CN114790514A - 一种湿法炼锌过程中提高镉回收率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿法炼锌过程中提高镉回收率的方法，属于锌冶炼技术领域。通过铜镉渣高温高酸浸出、一次置换、镉绵压团粗炼、二次置换、镉渣自然氧化、氧化镉渣酸溶等工序，大幅提高了镉的回收率，将镉回收率从40‑60％提高至85％以上。本发明提供的一种湿法炼锌提高镉回收率的方法，工艺简单可行，操作方便，避免了原工艺操作难以控制的问题，为净化系统的控制创造了良好的条件，具有显著的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及锌冶炼技术领域，具体为一种湿法炼锌过程中提高镉回收率的方法。
背景技术
目前，湿法炼锌行业净化系统置换产出的铜镉渣中镉的回收工艺主要采用高温高酸浸出、滤液一次置换、镉绵压团、粗炼工艺，该工艺存在操作难度大，锌粉加入量不易控制等问题，当锌粉加入过量时，镉绵含锌较高，难以压团，造成后续镉团粗炼无法完成，当锌粉加入量较少时，液体含镉较高，导致镉在湿法系统的富集，净化系统生产成本大幅增加，镉回收率较低，仅为40％-60％。因此，提高镉回收率具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种湿法炼锌过程中提高镉回收率的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
一种湿法炼锌过程中提高镉回收率的方法，包括以下步骤：
步骤一：铜镉渣高温高酸浸出
净化工序产出的铜镉渣通过浆化送至铜镉渣浸出槽，补入一定的生产水，控制液固比为4-6:1，同时向浸出槽缓慢加入浓硫酸，当pH达到2.0时，打开蒸汽阀门进行升温，控制反应温度≥80℃，浓硫酸加入时间控制在1-2小时，当pH稳定在1.5-2.5半小时不变化时停止加酸继续反应，控制反应时间为6h，终酸控制pH值为1.5-2.5，反应结束后进行压滤，得到富镉液体，并分析液体镉含量；
步骤二：一次置换
将步骤一所得富镉液进入一次置换反应槽，通过振动给料机加入金属锌粉进行置换反应，锌粉加入量为液体镉含量的0.8倍，反应时间为20-30min，反应温度为50-65℃，反应结束后，通过一次置换槽锥底阀门将镉绵放入滤布小车进行自然过滤得到镉绵，液体进入二次置换反应槽，并分析液体镉含量；
步骤二中锌粉加入量为：Ccd1×0.8×V
其中：Ccd1——富镉液镉含量(g/L)；
V——富镉液液体体积；
0.8——锌粉加入量倍数；
步骤三：镉绵压团粗炼
将一次置换得到的镉绵通过压团机进行压团，得到镉团，镉团通过粗镉炉进行粗炼得到粗镉；
步骤四：二次置换
将一次置换所得滤液放入二次置换反应槽，通过振动给料机加入金属锌粉进行置换反应，锌粉加入量为液体镉含量的1.2倍，反应时间为20-30min，反应温度50-65℃，反应结束后，通过压滤机进行压滤，得到镉渣，滤液为贫镉液返回至湿法系统；
步骤四中锌粉加入量(kg)：Ccd2×1.2×V
其中：Ccd2——一次置换滤液镉含量(g/L)；
V——滤液液体体积；
1.2——锌粉加入量倍数；
步骤五：镉渣自然氧化
将二次置换得到的镉渣通过堆存自然氧化，氧化周期为10-15天，得到氧化镉渣；
步骤六：氧化镉渣酸溶
先向酸溶槽内加生产水，再加入氧化镉渣，启动搅拌，缓慢均匀地加入浓硫酸，pH值达到1.5时，打开蒸汽阀门，进行升温，反应温度≥80℃，当pH值低于2.5时，停止加酸，继续反应，当pH值高于2.5时，再加入浓硫酸，最终pH稳定在2.5，半小时不变化停止加酸，反应时间4-6h，终点pH值控制在2.0-3.0，反应结束后进行压滤，得到少量的镉渣堆存至镉渣氧化区，液体再次进入一次置换工序；重复上述步骤二和步骤三。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明采用一次置换和二次置换联合工艺，通过高温高酸浸出、一次置换、二次置换、镉渣氧化、压团粗炼等工序，大幅提高了镉的回收率，将镉回收率从40-60％提高至85％以上。本发明工艺简单可行，操作方便，避免了原工艺操作难以控制的问题，为净化系统的控制创造了良好的条件，具有显著的经济效益。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1，本实施例提供一种湿法炼锌过程中提高镉回收率的方法，包括以下步骤：
步骤一：铜镉渣高温高酸浸出：将12m3浆化铜镉渣泵至铜镉渣浸出槽，补入18m3的生产水，液固比为5:1，控制反应温度80-85℃，反应时间为6h，终酸控制pH值为2.0，反应结束后进行压滤，得到富镉液体，并分析液体镉含量为26.51g/L；
步骤二：一次置换：将28m3富镉液送入一次置换反应槽，通过振动给料机加入金属锌粉进行置换反应，经计算锌粉加入量为594kg，反应时间为20min，反应温度63℃，反应结束后，通过一次置换槽锥底阀门将镉绵放入滤布小车进行自然过滤得到镉绵，测得镉绵中含镉为86.3％，含锌6.5％，液体进入二次置换反应槽，含镉为7.82g/L；
步骤三：镉绵压团粗炼：一次置换得到的镉绵通过压团机进行压团，得到镉团，镉团通过粗镉炉进行粗炼得到粗镉，测得粗镉中含镉为95.2％；
步骤四：二次置换：将20m3一次置换滤液送入二次置换反应槽，通过振动给料机加入金属锌粉进行置换反应，经计算锌粉加入量为188kg，反应时间为20min，反应温度53℃，反应结束后，通过压滤机进行压滤，得到含镉为62.8％、含锌为31.5％的镉渣，滤液为贫镉液(含镉1.82g/L)返回至湿法系统；
步骤五：镉渣自然氧化：将二次置换得到的镉渣通过堆存自然氧化，氧化周期为10天，得到氧化镉渣；
步骤六：氧化镉渣酸溶：先向酸溶槽内加生产水15m3，再加入氧化镉渣，镉渣加入量为10t，启动搅拌，缓慢均匀地加入浓硫酸，pH值达到1.5时，打开蒸汽阀门，进行升温，确保反应温度≥80℃，反应时间4h，终点pH值为2.0，反应结束后进行压滤，得到少量的镉渣堆存至镉渣氧化区，将所得液体返至一次置换工序。经计算镉回收率≥90％。
实施例2
本实施例提供一种湿法炼锌过程中提高镉回收率的方法，包括以下步骤：
步骤一：铜镉渣高温高酸浸出：将14m3浆化铜镉渣泵至铜镉渣浸出槽，补入20m3的生产水，液固比为4:1，控制反应温度80-85℃，反应时间为6h，终酸控制pH值为1.5，反应结束后进行压滤，得到富镉液体，并分析液体镉含量为29.20g/L；
步骤二：一次置换：将32m3富镉液送入一次置换反应槽，通过振动给料机加入金属锌粉进行置换反应，经计算锌粉加入量为748kg，反应时间为20min，反应温度62℃，反应结束后，通过一次置换槽锥底阀门将镉绵放入滤布小车进行自然过滤得到镉绵，镉绵中含镉为88.6％、含锌5.9％，所得液体送入二次置换反应槽，含镉为8.26g/L；
步骤三：镉绵压团粗炼：一次置换得到的镉绵通过压团机进行压团，得到镉团，镉团通过粗镉炉进行粗炼得到含镉为96.3％粗镉；
步骤四：二次置换：将23m3一次置换滤液送入二次置换反应槽，通过振动给料机加入金属锌粉进行置换反应，经计算锌粉加入量为228kg，反应时间为20min，反应温度55℃，反应结束后，通过压滤机进行压滤，得到含镉为66.5％、含锌为26.8％的镉渣，滤液为贫镉液(含镉1.67g/L)返回至湿法系统；
步骤五：镉渣自然氧化：二次置换得到的镉渣通过堆存自然氧化，氧化周期为12天，得到氧化镉渣；
步骤六：氧化镉渣酸溶：先向酸溶槽内加生产水15m3，再加入氧化镉渣，镉渣加入量为10t，启动搅拌，缓慢均匀地加入浓硫酸，pH值达到1.5时，打开蒸汽阀门，进行升温，确保反应温度≥80℃，反应时间4h，终点pH值为2.5，反应结束后进行压滤，得到少量的镉渣堆存至镉渣氧化区，液体返至一次置换工序。经计算镉回收率≥90％。
实施例3
本实施例提供一种湿法炼锌过程中提高镉回收率的方法，包括以下步骤：
步骤(1)：铜镉渣高温高酸浸出：将15m3浆化铜镉渣泵至铜镉渣浸出槽，补入25m3的生产水，液固比为6:1，控制反应温度80-85℃，反应时间为6h，终酸控制pH值为1.5，反应结束后进行压滤，得到富镉液体，并分析液体镉含量为28.36g/L；
步骤(2)：一次置换：将36m3富镉液送入一次置换反应槽，通过振动给料机加入金属锌粉进行置换反应，经计算锌粉加入量为817kg，反应时间为20min，反应温度为60℃，反应结束后，通过一次置换槽锥底阀门将镉绵放入滤布小车进行自然过滤得到镉绵，镉绵中含镉为90.1％、含锌3.8％，所得液体进入二次置换反应槽，含镉为6.75g/L；
步骤(3)：镉绵压团粗炼：一次置换得到的镉绵通过压团机进行压团，得到镉团，镉团通过粗镉炉进行粗炼得到含镉为96.1％的粗镉；
步骤(4)：二次置换：将25m3一次置换滤液送入二次置换反应槽，通过振动给料机加入金属锌粉进行置换反应，经计算锌粉加入量为203kg，反应时间为20min，反应温度51℃，反应结束后，通过压滤机进行压滤，得到含镉为59.8％、含锌约为29.3％的镉渣，滤液为贫镉液(含镉1.79g/L)返回至湿法系统；
步骤(5)：镉渣自然氧化：二次置换得到的镉渣通过堆存自然氧化，氧化周期为15天，得到氧化镉渣；
步骤(6)：氧化镉渣酸溶：先向酸溶槽内加生产水15m3，再加入氧化镉渣，镉渣加入量为10t，启动搅拌，缓慢均匀地加入浓硫酸，pH值达到1.5时，打开蒸汽阀门，进行升温，确保反应温度≥80℃，反应时间4h，终点pH值为3.0，反应结束后进行压滤，得到少量的镉渣堆存至镉渣氧化区，液体返至一次置换工序。经计算镉回收率≥90％。
Claims (1)
1.一种湿法炼锌过程中提高镉回收率的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：铜镉渣高温高酸浸出
净化工序产出的铜镉渣通过浆化送至铜镉渣浸出槽，补入一定的生产水，控制液固比为4-6:1，同时向浸出槽缓慢加入浓硫酸，当pH达到2.0时，打开蒸汽阀门进行升温，控制反应温度≥80℃，浓硫酸加入时间控制在1-2小时，当pH稳定在1.5-2.5半小时不变化时停止加酸继续反应，控制反应时间为6h，终酸控制pH值为1.5-2.5，反应结束后进行压滤，得到富镉液体，并分析液体镉含量；
步骤二：一次置换
将步骤一所得富镉液进入一次置换反应槽，通过振动给料机加入金属锌粉进行置换反应，锌粉加入量为液体镉含量的0.8倍，反应时间为20-30min，反应温度为50-65℃，反应结束后，通过一次置换槽锥底阀门将镉绵放入滤布小车进行自然过滤得到镉绵，液体进入二次置换反应槽，并分析液体镉含量；
步骤二中锌粉加入量为：Ccd1×0.8×V
其中：Ccd1——富镉液镉含量(g/L)；
V——富镉液液体体积；
0.8——锌粉加入量倍数；
步骤三：镉绵压团粗炼
将一次置换得到的镉绵通过压团机进行压团，得到镉团，镉团通过粗镉炉进行粗炼得到粗镉；
步骤四：二次置换
将一次置换所得滤液放入二次置换反应槽，通过振动给料机加入金属锌粉进行置换反应，锌粉加入量为液体镉含量的1.2倍，反应时间为20-30min，反应温度50-65℃，反应结束后，通过压滤机进行压滤，得到镉渣，滤液为贫镉液返回至湿法系统；
步骤四中锌粉加入量(kg)：Ccd2×1.2×V
其中：Ccd2——一次置换滤液镉含量(g/L)；
V——滤液液体体积；
1.2——锌粉加入量倍数；
步骤五：镉渣自然氧化
将二次置换得到的镉渣通过堆存自然氧化，氧化周期为10-15天，得到氧化镉渣；
步骤六：氧化镉渣酸溶
先向酸溶槽内加生产水，再加入氧化镉渣，启动搅拌，缓慢均匀地加入浓硫酸，pH值达到1.5时，打开蒸汽阀门，进行升温，反应温度≥80℃，当pH值低于2.5时，停止加酸，继续反应，当pH值高于2.5时，再加入浓硫酸，最终pH稳定在2.5，半小时不变化停止加酸，反应时间4-6h，终点pH值控制在2.0-3.0，反应结束后进行压滤，得到少量的镉渣堆存至镉渣氧化区，液体再次进入一次置换工序；重复上述步骤二和步骤三。
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