炉窑进行干燥脱水预处理，控制处理后的污泥含水率40%左右；或采用压滤机对调浆后的污泥进行压滤脱水预处理，脱水后的污泥含水率控制为45%～55%。脱水后的污泥与含水率较低污泥配比炭精、石灰或其他辅料，混合均匀后进入焙烧炉进行焙烧预处理。焙烧料破碎后经过筛分，筛上的块料送至还原炉熔炼，筛下的粉料送至制块工序。制块工序将焙烧后粉后的制成块、焦炭或炭精与造渣料配料后进入还原炉空气或富氧还原熔炼。铜从还原炉缸下部放出，流入铜模中，冷却后取出，将黑铜(次黑铜)与冰铜破碎分离。工艺流程示意见图3。45GB/T38101—2019含铜污泥(含水率高)脱水含铜污铌(含水率低)配料混合拌料石灰炭精烟气排放造渣料空气或氧气焙烧破碎筛分配料入炉还原炉熔炼粉料块料烟气脱硫脱硫石膏石灰石灰烟尘重力除尘布袋除尘布袋灰余热利用水淬渣黑铜或冰铜图3脱水-焙烧-制块-熔炼火法处理工艺流程5.1.4工艺参数含铜污泥脱水主要控制工艺参数如下：——干燥脱水后污泥含水率40%～45%;——打浆压滤脱水后污泥含水率不大于55%。含铜污泥焙烧主要控制工艺参数如下： 配料工序原煤或炭精配比约为炉料的6%～10%:——入焙烧炉料水分控制范围约为40%～50%;-—焙烧温度控制850℃~1350℃;——筛上物粒度大于10mm。含铜污泥制块主要控制工艺参数如下： 配料工序石灰配比约为原料的6%～8%—-——制块成型后的块料水分控制范围约为25%。6GB/T38101—2019含铜污泥还原熔炼主要控制工艺参数如下：——还原炉富氧燃烧环境，助燃风氧含量控制约为25%;——还原炉床燃料采用原煤或焦炭、炭精，为原料的8%～12%;——还原炉上部区域控制温度500℃~700℃;-——还原炉中部区域控制温度800℃~1000℃;——还原炉熔炼区控制温度1250℃~1350℃;——还原炉炉缸控制温度1200℃~1250℃。5.1.6.1火法处理工艺生产黑铜应符合YS/T632要求。5.1.6.2火法处理工艺生产次黑铜指标要求及检验方法见表1。次黑铜NiPbAs1.0～15.01.0～15.0≤0.5检验方法参考YS/T6325.1.6.3火法处理工艺生产冰铜主要由硫化亚铜和硫化亚铁互熔而成，含铜率约为45%～60%,含硫率约为20%。除尘烟尘与脱硫石膏根据企业生产情况回用配料或回收后交由有资质单位处理；水淬渣进行检测判别后根据判别情况处理。5.2湿法处理工艺本处理工艺适用于印刷线路板行业产生的含铜污泥，以干基计铜(Cu)含量大于6%,镍(Ni)含量小于0.2%,锌(Zn)含量小于0.5%。聚合硫酸铁。化学反应原理如下：Cu(OH)2+H₂SO₄→CuSO₄+2H₂OCuSO₄+Fe→FeSO₄+Cuy4FeSO₄+2H₂SO₄+O₂→2Fe₂(SO₄)3+2H₂OFe₂(SO₄)₃+nH₂O→Fe₂(OH),(SO₄)₃-n/2+n/2H₂SO₄7GB/T38101—2019mFe₂(OH)n(SO₄)3-n/2→[Fe₂(OH)n(SO₄)3-2/]m5.2.3工艺流程将含铜污泥、含铜废液以及回用水混合后进行打浆，然后加入硫酸，将污泥中的铜以离子的形式浸出，浸出后压滤得到含铜酸化液，废渣进行水洗后交由有资质单位处理。用铁单质将溶液中二价铜离子以单质铜的形式置换出来，得到海绵铜产品，母液主要为含铁溶液。向含铁母液中加入硫酸、通入氧气进行氧化，得到聚合硫酸铁溶液。工艺流程示意见图4。含铜污泥含铜废液打浆补水硫酸洗渣外排渣铁屑置换海绵铜聚合硫酸铁图4湿法处理工艺流程5.2.4工艺参数浸出工序主要控制指标为：pH范围为1.0～1.5。置换工序主要控制指标为：——置换时间为30min～50min;—-—置换完成铜离子浓度小于10mg/L;——置换完成全铁浓度大于11%;——置换完成锌离子浓度小于50mg/L;——置换完成镍离子浓度小于50mg/L;——控制pH范围为0.8～1.0。5.2.4.3氧化氧化工序主要控制指标为：——控制铜离子浓度小于10mg/L;—-——亚铁离子浓度小于0.1%;——全铁浓度大于11%;—-—氧化完成锌、镍离子浓度小于50mg/L;—控制pH范围为1.5～3.0。5.2.5生产设备湿法处理中铜元素回收率大于95%,海绵铜产品中铜含量大于55%。聚合硫酸铁溶液满足表2要求。指标检验方法全铁质量分数/%≥还原性物质(以Fe²+计)的质量分数/%≤0.10盐基度/%5.0～20.0pH(10g/L水溶液)1.5～3.0密度(20℃)/(g/cm⁸)≥不溶物的质量分数/%≤铅(Pb)的质量分数/%≤0.001砷(As)的质量分数/%≤0.0005镉(Cd)的质量分数/%≤0.00025汞(Hg)的质量分数/%≤0.00005铬(Cr)的质量分数/%≤0.0025锌(Zn)的质量分数/%≤0.005镍(Ni)的质量分数/%≤0.005铜(Cu)的质量分数/%≤0.001化学需氧量(COD)的质量分数/%≤0.01HJ8285.3安全填埋含铜污泥中的铜含量与其他金属离子含量不具有回收利用价值，可交由有资质企业予以安全填埋。对含铜污泥进行采样并进行浸出毒性分析检测，判断是否满足GB18598的要求，满足入场控制限值下直接填埋；对于不满足标准的，需进行稳定固化处理。稳定固化处理应根据需要在污泥中加入石灰、重金属捕集剂以及水泥等调整污泥的物理化学性质使铜等有害元素或物质在污泥中的活性降低，达到稳定化要求。如不能满足要求，则重新调整，反复上述过程，直至满足要求后填埋。含铜污泥安全填埋工艺流程示意见图5。89不达标GB不达标养护试验安全填埋图5安