CN106282587A - 一种从铜镉渣中回收铜和镉的方法 - Google Patents

一种从铜镉渣中回收铜和镉的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种从铜镉渣中回收铜和镉的方法，其操作步骤是先采用锌电解废液浸出铜镉渣，得到浸出渣和浸出液；而后将步骤浸出液通过旋流电积装置进行一段脱铜，得到标准阴极铜和脱铜后液；再向脱铜后液中加入锌粉，置换未完全反应的铜，得到海绵铜和置换后液；最后将置换后液通过旋流电积装置进行二段脱镉，得到标准阴极镉和脱镉后液，脱镉后液50%~90%返回酸性浸出工序，其余开路锌电解车间。本发明一种从铜镉渣中回收铜和镉的方法具有投资少、工艺简单、生产成本低、金属直收率高、生产无污染的特点。

Description

一种从铜镉渣中回收铜和镉的方法
技术领域
本发明属于锌冶炼废渣二次资源利用技术，具体涉及一种从铜镉渣中回收铜和镉的方法。
背景技术
铜镉渣是湿法炼锌系统净化工序所产生的固体危险废物，主要含有 Zn、Cu、 Cd、Co、 Ni 等有价金属，是提取镉的主要原料之一。目前，铜镉渣处理方法主要是采用高浓度硫酸溶液浸出，浸出液净化除铁后采用锌粉分别置换海绵铜、海绵镉，海绵镉重溶经净化后造液电解，产出纯镉产品。此方法可以有效回收铜镉渣中部分铜、镉，但是工艺流程长，镉在主工艺中分散，直收率降低，且在电解精炼过程中，电效低、作业成本高，易产生酸雾恶化操作环境；浸出渣返回火法工艺，未直接回收得到铜产品，降低经济效益，增加能耗；工艺所需设备多且连接较复杂，基建费用较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种投资少、工艺简单、生产成本低、金属直收率高、生产无污染的从铜镉渣中回收铜和镉的方法。
为实现以上目的，本发明一种从铜镉渣中回收铜和镉的方法，其操作步骤如下：
（1）采用锌电解废液浸出铜镉渣，得到浸出渣和浸出液；
（2）将步骤（1）中得到的浸出液通过旋流电积装置进行一段脱铜，得到标准阴极铜和脱铜后液；
（3）向步骤（2）中得到的脱铜后液中加入锌粉，置换未完全反应的铜，得到海绵铜和置换后液；
（4）将步骤（3）中得到的置换后液通过旋流电积装置进行二段脱镉，得到标准阴极镉和脱镉后液；脱镉后液50%~90%返回步骤（1），其余开路锌电解车间。
所述步骤（1）中的锌电解废液含锌10-90 g/L，含硫酸80-180 g/L。
所述步骤（1）中采用锌电解废液浸出铜镉渣的浸出时间为4-7h，浸出温度为35-90℃，锌电解废液与铜镉渣的液固比为（2-7）:1。
所述步骤（2）的一段脱铜的电流密度为200-800 A/m2，电解液循环量为300~900L/h，电积时间为1~5 h，电解液温度为30-80 ℃，初始铜浓度为30-60g/L，得到的脱铜后液的铜含量为3 g/L以下。
所述步骤（3）中锌粉的添加量为理论用量的0.5-5倍，得到的置换后液中镉含量为10-90 g/L。
所述步骤（4）中二段脱镉的电流密度为200-800 A/m2，电解液循环量为100~400L/h，电积时间为2-8 h，电解液温度为25-80℃，得到的脱镉后液中镉含量小于2 g/L。
本发明涉及的液体与固体的液固比均为体积质量比，即液体采用体积，固体采用质量，单位mL/g。
本发明一种从铜镉渣中回收铜和镉的方法具有以下技术特点：
1、本发明通过电解的方法直接从铜镉渣酸浸液中回收铜，铜产品纯度达到GB/T467-1997标准阴极铜的要求；
2、本发明采用旋流电积方法极大提高电积过程对于金属离子的选择性，降低电解后液目标金属的浓度，实现铜、镉分步高效回收；
3、本发明提出酸浸-电积铜-锌置换-电积镉工艺，在得到标准阴极镉产品的同时，产出了标准阴极铜，实现了酸的回用，缩短工艺流程，提高铜、镉直收率，降低生产能耗，实现清洁高效生产。
本发明一种从铜镉渣中回收铜和镉的方法针对现有处理铜镉渣工艺中存在的流程长、金属综合回收率低、能耗高等问题，提出短流程、清洁高效回收铜镉渣中的铜、镉，通过酸浸-电积铜-锌置换-电积镉工艺，通过采用先进的电积工艺使电解液高速湍流以减轻浓差极化的影响，提高选择性，降低电解后液目标金属的浓度，实现金属分步回收并产出高纯度金属产品，铜直收率达90%以上，镉直收率达95%左右，具有工艺流程短，生产能耗低，铜、镉直收率高，操作简单，废水废渣基本达到零排放，具有清洁高效的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明一种从铜镉渣中回收铜和镉的方法作进一步详细说明。
本发明一种从铜镉渣中回收铜和镉的方法需控制的工艺参数有：
（1）铜镉渣浸出过程中，控制浸出时间4-7 h，浸出温度35-90 ℃，液固比（2-7）:1；
（2）旋流电积脱铜过程中，控制电流密度200-800 A/m2，电解液循环量为300~900 L/h，电积时间为1~5 h，电解液温度为30-80℃，初始铜浓度为30-60 g/L；
（3）向脱铜后液中加入镉粉置换除铜，镉添加量为理论用量的0.5-5倍；
（4）二段脱镉过程中，控制电流密度200-800 A/m2，电解液循环量为100~400 L/h，电积时间为2-8 h，电解液温度为25-80℃，初始镉浓度为10-90 g/L；
以下列举三个实施例对本发明一种从铜镉渣中回收铜和镉的方法作进一步详细说明。
实施例1
本实例处理铜镉渣中含铜3.5%、镉8.2%、锌38.5%，处理工艺和处理效果如下：
取锌电解废液浸出细磨后的铜镉渣，控制浸出时间4h，浸出温度75℃，锌电解废液与铜镉渣的液固比5:1，浸出后过滤，滤液铜含量32g/L；控制电流密度550 A/m2，电解液循环量为500 L/h，电积时间为5 h，电解液温度为60℃条件下进行一段脱铜处理，脱铜后液铜含量为1.8 g/L；加入理论添加量1.2倍的锌粉置换未完全脱除的铜，得到铜渣返回处理，溶液中镉含量为55 g/L；控制电流密度360 A/m2，电解液循环量为250 L/h，电积时间为6 h，电解液温度为25℃条件下进行二段脱镉，脱镉后液镉含量为1.5g/L；脱镉后液50%~90%返回酸性浸出工序，其余开路锌电解车间。
本实施例的铜直收率94.38%，镉直收率97.27%。
实施例2
本实例处理铜镉渣中含铜4.2%、镉9.3%、锌46.1%，处理工艺和处理效果如下：
取锌电解废液浸出细磨后的铜镉渣，控制浸出时间6h，浸出温度90℃，锌电解废液与铜镉渣的液固比7:1，浸出后过滤，滤液铜含量34g/L；控制电流密度650 A/m2，电解液循环量为700 L/h，电积时间为4 h，电解液温度为50℃条件下进行一段脱铜处理，脱铜后液铜含量为2.5 g/L；加入理论添加量1.5倍的锌粉置换未完全脱除的铜，得到铜渣返回处理，溶液镉含量为35 g/L；控制电流密度400 A/m2，电解液循环量为350 L/h，电积时间为8 h，电解液温度为30℃条件下进行二段脱镉，脱镉后液镉含量为0.9g/L；脱镉后液50%~90%返回酸性浸出工序，其余开路锌电解车间。
本实施例的铜直收率92.65%，镉直收率97.42%。
实施例3
本实例处理铜镉渣含铜3.5%、镉7.3%、锌39.6%，处理工艺和处理效果如下：
取锌电解废液浸出细磨后的铜镉渣，控制浸出时间4h，浸出温度80℃，锌电解废液与铜镉渣的液固比7:1，浸出后过滤，滤液铜含量30g/L；控制电流密度900 A/m2，电解液循环量为500 L/h，电积时间为6 h，电解液温度为60℃条件下进行一段脱铜处理，脱铜后液铜含量为2.3 g/L；加入理论添加量1.3倍的锌粉置换未完全脱除的铜，得到铜渣返回处理，溶液镉含量为49 g/L；控制电流密度500 A/m2，电解液循环量为450 L/h，电积时间为5 h，电解液温度为30℃条件下进行二段脱镉，脱镉后液镉含量为2.0g/L，脱镉后液50%~90%返回酸性浸出工序，其余开路锌电解车间。
本实施例的铜直收率92.33%，镉直收率95.92%。
对比以上三个实施例，实施例1的综合技术指标最好，是最佳实施例。
应当指出的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以根据上述说明加以改进或修饰，所有这些改进或修饰都应落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种从铜镉渣中回收铜和镉的方法，其特征是按以下步骤操作：
（1）采用锌电解废液浸出铜镉渣，得到浸出渣和浸出液；
（2）将步骤（1）中得到的浸出液通过旋流电积装置进行一段脱铜，得到标准阴极铜和脱铜后液；
（3）向步骤（2）中得到的脱铜后液中加入锌粉，置换未完全反应的铜，得到海绵铜和置换后液；
（4）将步骤（3）中得到的置换后液通过旋流电积装置进行二段脱镉，得到标准阴极镉和脱镉后液；脱镉后液50%~90%返回步骤（1），其余开路锌电解车间。
2.如权利要求1所述一种从铜镉渣中回收铜和镉的方法，其特征是：所述步骤（1）中的锌电解废液含锌10-90 g/L，含硫酸80-180 g/L。
3.如权利要求1或2所述一种从铜镉渣中回收铜和镉的方法，其特征是：所述步骤（1）中采用锌电解废液浸出铜镉渣的浸出时间为4-7h，浸出温度为35-90℃，锌电解废液与铜镉渣的液固比为（2-7）:1。
4.如权利要求1所述一种从铜镉渣中回收铜和镉的方法，其特征是：所述步骤（2）的一段脱铜的电流密度为200-800 A/m2，电解液循环量为300~900 L/h，电积时间为1~5 h，电解液温度为30-80 ℃，初始铜浓度为30-60g/L，得到的脱铜后液的铜含量为3 g/L以下。
5.如权利要求1所述一种从铜镉渣中回收铜和镉的方法，其特征是：所述步骤（3）中锌粉的添加量为理论用量的0.5-5倍，得到的置换后液中镉含量为10-90 g/L。
6.如权利要求1所述一种从铜镉渣中回收铜和镉的方法，其特征是：所述步骤（4）中二段脱镉的电流密度为200-800 A/m2，电解液循环量为100~400 L/h，电积时间为2-8 h，电解液温度为25-80℃，得到的脱镉后液中镉含量小于2 g/L。
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