国家标准 GB/T38101一2019 含铜污泥处理处置方法 TIreatmentanddisposalmethodforcppercontainmingsludge 2019-10-18发布 2020-09-01实施国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/38101一2019 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由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、同济大学,山东环沃环保科技有限公司、鸿博环保科技(连云港)有限公司、嘉善绿野环保材料厂,中海油天津化工研究设计院有限公司本标准主要起草人;温炎柴,梁展星,陈荔英,查正炯,孙杰、王治军、洪建灵、李梅彤、韩晓刚、郅玉声、李雪梅、张柯、俞明华、安晓英、李善得、弓创周、丁灵
GB/38101一2019 含铜污泥处理处置方法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 -般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准 GB18599 HJ828水质化学需氧量的测定重铬酸盐法 H]2025危险废物收集、贮存,运输技术规范 Ys/T632黑铜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-ontainingsludge 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prometalurgicaltreatmentprocess 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hydrometallurgiealtreatmmenproeess 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含铜污泥来源与组成 4.1来源主要来自表面处理、印刷电路板生产,电镀、电线电缆生产以及部分制造业生产过程
GB/T38101一2019 4.2组成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 5.1火法处理工艺 5.1.1适用范围铜(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 5.1.2原理含铜污泥经过预处理后配料,在高温还原气氛下还原熔炼,通过造渣后分离,得到黑铜(次黑铜)与冰铜处理工艺发生的主要化学反应如下预处理: a Cu(OH);一CuOH.O CuO+SiO.一-CuOSiO. CuO+Fe.O-CuOFe.O. 2CuS+O-Cu.O+2sO. CuS十(O;一CuSO，个还原熔炼 b CuOC-CuCO个 CuOCO-CuCO个 CuO+cO--Cu.O+co." Cu,O+co-2Cu+cO，" CuOsiO+CaO+cO--Cu+CaOSiO+cO." CuOFe.O+CaO+co-Cu+CaOFe,O+cO" Cu,O十FeS--CuS+FeO Cu,O+Cu,S-6Cu+sO." 5.1.3工艺流程 5.1.3.1脱水-焙烧-熔炼火法含铜污泥进人配料工序，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%与未经压滤的含铜污泥竖炉熔烧后返粉、生产系统除尘设备回收部分烟灰、作业现场清扫飞灰、厂区水处理压滤污泥,脱硫石膏、原煤(或者焦粉、炭精粉)等按照一定比例进行配料、混合均匀后送人竖炉进行干燥,熔烧与固化预处理,形成烧结料;烧结料在竖炉下部破碎区破碎后进行筛分,筛上物烧结块)送至还原冶炼工序,筛下物(返粉)到分类配料工序配料;烧结块与炭精(或者焦炭),造渣料进行富氧还原熔炼铜从还原炉缸下部放出,流人铜模中,冷却后取出,将黑铜次黑铜)与冰铜破碎分离还原炉渣定期从炉缸上部渣口放出,经过水淬冷却后堆放,经鉴定后外售或交由有资质单位处理;还原炉、焙烧炉产生烟气经过热回收、除尘,脱硫后达标排放;脱硫污水及其他生产污水经处理后回用工艺流程示意见图1
GB/38101一2019 含铜污泥含制污泥原煤或体车辆冲洗水包牧清洗水 (含木率多5%)(含水率T5%粉、炭精粉压谜分循环中和沉淀打浆分类配料烟尘回用水池压波返粉废气高混合拌料空达标压谜水排放脱砖余热利用干燥固化烟气石灰乳破碎筛分重力除尘布袋除尘焦炭或炭精配料入炉造渣料还原炉熔炼余热利用空气或氧水悴渣粗铜、冰钢图1脱水-焙烧-熔炼火法处理工艺流程 5.1.3.2脱水-制块-熔炼火法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人还原炉进行空气或富氧还原熔炼铜从还原炉缸下部放出,流人铜模中,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.
GB/T38101一2019 含铜污泥脱水烟气达标排放石灰乳生石灰混合配料脱碗石背粗成型制块尘烟气焦炭或炭精配料入炉重力除尘布袋除尘造渣料布袋灰烟气空气或氧还原炉熔炼余热利用黑铜或冰侧水济渣图2脱水-制块-熔炼火法处理工艺流程 5.1.3.3脱水-焙烧-制块-熔炼火法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%一55% 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,混合均匀后进人熔烧炉进行熔烧预处理熔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熔烧后粉料,烟气除尘设备回收烟尘和生石灰进行配比,控制湿度,在成型机中成型制块将熔烧后的块料,成型后的制成块、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,流人铜模中,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
GB/38101一2019 含铜污泥含铜污泥水幸篇含水率低脱水配料石灰污泥混合拌料石灰乳烟气排放炭精烟除尘熔烧脱硫石膏烟尘烟气粉料石灰破碎筛分成型制块烟尘块料焦炭或炭料块料配料入炉重力除尘布袋除尘布袋灰造渣料州空气或氧气还原炉熔炼余热利用水悴渣黑铜或冰铜图3脱水-焙烧-制块-熔炼火法处理工艺流程 5.1.4工艺参数 5.1.4.1 脱水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% 5.1.4.2焙烧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%一10% 人焰烧炉料水分控制范围约为40%一50% 熔烧温度控制8501350; 筛上物粒度大于10mm. 5.1.4.3制块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%
GB/T38101一2019 5.1.4.4还原熔炼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500C700C; -还原炉中部区域控制温度800C1000C; 还原炉熔炼区控制温度1250C1350C; -还原炉炉缸控制温度1200C1250 5.1.5生产设备主要生产设备:搅拌机、皮带输送机、压滤设备、干燥窑、造粒机、成型机、焙烧竖炉、除尘设备、鼓引风机、余热回收系统、还原冶炼炉(或富氧冶炼炉)液氧储气罐或制氧机组,脱硫系统、废水处理回用系统等 5.1.6处理结果火法处理工艺生产黑铜应符合YS/T632要求 5.1.6.1 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 表1 要求/% 次黑铜 Ni Pb Cu Sn As >60.0 1.015.0 1.0~15.0 S8,0 S0.5 检验方法参考YS/T632 5.1.6.3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,含饷率约为45%一60%,含硫率约为20% 5.1.6.4生产废水经中和、沉淀、过滤等处理后回用于生产系统;烟气排放执行GB18484的要求,布袋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;水悴渣按照GB5085.7 进行检测判别后根据判别情况处理 5.2湿法处理工艺 5.2.1适用范围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% 5.2.2原理采用硫酸浸出的方式溶解含铜污泥,通过铁还原,得到海绵铜,母液经过氧化、水解、聚合反应制得聚合硫酸铁化学反应原理如下 Cu(OH)十HsO--CusO十2H.O CusO+FeFesO+CuV 4FesO十2HsO+O-一2Fe.(sO);十2H.O Fe.(SO)+nHO-Fe.(OH),(So),)-4十n/2HsO
GB/38101一2019 mFe.(OH)n(sO)j-鹰-[Fe.(OH)n(sO)-2.] 5.2.3工艺流程将含铜污泥、含饷废液以及回用水混合后进行打浆,然后加人硫酸,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人硫酸,通人氧气进行氧化,得到聚合硫酸铁溶液工艺流程示意见图4 硫酸铁屑氧气硫酸含铜污泥聚合硫酸铁打浆浸出置换氧化溶液含铜废液补水海绵铜洗渣外排渣图4湿法处理工艺流程 5.2.4工艺参数 5.2.4.1浸出浸出工序主要控制指标为;pH范围为1.0~1.5 5.2.4.2置换置换工序主要控制指标为置换时间为30min一50min; 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1.53.0. 5.2.5生产设备主要生产设备:打浆槽、浸出釜、压滤设备、高位槽、储槽,洗渣槽、环保处理设备等
GB/T38101一2019 5.2.6处理结果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 要求表2 项目指标检验方法 11.o 全铁质量分数/% 0.10 还原性物质(以Fe计)的质量分数/% 盐基度/% 5.0~20.0 pH(10g/L水溶液 1l.53.0 1.45 密度(20)/g/cm' 不溶物的质量分数/% 0.3 GB/T 铅(Pb)的质量分数/ /% 0,001 14591 As)的质量分数/9% 神(As 0.0005 0.00025 (Cd)的质量分数/% 永(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 GB/Tl4637 % HJ828 化学需氧量(coD)的质量分数 0.0 5.3安全填埋 5.3.1适用范围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 5.3.2工艺流程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,满足人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人石灰,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
GB/38101一2019 待填埋含铜污泥取样实验室进行浸出毒性试验达到入场不达标标准要求进行配方调试安全填埋处理不稳定化困化处理达标达到入场养护标准要求取样分析浸出毒性试阶图5安全填埋处理工艺流程 5.3.3处理结果经过稳定处理后的污泥满足GB18598中的填埋人场要求环境保护要求 6.1含铜污泥在处理处置过程中产生的废气应符合废气环保排放要求 6.2含铜污泥在处理处置过程中产生的废水应符合废水环保排放要求 6.3含铜污泥处理处置过程中产生的废渣,应按GB5085.7的规定进行鉴别.并符合下列规定经鉴别属于危险废物,应按GB18597和HJ2025的要求进行收集、贮存、,运输,并交由有资质 a 单位进行处理; 经鉴别属于一般固体废物,应符合GB18599的要求 b

GB/T38101-2019含铜污泥处理处置方法

GB/T38101-2019是我国针对含铜污泥处理处置制定的标准，主要用于指导含铜污泥的处理和处置工作。含铜污泥的产生主要来自于冶金、化工、电子、印染等行业的生产过程中，如果不经过正确的处理和处置，将会严重危害环境和人体健康。

含铜污泥的特点

含铜污泥是一种具有腐蚀性、毒性的固体废物，其中含有大量的铜、铁等重金属元素。这些重金属元素容易积累在水体、土壤中，对环境造成严重影响。同时，含铜污泥的酸碱度普遍较高，在处理和处置过程中需要注意控制其PH值。

处理处置方法

根据GB/T38101-2019标准，含铜污泥的处理处置方法主要包括以下几种：

干化处理：将含铜污泥进行加热干燥，使其水分蒸发，得到固态污泥。这种处理方式适用于低水分含量的污泥。
焙烧处理：将含铜污泥放入高温炉内，在氧化气氛下进行热解，使其变为无机物。该方法能够有效降低含铜污泥的体积和重量。
稳定化处理：通过添加稳定剂等化学物质，使含铜污泥中的重金属元素沉淀或结晶，从而达到稳定化的效果。这种方法可以减少污泥对环境的危害性，同时利于存储和运输。
资源化利用：将含铜污泥中的有价金属元素如铜、镍、锌等回收再利用，同时将其余的部分进行处理处置。这种方法不仅可以减少废弃物的排放，还可以节约资源，具有很高的经济和环保价值。

总结

随着我国环保法律的不断完善和环保意识的提高，含铜污泥的处理处置工作越来越受到重视。通过学习GB/T38101-2019标准中规定的含铜污泥处理处置方法，有助于我们更好地掌握含铜污泥的处理技术，促进产业的可持续发展。