电镀污泥中铝杂质分离与镍回收的五种通用方法比较研究及其工业应用价值

电镀污泥作为一种危险废物，其高效回收金属产品一直是研究热点。本研究针对富镍电镀污泥，系统比较了酸溶-萃取(P204/HBL110)、水热分离、碱性洗涤等五种方法的铝(Al)分离效率与镍(Ni)回收效果。结果表明，P204萃取法可实现99.5% Al和100% Fe分离，仅损失16% Ni，最终获得纯度24.4%的工业级硫酸镍。该研究为电镀污泥资源化提供了优化技术路线。

　　

电镀行业产生的含镍污泥既是环境隐患又是潜在资源。当前处理技术面临铝(Al)杂质难分离、镍(Ni)回收率低等核心难题：传统酸浸法导致Fe/Al共溶，碱性洗涤对Al去除率不足75.6%，而水热法虽能结晶去除94.3% Al却能耗高昂。更棘手的是，Al在pH 1.5即水解形成胶体，不仅阻碍Fe结晶，还会包裹Ni(OH)₂导致过滤困难。如何经济高效地实现Al/Ni分离，成为制约电镀污泥资源化的关键瓶颈。

针对这一挑战，吉林某研究团队在《Journal of Hazardous Materials Advances》发表研究，系统比较了选择性浸出、碱性洗涤、90°C加热沉淀、160°C水热结晶和溶剂萃取五种方法。研究人员采用3 M H₂SO₄全溶污泥获得含Ni 45.27 g/L、Al 16.11 g/L的浸出液，通过XRD、SEM等技术分析反应机理，重点考察了P204(二(2-乙基己基)磷酸酯)和HBL110(混合萃取剂)的协同萃取效应。

3.1 污泥溶解特性
XRD显示原始污泥含绿锈和钠盐，Ni含量达13.4%。3 M H₂SO₄溶解效率最优（Ni 96.9%），而10 M酸因CaSO₄包裹效应反降至34.8%。选择性浸出(pH 3)虽保留大部分Fe/Al，但Ni损失过半，证实全溶-后分离策略的必要性。

3.2 杂质分离效能
比较实验显示：90°C调pH 3可沉淀83.1% Al但过滤困难；水热法(160°C)生成钠铁矾/钠铝矾晶体使Al去除率达94.3%；而P204在pH 0.9时实现99.5% Al和100% Fe同步萃取，Ni损失仅16%。机理分析表明，Al³⁺通过形成AlHSO₄²⁺中间体与P204发生配体交换，而Ni²⁺因以NiSO₄形态存在几乎不被萃取。

3.3 镍回收工艺
萃余液经HBL110九级萃取-硫酸反萃，Ni回收率提升至98.5%，蒸发后获得含Ni 24.4%的工业级晶体。相比直接蒸发产物(14.9% Ni)，萃取法纯度显著提高，但Na含量(0.04%)仍略高于电镀级标准。

3.4 技术经济分析
质量平衡显示，每吨污泥可回收83.7% Ni，同时产生Fe/Al絮凝剂副产品。但水耗较高(3.2 L/kg污泥)，且P204降解需定期补充。与传统水热法相比，溶剂萃取虽避免高压设备投入，但有机相损失可能增加废水处理难度。

该研究创新性提出"酸溶-P204除杂-HBL110提镍"的分级萃取路线，其Al分离效率(99.5%)显著优于水热法(94.3%)和碱洗法(75.6%)。特别值得注意的是，HBL110对NiSO₄的快速螯合机制突破了传统萃取剂(P507等)受限于NiSO₄解离动力学的瓶颈。研究成果不仅为电镀污泥处理提供优选方案，其揭示的Al₁₃聚合物抑制Fe结晶机制，对冶金废水处理也具有普适指导意义。未来研究可进一步优化萃取剂再生工艺，降低有机相损耗对经济性的影响。