CN105925810A - 从镉精馏碱渣中制取海绵镉的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从镉精馏碱渣中制取海绵镉的方法，该方法将镉精馏碱渣装入反应器中，加入适量水，保持一定的液固比、反应温度和反应时间，控制搅拌速率，反应结束后过滤得水浸渣和水浸滤液；再将水浸渣装入反应器中，加入一定量的硫酸和水，保持一定的反应温度、浸出时间和搅拌速率，反应结束后过滤得酸浸渣和酸浸滤液；最后将酸浸滤液装入反应器中，升温至40〜70℃，缓慢加入理论量1.0〜1.3倍的锌粉，并进行搅拌，进行置换反应，反应结束后过滤得到海绵镉。本发明所述的方法具有工艺简单、流程短、投资少、污染小、可实施性强等优点，能够有效从镉精馏碱渣中回收锌、镉等有色金属，实现了锌镉的高效提取与分离，镉回收率达到95%以上。

Description

从镉精馏碱渣中制取海绵镉的方法
技术领域
本发明属于金属冶炼技术领域，具体的说是一种从镉精馏碱渣中制取海绵镉的方法，适用于由火法炼锌过程中镉精炼工段所产生的矿渣制取海绵镉。
背景技术
近年来伴随着我国经济的快速发展，对矿产资源的需求量越来越大，矿产资源在冶炼、加工过程中会产生大量的废渣、这些废渣中含有一定量的有价金属，在长期的堆积过程中，严重的污染了环境，并造成了巨大的资源浪费和经济损失。随着矿产资源的日益减少，以及国家创建节约型社会和循环经济目标的提出，合理利用“二次资源”，大力发展循环经济，以资源的再生以及循环利用为核心，以“减量化、再利用、再循环”为基本原则，人类才能从根本上解决资源、环境与发展之间的矛盾冲突，促进经济的可持续发展。目前对锌镉回收利用技术研究根据原料渣来源、成分、性质来说，多集中在冶炼过程中的酸浸渣、铜镉渣和锌浮渣等研究与应用方面。
国内铅锌冶炼厂大多采用熔炼法冶炼生产工艺，主要产品有电铅、精锌、精镉、粗铜、工业硫酸和铅阳极泥等工序。在镉精炼工段每年产出锌镉碱渣几十吨，由于技术条件所限，这些锌镉渣未能得到有效处理，不仅浪费了大量资源，对环境也有一定污染，而且影响企业的经济效益。该厂产生的锌镉渣含中Cd的质量百分比含量为20～26%，Zn的质量百分比含量为8.3～16.2%，具有较高的回收利用价值。因此，针对该锌镉渣中有价金属的回收工艺进行研究，不仅可以从冶锌工业锌镉渣中综合回收Zn、Cd等有色金属，还可解决环境污染的问题，符合我国技术和产业发展的导向，同时对炼锌行业也具有重大的经济和社会意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种从镉精馏碱渣中制取海绵镉的方法，以解决铅锌冶炼厂镉精炼工段所产生的镉精馏碱渣未能得到有效处理，造成资源浪费，污染环境的问题。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案为：
一种从镉精馏碱渣中制取海绵镉的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、水浸：将镉精馏碱渣装入具有加热控温装置的反应器中，加入适量水，使得液固比为2〜5︰1，反应温度控制在80〜100℃，反应1〜3小时，在反应期间进行搅拌，控制搅拌速率为200〜500r/min，反应结束后，过滤得到水浸渣和水浸滤液；镉主要存在于水浸渣中，锌主要存在于水浸滤液中，镉和锌钠得到分离；
步骤二、酸浸：将步骤一中过滤得到的水浸渣装入具有加热控温装置的反应器中，加入98%的硫酸和适量的水，其中硫酸的加入量为按硫酸与原料渣中的镉锌完全反应计算理论量的95〜105%，使液固比为4〜7︰1，保持反应温度为50〜80℃，浸出时间为1〜2小时，搅拌速率为50〜150r/min，反应结束后过滤得酸浸渣和酸浸滤液；
步骤三、置换：将步骤二过滤得到的酸浸滤液装入具有加热控温装置的反应器中，升温至40〜70℃，缓慢加入按滤液中的镉完全被锌粉置换计算理论量1.0〜1.3倍的锌粉，并进行搅拌，搅拌速率为50〜150r/min，置换反应0.3〜0.6小时，反应结束后过滤得到海绵镉。
优选的，步骤一中所述镉精馏碱渣由火法炼锌过程中镉精炼工段所产生的矿渣，外观呈土黄色，其中镉的质量百分比含量为20～26%，锌的质量百分比含量为8.3～16.2%。
优选的，上述步骤中所述反应器为带有搅拌器、加热装置、冷凝器的搪玻璃反应釜。
经检测，在步骤一水浸结束后，水浸滤液中钠和锌的浸出率均达95%以上，镉的浸出率约为0.1%,镉主要存在于水浸滤液中，从而使镉和锌钠得到较好分离。步骤二酸浸结束后，镉的浸出率达到95%以上。步骤三置换反应结束后，镉的置换率达到99.9%以上。
本发明的有益效果是：
本发明采用二段浸出置换回收镉、锌的工艺技术方案，先采用水浸工艺，使具有强碱性的镉精馏碱渣在水中充分溶解、反应，使得碱渣中的锌、钠进入水相，而镉进入固相，从而实现了镉、锌的分离；再采用酸浸工艺，使得从水浸工艺中得到的含镉渣通过调节酸度、液固比、搅拌速度，使镉进入液相；最后采用锌粉置换可得到海绵镉。
本发明所述的方法具有工艺简单、流程短、投资少、污染小、可实施性强等优点，能够有效从镉精馏碱渣中回收锌、镉等有色金属，实现了锌镉的高效提取与分离，镉回收率达到95%以上。使得镉精馏碱渣得到回收利用，减少资源浪费，保护了环境，并且能够提高企业的经济效益。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种从镉精馏碱渣中制取海绵镉的方法，该方法包括以下步骤：
称取500g镉精馏碱渣，其主要成份如表1所示。
表1
步骤一、水浸：将所称取的镉精馏碱渣装入具有搅拌器、加热装置、冷凝器的搪玻璃反应釜中，加入1500g的水，液固比为3:1，控制搅拌速率300r/min；反应温度为90℃；反应时间为2小时，反应结束后过滤得到水浸渣和水浸滤液；
步骤二、酸浸：取步骤一过滤所得的水浸渣80g装入具有搅拌器、加热装置、冷凝器的搪玻璃反应釜加热控温装置的反应器中，加入98%的工业硫酸35g，同时加入适量的水，使液固质量比为5︰1，控制反应温度为70℃，搅拌速率为100r/min，反应1.5小时，反应结束后过滤得到酸浸渣和酸浸滤液；
步骤三、置换：取步骤二所制备的酸浸滤液500ml装入具有搅拌器、加热装置、冷凝器的搪玻璃反应釜加热控温装置的反应器中，反应温度为60℃，缓慢加入锌粉25g，搅拌速率为100r/min，反应时间为0.5小时，置换反应结束后过滤得到海绵镉。
经检测：步骤三所制得的海绵镉中镉的质量百分比含量92.3%，镉回收率为96.02%。
实施例2
一种从镉精馏碱渣中制取海绵镉的方法，该方法包括以下步骤：
称取1000g镉精馏碱渣，其主要成份如表2所示。
表2
步骤一、水浸：将所称取的镉精馏碱渣装入具有搅拌器、加热装置、冷凝器的搪玻璃反应釜中，加入4000g的水，使液固比为4:1，控制搅拌速率为400r/min，反应温度为95℃，反应时间为2.5小时，反应完毕后过滤得到水浸渣和水浸滤液；
步骤二、酸浸：取步骤一中过滤后的水浸渣160g装入具有搅拌器、加热装置、冷凝器的搪玻璃反应釜加热控温装置的反应器中，加入98%的工业硫酸70g，同时加入适量的水，使液固质量比为5︰1，控制反应温度为80℃，搅拌速率为150r/min，反应2小时，反应结束后过滤得到酸浸渣和酸浸滤液；
步骤三、置换：取步骤二所制备的酸浸滤液1000ml装入具有搅拌器、加热装置、冷凝器的搪玻璃反应釜加热控温装置的反应器中，控制反应温度为70℃，缓慢加入锌粉53g，搅拌速率为150r/min，反应时间为0.6小时，反应结束后过滤得到海绵镉。
经检测：步骤三所制得的海绵镉中镉的质量百分比含量为92.5%，镉回收率为96.7%。

Claims (3)

1.一种从镉精馏碱渣中制取海绵镉的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、水浸：将镉精馏碱渣装入具有加热控温装置的反应器中，加入自来水，控制液固比为2〜5︰1，在80〜100℃，反应1〜3小时，在反应期间进行搅拌，控制搅拌速率为200〜500r/min，反应结束后，过滤得到水浸渣和水浸滤液；
镉主要存在于水浸渣中，锌主要存在于水浸滤液中，镉和锌钠得到分离；
步骤二、酸浸：将步骤一中过滤得到的水浸渣装入具有加热控温装置的反应器中，加入98%的硫酸和适量的水，其中硫酸的加入量为按硫酸与原料渣中的镉锌完全反应计算理论量的95〜105%，控制液固比为4〜7︰1，保持反应温度为50〜80℃，浸出时间为1〜2小时，搅拌速率为50〜150r/min，反应结束后过滤得酸浸渣和酸浸滤液；
步骤三、置换：将步骤二过滤得到的酸浸滤液装入具有加热控温装置的反应器中，升温至40〜70℃，缓慢加入按滤液中的镉完全被锌粉置换计算理论量1.0〜1.3倍的锌粉，并进行搅拌，搅拌速率为50〜150r/min，置换反应0.3〜0.6小时，反应结束后过滤得到海绵镉。
2.根据权利要求1所述的从镉精馏碱渣中制取海绵镉的方法，其特征在于：步骤一中所述镉精馏碱渣由火法炼锌过程中镉精炼工段所产生的矿渣，外观呈土黄色，其中镉的质量百分比含量为20～26%，锌的质量百分比含量为8.3～16.2%。
3.根据权利要求1或2所述的从镉精馏碱渣中制取海绵镉的方法，其特征在于：上述步骤中所述反应器为带有搅拌器、加热装置、冷凝器的搪玻璃反应釜。
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