CN107287432B - 一种从湿法炼锌的铜镉渣中回收锌、铜、镉的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于湿法冶金技术领域，尤其是一种从湿法炼锌的铜镉渣中回收锌、铜、镉的方法，通过氧压浸出、中和除铁、电解、真空蒸馏、分离、铜富渣处理、电解残液处理共七个步骤来完成锌、铜、镉金属的回收，整个工艺流程短、废渣和废水少，环境污染小、生产成本低。

Description

一种从湿法炼锌的铜镉渣中回收锌、铜、镉的方法
技术领域
本发明属于湿法冶金技术领域，尤其是一种从湿法炼锌的铜镉渣中回收锌、铜、镉的方法。
背景技术
湿法炼锌铜镉渣是一种难处理的冶金废渣，其成分为硫酸锌，净化置换铜、镉的过量锌粉、海绵铜、镉包裹锌粉、硫酸镉、海绵镉、海绵铜、Fe2+、Fe3+、Mn2+等物质；目前锌镉铜的回收方法很多，其中利用火法对锌和镉的回收，与原有的湿法炼锌工艺相匹配，应用较为广泛，但是在回收过程中需要反复的置换沉淀-溶解再置换-洗涤等等作业，并且铜渣的夹带分散也降低了金属锌、镉的回收率，浸出残渣中由于铜、锌、镉的性质相差较大，进入铜冶炼系统时会使烟层中锌、镉含量较高，不利于铜冶炼的稳定，因此，整个火法冶炼回收过程较为繁琐，并且回收率不高；湿法冶炼采用稀硫酸浸出锌，浸出液再氧化浸出铜、镉，铜进行萃取分离，该方法在稀硫酸浸出时，铜、镉也有少量浸出，浸出液必须净化才能进入电锌系统，会产生新的铜镉渣，第二步的氧化浸出，由于第一步的浸出锌未被充分浸出，仍然有锌、铜、镉进入溶液，又必须进行铜、镉、锌分离，故此该方法锌、铜、镉分散不利于分离回收，同时又有新的铜镉渣产生，而且工艺流程长，成本较高；本发明通过长期的研究和探索，克服了上述火法、湿法处理铜镉渣工艺的缺点，达到了短流程、低污染、低成本的目的。
发明内容
具体是通过以下技术方案得以实现的：
为解决上述技术问题，本发明提供一种从湿法炼锌的铜镉渣中回收锌、铜、镉的方法，包括以下步骤：
(1)硫酸浸出：用硫酸氧化浸出铜镉渣，过滤后得到浸出液；
(2)中和除铁：将浸出液加入石灰乳进行中和，过滤后得到除铁液；
(3)电解：除铁液直接进行电解得锌铜镉合金和电解残液；
(4)真空蒸馏：锌铜镉合金置入带有冷凝室的真空炉中进行真空蒸馏得锌镉合金和富铜渣；
(5)分离：锌镉合金引入真空塔盘或碳化硅塔盘中分离得锌、镉；或将锌镉合金按低熔压铸锌合金要求调整锌镉含量得压铸锌合金。
(6)富铜渣处理：富铜渣直接用于铜冶炼；
(7)电解残液处理：将步骤(3)中电解残液返回步骤(1)中进行氧化浸出。
所述步骤(1)中硫酸氧化浸出为硫酸和双氧水混合液浸出或硫酸氧气高压浸出。
所述硫酸浓度为100～150g/L，双氧水浓度为5％。
所述步骤(3)中的电解槽压3～3.5V，电流密度400～500A/m2，电解温度25～35℃，电解时间24～36h。
所述步骤(3)中电解残液含锌40～50g/L，硫酸100～150g/L。
所述步骤(4)中真空蒸馏温度800～1000℃，真空炉真空度≤600Pa，蒸馏时间5～8h，出炉温度500±20℃。
所述步骤(1)中硫酸氧化浸出级数分为2级，第一级浸出液进行中和除铁后用于电解锌铜镉合金，第二级浸出液返回第一级浸出使用。
所述第一级浸出液含锌量≥80g/L，铜、镉为任意量。
所述中和除铁是采用石灰乳中和至pH值为4～4.5。
所述步骤(1)中硫酸氧化浸出铜镉渣，其液固比为(3～4)：1。
本发明有益效果：
本发明通过采用双氧水或氧气作为氧化剂，可有效的提高铜的浸出率，通过结合浸出工艺中的固液比，使得浸出效率得到有效的提高，缩短工艺流程和反应时间；添加石灰乳进行中和除铁，使得浸出液中的铁含量大大降低，有效的除掉铁对后续工艺的影响；将除铁后的溶液进行电解，并结合电解参数的控制，提高电解有效率，使得生成的锌铜镉合金杂质含量较少；再通过对真空蒸馏的参数进行调控，进而使得锌镉合金和铜富渣得到有效的分离；将电解残液进行再次氧化浸出，提高原料的使用率，同时使得铜镉渣中锌镉铜的回收率进一步加强；本发明中除氧化浸出和中和除铁渣外，不产生低品位、低价值的冶金废渣，进而提高废渣的使用价值。
本发明通过氧压浸出、中和除铁、电解、真空蒸馏、分离、铜富渣处理、电解残液处理共七个步骤来完成锌、铜、镉金属的回收，整个工艺流程短、废渣和废水少，环境污染小、生产成本低。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
在硫酸100g/L，双氧水5％，液/固＝4，80℃条件下进行含锌25％，镉5％，铜0.3％的铜镉渣一次浸出，得浸出液含锌82.5g/L，镉15.2g/L，铜750mg/L，硫酸52.1g/L，Fe3+1.2g/L，用石灰乳中和至PH值为4.5过滤得到含锌80.7g/L，镉14.5g/L，铜720mg/L，Fe<100mg/L的中和后液；在槽压3.2V，电流密度400A/m2，25℃，电解液循环速度1.5L/h的条件下进行锌铜镉合金电解；电解时间24小时，电流效率81.3％，电解残液含锌43.5g/L，镉0.2g/L，铜微量，硫酸120g/L；电解所得合金含锌92.5％、镉7.1％、铜0.25％、铅、铁、砷、锑合计0.15％。
实施例2
用实例1的铜镉渣在硫酸150g/L，液/固＝3，150℃条件下进行压力为7.5kg级高压氧气浸出，得到一级浸出液含锌95.3g/L、镉16.5g/L、铜872mg/L、Fe3+1.5g/L，用石灰中和到PH为4，得到含锌92.1g/L、镉15.8g/L、铜850mg/L、Fe<100mg/L的中和后液，过滤后按槽压3.5V，电流密度500A/m2，35℃，电解液循环速度2L/小时的条件下进行锌铜镉合金电解，得锌铜镉合金含锌90.5％、镉8.2％、铜0.3％、铅、铁、砷、锑合计1％。
实施例3
按实例1的条件进行氧化浸出，二次浸出液返一次浸出，得浸出液含锌102g/L、镉18.2g/L、铜970mg/L、Fe3+1.8g/L；石灰乳中和后进行电解，得锌铜镉合金含锌93.5％、镉5.2％、铜0.42％、铅、铁、砷、锑合计0.78％。
实施例4
用实例3之锌铜镉合金在温度850℃，真空度600Pa条件下进行5小时真空蒸馏，得锌镉合金蒸馏率83.2％，合金含锌87.3％，含镉12.5％、含铅0.02％，真空渣含铜2.3％。
实施例5
用实例3之锌铜镉合金在1000℃，真空度200Pa条件下进行8小时真空蒸馏，得锌镉合金蒸馏率98.7％，合金含锌89.1％，镉10.5％，铅0.4％，真空渣含铜30.76％。
实施例6
用实例5之锌镉合金再放入另一真空炉中进行真空蒸馏，在真空度200Pa，温度750℃的条件下，蒸馏10小时，得精锌纯度99.5％，精镉纯度99.7％。
实施例7
用含锌15％，镉10％，铜2.5％的铜镉渣进行氧气高压酸浸，得一次浸出液锌78g/L、镉23.8g/L、铜1.8g/L，中和除铁后按实例1之电解条件进行电解36小时，得锌铜镉合金，按实例5之条件对该合金进行真空蒸馏，得锌镉合金含锌80.5％，镉18.8％，真空渣含铜66.3％。
在此有必要指出的是，以上实施例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和理解，不能理解为对本发明的技术方案做进一步的限定，本领域技术人员作出的非突出实质性特征和显著进步的发明创造，仍然属于本发明的保护范畴。

Claims (8)

1.一种从湿法炼锌的铜镉渣中回收锌、铜、镉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)硫酸浸出：用硫酸氧化浸出铜镉渣，过滤后得到浸出液；所述硫酸氧化浸出为硫酸和双氧水混合液浸出或硫酸氧气高压浸出；
(2)中和除铁：将浸出液加入石灰乳进行中和，过滤后得到除铁液；
(3)电解：除铁液直接进行电解得锌铜镉合金和电解残液；
(4)真空蒸馏：锌铜镉合金置入带有冷凝室的真空炉中进行真空蒸馏得锌镉合金和富铜渣；
(5)分离：锌镉合金引入真空塔盘中分离得锌、镉；或将锌镉合金按低熔压铸锌合金要求调整锌镉含量得压铸锌合金；
(6)富铜渣处理：富铜渣直接用于铜冶炼；
(7)电解残液处理：将步骤(3)中电解残液返回步骤(1)中进行氧化浸出。
2.如权利要求1所述从湿法炼锌的铜镉渣中回收锌、铜、镉的方法，其特征在于，所述硫酸浓度为100～150g/L，双氧水浓度为5％。
3.如权利要求1所述从湿法炼锌的铜镉渣中回收锌、铜、镉的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的电解槽压3～3.5V，电流密度400～500A/m2，电解温度25～35℃，电解时间24～36h。
4.如权利要求1所述从湿法炼锌的铜镉渣中回收锌、铜、镉的方法，其特征在于，所述步骤(3)中电解残液含锌40～50g/L，硫酸100～150g/L。
5.如权利要求1所述从湿法炼锌的铜镉渣中回收锌、铜、镉的方法，其特征在于，所述步骤(4)中真空蒸馏温度800～1000℃，真空炉真空度≤600Pa，蒸馏时间5～8h，出炉温度500±20℃。
6.如权利要求1所述从湿法炼锌的铜镉渣中回收锌、铜、镉的方法，其特征在于，所述步骤(1)中硫酸氧化浸出级数分为2级，第一级浸出液进行中和除铁后用于电解锌铜镉合金，第二级浸出液返回第一级浸出使用。
7.如权利要求6所述从湿法炼锌的铜镉渣中回收锌、铜、镉的方法，其特征在于，所述第一级浸出液含锌量≥80g/L，铜、镉为任意量。
8.如权利要求1所述从湿法炼锌的铜镉渣中回收锌、铜、镉的方法，其特征在于，所述中和除铁是采用石灰乳中和至pH值为4～4.5。
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