用选择性浸出法从湿法炼锌过程中回收镉 译文
从湿法炼锌锑盐净化钴渣中回收钴_锌_镉_铜

湿法炼锌的除钴方法有砷盐除钴 法、黄药除钴法、β-萘酚除钴法和锑 盐除钴法。砷盐除钴法有剧毒的砷化 氢气体产生,同时铜镉渣被砷污染而 使回收流程复杂化;黄药除钴法由于 在生产的过程中有恶臭气体产生,作 业环境恶劣;β-萘酚除钴法在国外应 用较多,如日本的彦岛、安中等冶炼 厂,国内的紫金矿业在处理高钴锌精 矿采用β-萘酚除钴法;锑盐除钴法 除杂能力强,作业环境好,其应用越 来越广泛。目前,国内采用锑盐除钴 法的湿法炼锌企业中,净化钴渣的处 理通常采用稀酸进行选择性的浸出, 即将净化钴渣中的锌浸出进入溶液而 将钴留在渣中。稀酸选择性浸出工艺 的不足之处在于:选择性比较差, 锌钴分离不彻底;浸出渣中含锌、 镉高,其中浸出渣中含锌高达20% 以上,需采用回转窑处理回收这部 分锌、镉;经过回转窑处理,铜、 钴进入窑渣中,不能有效回收。研 究如何从净化钴渣中综合回收锌、 镉、铜、钴等有价金属,是一项紧 迫的任务。
二、工艺过程
从湿法炼锌锑盐净化钴渣中回 收钴的工艺流程为:净化钴渣经过酸 性浸出后,锌、镉、钴等有价金属
进入溶液,铜进入浸出渣。浸出液 经过双氧水氧化除铁、低温锌粉置 换除铜后,用α-亚硝基-β-萘酚 的碱性溶液进行沉钴,沉钴渣经过 酸洗除杂后,进行氧化焙烧而得粗 Co3O4。从湿法炼锌净化钴渣中回收 钴工艺流程见图1。
参考文献略
41
四、结论
采用β-萘酚法从湿法炼锌锑盐 净化钴渣回收钴、锌、镉、铜等有价 金属,工艺成熟可靠,产品中钴的含 量达到了50%,沉钴后液钴的含量达 到了1mg/l以下。在回收钴的同时, 锌、镉、铜也得到了回收,其中锌、 镉以硫酸盐溶液的形式返到浸出工 序,铜富集到浸出渣中,含铜量达到 了40%。按照某公司13万t/a电解锌计 算,采用β-萘酚法从湿法炼锌锑盐 净化钴渣回收钴、锌、镉、铜等有价 金属工艺与选择性浸出分离钴、锌、 镉、铜—挥发窑回收锌、镉工艺相 比,不仅减少了废渣对环境的污染, 而且每年新增经济效益500万元,经济 效益十分明显。
湿法冶锌工艺流程

湿法冶锌工艺流程
1.浸出:将含锌矿石(多为氧化锌矿石)研磨成一定粒度的粉末,然后与硫酸等溶液混合,通过浸出反应将锌溶解出来。
浸出反应一般可以分为两个步骤:首先是矿石的颗粒与溶液之间的扩散过程,然后是锌离子在溶液中的化学反应。
2.过滤:将浸出溶液中的固体杂质物通过过滤器进行过滤,得到含锌的滤液。
过滤是一个重要的步骤,它可以有效地去除溶液中的固体杂质,防止后续工艺发生堵塞和设备磨损。
3.净化:通过净化工艺,将滤液中的铁、铜、镉等杂质去除,以获得纯度更高的锌溶液。
常用的净化方法有镉精萃取法、铜脱除法、硫酸铁脱除法等。
4.电积:将经过净化的锌溶液通过电解槽进行电积操作,使锌离子在阳极上还原成金属锌,在阴极上沉积。
电积是将溶液中的锌还原成金属锌的最主要方法,通常使用铅和钢板作为阴极,将锌电积出来。
5.脱水:将电积出来的锌板通过烘干设备进行脱水处理,去除残留的水分,使锌板干燥。
6.熔炼:将脱水后的锌板送入熔炼炉中进行熔炼操作,将锌板熔化成液态锌。
通常采用间歇式熔炼,将锌板在炉中加热至熔点以上,使锌融化成液态,然后通过出铅孔排出熔化后的锌液。
7.精炼:通过精炼设备,对锌液进行精炼操作,以提高锌的纯度。
精炼一般采用电解精炼法,通过电解槽将锌液中的杂质去除,得到高纯度的锌。
8.出锌:将精炼后的锌液通过真空蒸馏或其他方法,将铅和其他低沸点杂质从锌液中蒸馏除去,最终得到纯度达到要求的锌。
总的来说,湿法冶锌工艺流程是一个包括浸出、过滤、净化、电积、脱水、熔炼、精炼和出锌等多个步骤的过程。
通过这些步骤的处理,可以从含锌矿石中提取出纯度较高的锌,用于各种工业应用。
从湿法炼锌厂滤饼中选择性浸出回收镉_苏平

卷生产实践篇 · 国外工程技术
从湿法炼锌厂滤饼中选择性浸出回收镐
苏 平 摘译
中国有色工程有 限公司 ,北京
摘 要
研究了一种简单的从电解锌流程中产生的
一 一 滤饼 中选择性回收锡的湿法工艺 。锡的
浸出 、 过滤和再浸出常规流程需多个阶段 , 成本较高 。 此研究的目的是寻找一种更简单的方法从电解锌
镐都会和某些杂质相关 取决于原料 。 湿法冶金处
理这种物料非常有效 , 因为它可以控制杂质含量的 程度 。镐通常以氧化还原电位的顺序随镍 、 钻、 铜溶
解于硫酸中 。 这些杂质的存在是由于在 中浸厂氢氧
化铁沉淀时没有被完全除去 。 锌电解液 中的这些杂质浓度随不同冶炼厂而变 化 , 取决于硫化物精矿 、 闪锌矿中的组分 。在湿法冶 金工艺 中 , 采用锌粉置换法从锌 电解液 中去除这些 杂质 。基本反应是 比锌惰性的金属被电化学还原成 金属状态 , 更 正电位 的金属盐发生置换反应 , 包括 , , , , , , , 以及 。 由此产生的滤
流程锌净化阶段的 通过去除 、 和
一 滤饼中回收锡 。 所研究的流程包括从 , 净化之后再进行电解和熔铸 。
一 滤饼中除去锌 , 选择性浸出锡和
一 滤饼中的锌通过两个阶段转移至液相中 ,铜和锅在滤饼中富集 。在较高的固液质量体积比 条件下从滤饼中选择性浸出锡 , 溶液中锡的浓度较高 。在特殊条件下选择性浸出锡可使富锡溶液中共
液计 浸出率
回 娜 哥 水 、
辗 斌 哥 享 口 、
之前氧化成高价态 。 在各个阶段 , 用原子吸收光谱法分析溶液和渣
中的锅 、 锌、 铜、 钻、 铁、 镍、 钝、 铅 以及锰 。 最后 ,在 现有工厂操作条件下 ,从 净化后硫酸镐
镉镍废电池湿法回收工艺

镉镍废电池湿法回收工艺徐承坤1, 翟玉春2, 田彦文2(1.东北大学理学院化学系,辽宁沈阳110006; 2.东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110006)摘要:研究了镉镍废电池的湿法回收工艺过程。
考察了废电池中镍和镉的浸出热力学及其在硫酸溶液中的浸出动力学。
结果表明,废电池中镍和镉的浸出热力学及动力学规律有较大差异,通过控制硫酸溶液的温度和酸度等因素,可以使镉和镍分别浸出,达到在浸出阶段就实现Cd 与N i 分离的目的。
对电解法和碳酸盐沉淀法回收浸出液中镉的工艺也进行了研究。
由于选择性浸出,镉浸出液中的镍钴铁离子浓度很低,电解回收镉时可以提高电流密度。
而以CdCO 3沉淀的形式回收镉时,不必加入大量的(NH 4)2SO 4就可以取得较高的镉沉淀率及产品纯度。
在上述实验研究的基础上,提出了镉镍废电池湿法回收的工艺流程。
关键词:镉镍电池;回收利用;浸出中图分类号:T M 912.2 文献标识码:A 文章编号:1002-087X(2001)01-0032-03Hydrometallurgical recovery process for waste N -i Cd batteriesXU Cheng -kun 1, ZHAI Yu -chun 2, T IAN Yan -w en 2(1.De p artment of Che mistry ,Nor theastern Univer sity ,Shenyang L iaoning 110006,China;2.S chool of M aterials and M etallu rgy ,Nor theastern Unive rsity ,Shenyang L iaoning 110006,China)Abstract :Hydrometallurgical processes for recovery metal values from w aste nicke-l cadmium batteries were studied.The leaching thermodynamics and kinetics of cadmium and nickel in the waste batteries were invest-i gated.The results show that cadmium and nickel assume different leaching thermodynamics and kinetics in thew aste batteries.Cadmium and nickel in the waste batteries can leached selectively at different temperature and H 2SO 4concentration.T his process leads to the nearly complete separation of cadmium from nickel in the leaching stage.Electrolysis and CdCO 3precipitation technology w ere investig ated to recover cadmium from cad -mium -rich leach solution.Because of selective leaching of cadmium,Ni,Co and Fe ion concentrations in cadm-i um -rich leach solution are so low that the electrolytic current density of cadm ium can be raised markedly.A se -lective leaching process of cadmium and flow of hydrometallurgy technology for recycling of w aste nicke-l cadm-i um batteries w ere developed.Key words:nicke-l cadmium batteries;recovery;leach收稿日期:2000-05-10作者简介:徐承坤(1962 ),男,沈阳市人,副教授,博士。
湿法炼锌的浸出过程

湿法炼锌的浸出过程湿法炼锌是一种将锌含量较低的矿石转化为纯锌金属的工艺过程。
该过程从矿石的伴生矿物中分离出锌,然后通过电解或其他方法将锌还原为纯金属。
本文将详细描述湿法炼锌的浸出过程。
第一步是矿石的粉碎。
矿石经过粉碎设备,使其颗粒尺寸适宜进行浸出。
矿石颗粒越细小,浸出效果越好。
粉碎好的矿石被送到浸出器。
浸出器通常是一个大型的搅拌槽,具有搅拌装置以确保矿石和浸出溶液充分接触。
第二步是浸出。
在浸出器中,将矿石与浸出剂进行接触。
典型的浸出剂是硫酸。
硫酸可以使锌矿石中的锌溶解,并形成硫酸锌溶液。
浸出时间和温度是影响浸出效果的重要因素。
通常,在高温和长时间的条件下,锌的浸出率会更高。
此外,浸出过程中还可能添加氯化铵、硫酸亚铁等化学试剂以促进溶解和反应。
第三步是澄清。
通过澄清过程,从浸出溶液中分离出固体杂质和颗粒。
澄清通常通过沉淀、过滤或离心等方法进行。
沉淀是将溶液中的固体杂质沉淀到底部,然后将澄清的溶液转移到下一个步骤。
过滤和离心是通过物理操作分离溶液和杂质颗粒。
第四步是锌溶液的净化。
在这一步骤中,从锌溶液中去除其他金属离子和杂质。
经典的净化方法是利用水合硫化物法去除铜、铅、镍等杂质。
该方法将沉淀试剂加入到溶液中,与杂质离子反应生成易沉淀的硫化物。
硫化物沉淀物可以通过过滤或离心分离,而纯净的锌溶液则继续到下一个步骤。
最后一步是电积。
将纯净的锌溶液通过电解的方式沉积到锌阴极上,再经过处理得到纯锌金属。
电积过程中,将锌溶液作为电解液,在电解槽中加入锌板,通过电流和电场的作用,使锌离子在阴极上还原生成纯锌金属。
电积后的锌金属经过处理,可得到高纯度的锌。
总结一下,湿法炼锌的浸出过程包括粉碎矿石、浸出、澄清、净化和电积。
通过这些步骤,从矿石中提取和浸出锌,经过净化和电积,最终得到纯锌金属。
这个过程是湿法炼锌的核心环节,对于提高浸出效果和锌的纯度至关重要。
湿法炼锌工艺中的综合回收

湿法炼锌工艺中的综合回收作者:魏景文李龙来源:《硅谷》2014年第11期摘要我国是资源大国,但是人均资源数量远远落后于世界平均水平。
矿产资源是保证国家经济发展、社会和谐稳定的重要资源,我们日常生活、生产都离不开矿产资源。
矿产资源的一大特点就是其不可再生性,虽然我国的矿产资源较为丰富,但是也不是用之不尽取之不竭的。
我国拥有悠久的矿产资源开发利用历史,但是目前,诸如铝、铁、镍、铜等重要金属资源数量不容乐观,我国有很强的进口矿产资源依赖性。
从这个角度来说,做好矿产资源回收是非常重要的。
关键词湿法炼锌;综合回收中图分类号:TF813 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)11-0184-01在当前资源保护和可持续发展环境下,我们应坚持循环经济观念,以减少资源浪费和保护环境。
对于湿法炼锌来说,处理过程中会产生废渣、废液和烟尘,这其中都包含了大量的可回收金属。
例如氧化锌烟尘在浸出后,会产出浸出液,含有镓、铟、锗等。
如何有效利用这些废液和废渣,实现综合回收,是我们需要研究的重要课题。
1湿法炼锌浸出渣的综合回收1.1 浸出流程分析对于锌焙砂,我们在第一段一般采用中性浸出,而第二段采用酸性浸出工艺。
第二段经处理得到酸性浸出渣,我们继续用火法处理然后浸出,这就是我们所说的常规浸出工艺流程。
可以用以下图片表示。
我们利用中性浸入溶解一部分锌,又能够将锌从其他杂质中分离出来,而酸性浸出是为了确保溶解更多的锌,但是同时也要确保杂质留存。
在经过中性浸出和酸性浸出两阶段处理后,由于还有少量的ZnS和铁酸锌留存,所以锌在浸出渣中所占比例仍为20%左右。
在常规法中,我们运用火法炼金金属将锌还原出来,分离锌与其他杂质,继续用湿法处理粗糙的ZnO 粉,然后单独处理得到的锌液。
1.2 回转窑处理浸出渣湿法炼锌得到的浸出渣含有锌、铜、铅等很多种有价金属,还有硅元素、钙元素等杂质,我们面临的问题就是如何将锌和其他有价金属从浸出渣中回收。
湿法冶炼锌系统中金属镉的回收

冶金冶炼M etallurgical smelting湿法冶炼锌系统中金属镉的回收杨启光(云南祥云飞龙有色金属股份有限公司,云南 祥云 672100)摘 要:在以锌焙砂或氧化锌原矿为原料的现代湿法炼锌过程中,原料本身就伴有许多有价金属,镉就是其中之一,若对镉进行回收,不仅会有很好的经济效益,还会产生良好环保效益,本文将对此进行说明。
关键词:湿法炼锌;镉回收中图分类号:TF815 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2021)07-0004-2Recovery of cadmium in zinc hydrometallurgy systemYANG Qi-guang(Yunnan Xiangyun Feilong Nonferrous Metals Co., Ltd,Xiangyun 672100,China)Abstract: In the process of modern zinc hydrometallurgy with zinc calcine or zinc oxide ore as raw material, the raw material itself is accompanied by many valuable metals, and cadmium is one of them. If cadmium is recovered, it will not only have good economic benefits, but also produce good environmental benefits. This paper will explain this.Keywords: zinc hydrometallurgy; Cadmium recovery1 前言无论任何一个湿法炼锌厂,在浸出中上清的净化过程中都会不可避免的产生净化渣,其中主要的渣子就是铜镉渣,而且其量还不小。
湿法炼锌的浸出过程

湿法炼锌的浸出过程湿法炼锌是一种将锌矿石中的锌以浸出的方式提取出来的炼锌方法。
它是一种重要的工业生产技术,用于生产高纯度的锌。
下面将从湿法炼锌的浸出过程进行详细介绍。
首先,在湿法炼锌的浸出过程中,最关键的步骤是锌矿石料浸酸。
浸酸的作用是将锌矿石中的锌转化为可溶于酸的锌盐,从而使锌得以浸出。
浸酸过程采用的主要酸是硫酸。
硫酸具有较高的溶解能力,能够有效溶解锌矿石中的锌。
在浸酸过程中,首先将锌矿石破碎,以增加其表面积,便于酸的侵蚀。
然后将破碎后的锌矿石料与稀硫酸进行混合浸泡,使锌与酸接触并发生化学反应。
浸酸过程通常在反应釜中进行,反应釜内的搅拌装置可保证物料的均匀混合,促进反应的进行。
在浸酸的反应中,硫酸与锌矿石中的锌产生反应,生成硫酸锌溶液。
反应的化学方程式如下:ZnS+H2SO4→ZnSO4+H2S↑在这个反应过程中,硫酸锌溶液中的锌已经溶解出来,而硫酸铁等其他杂质则仍然留在固体废渣中。
这种溶液的形成是湿法炼锌的核心。
接下来,需要对硫酸锌溶液进行进一步的处理,以分离出所需的锌。
处理的过程通常包括净化和电解两个主要步骤。
净化过程是通过向硫酸锌溶液中加入氢氧化钠,使溶液发生中和反应。
这个过程的主要目的是去除溶液中的铁、铜、镍等杂质。
在中和反应中生成的沉淀物是金属氢氧化物,它们与锌的溶液进行气液分离,以便于后续处理。
沉淀物中的主要杂质可通过过滤和洗涤进行分离。
之后,所得的锌硫酸盐溶液进一步进行电解,以将其中的锌分离出来。
这个步骤通常采用铁板作为阳极和铅板作为阴极,通过电流作用使溶液中的锌在阴极上析出。
电解过程中,锌盐溶液中的锌离子被还原为纯净的金属锌,析出在电极上。
而其他杂质则仍然溶于溶液中,形成电解液。
纯净的锌以颗粒形式析出后,可以通过过滤和洗涤获得。
最后,所得的纯锌颗粒进行干燥处理,以去除残余的水分。
干燥后的锌可用于制备锌合金、电池、防腐涂层等产品。
总结起来,湿法炼锌的浸出过程包括锌矿石料浸酸、硫酸锌溶液净化和电解三个主要步骤。
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用选择性浸出法从湿法炼锌过程中回收镉1、简介镉是一种有毒的金属,主要是作为硫化锌精矿的采矿,冶炼和精炼的副产品。
几乎在所有情况中,与镉相关的杂质主要取决于矿石的来源。
湿法冶金过程对于处理这样的矿石是非常有效,因为它可以控制不同的杂质含。
镉通常伴随与杂质镍,钴,铜这样的溶解顺序溶解于硫酸,这与他们的氧化还原电位值有有关。
这些杂质是来自于中性浸出中氢氧化铁沉淀的不完全。
锌电解质中杂质浓度因不同冶炼厂而不同,这主要取决于其组成的硫化锌精矿即闪锌矿的不同。
湿法炼锌过程中,在锌电解中这些杂质主要由锌粉置换以去除。
基本的反应是金属的电化学还原,就是通过置换反应把元素形式和盐形式比锌具有更具正电性的元素将其置换出来,这些元素包括镉,铜,钴,镍,铅,锑和铊,以及铁。
产生于阳极泥中故其中含有不同成分的杂质以及未反应了的锌,这些材料作为镉提取过程中的原材料。
传统的镉的提取过程包含多个浸出过程并伴随有高资本支出和提供大量空间。
一个更为简单的设计是从含有铜镉渣的中选择性的溶解镉并且最小化溶解其余的杂质。
这样使得镉的胶合作用以及镉的二次溶解得以避免。
这必须在除去锌的阶段之前来溶解大量的锌进入液相中,然后溶液返回进入锌电解流程中,这是通过溶解硫酸溶液中的金属沉淀物来得到的,例如锌的废电解液。
这些富镉渣中的镉被稀硫酸选择性的溶解进入液相中提取。
铜,砷和锑的提取将极大地取决于氧化剂存在,因此应该避免在这个阶段发生。
但是空气常常会溶解在溶液中,至少有轻微的浓度空气将进入在目前溶液中去。
二价铅离子的浓度取决于硫酸铅的浓度。
因此在溶解这个步骤中会发生杂质分离进入镉中,但这通常没有足够的空气将其氧化。
问题在于镉的净化开始于浸出之后。
浸出过后的硫酸镉溶液中含有主要杂质包括铁、钴、铊,这些杂质的净化用传统工艺的单一步骤。
这个简单的工艺流程减少了大量步骤可生产出实用的纯度达99.95%金属镉。
2.实验步骤将500g铜镉渣溶解于一个准备好的搅拌釜中并加入500cm3水,在实验中使用一个四叶片的叶轮来搅拌转速为200r/min。
锌废电解液的酸浓度为180g/L,密度为1.29g/cm3,用来作为除锌阶段的浸出介质。
废电解液在室温下缓慢的加入保证有充足的停留时间。
废液的加入量用于调节和并保持合适的pH值,这个pH值是经在线实验室的酸度计来测量的。
定期采集液体样本收集于容器中分析镉在液相中的浓度,以保持低于1g/L,然后这些溶液将返回锌的电解。
当反应进行完全后浆液经过压滤,分析渣和滤液的主要成分。
渣相则与废酸在另一个除锌阶段在一个最合适的pH值内进行浸出,直到镉的含量达到2g/L。
,滤渣于室温下在一个搅拌容器内选择性的浸出镉。
被用来作为浸出介质的是商业级硫酸的浓度为98%,密度1.84 g/cm3。
温度的获得是来自于自身的反应热以及必不可少的外部加热。
水用于稀释浓度和维持固液比在400g/L,必须的反应时间之后再过滤泥浆。
滤液则在用碱在一个较高的pH值下被来净化比如用氢氧化钠。
加入强氧化剂高锰酸钾来氧化金属离子比如把铁离子和铊离子在他们形成沉淀之前氧化到更高的价态。
实验的每个阶段都要采用原子吸收分光光度法来分析渣和溶液中的镉、锌、铜、钴、铁、镍、铊、铅的元素含量。
最后金属镉是通过净化过后的硫酸镉溶液电解而得到并以此来保持工厂的有序操作。
这样做的目的可以评估这条生产工艺流程生产的镉阴极的质量如何。
3.结果与讨论铜镉渣来自于湿法冶炼厂的净程序化之后。
这些沉淀物中主要的锌、铜、镉的主要存在形态是以他们的金属形态。
化学沉淀的组成详见表1.表1.铜镉渣成分组成。
表2一段除锌过后渣相和液相的化学成分。
3.1锌的去除3.1.1一段富集铜镉渣产生于高温净化过程后,锌电解前的净化过程中加入锌粉以出去沉淀杂质。
沉淀的渣中含有大量的锌。
因此这个过程要采用选择性浸出和沉淀。
最重要的是在镉电解之前与主要杂质锌和铜分开(表2)。
图1描绘的是在添加锌废电解液来调节pH值的稳定对锌的回收率的影响。
目的是确定最佳的pH值保证最大化的提取出锌而且没有明显的镉共同溶解而损失。
这是因为富集锌的溶液在过滤之后将会返回主要的锌电解过程而造成杂质的循环。
最大化的提取锌和最小化的镉溶解损失的pH值是3.5。
图2所示反应速率表明加入废电解液2个小时后锌的选择行溶解变的缓慢,而后逐渐发生镉的溶解。
溶液中理想的情况是限制镉的溶解度是1g/L。
图1一段富集过程反应pH对锌的回收率和镉的损失率的影响图2.一段富集最佳pH值的反应速率图3.二段富集过程pH值对新的回收率和镉的损失率的影响当增加反应时间时,镉的溶解度会增加至1.5g/L锌的溶解速率减慢使得反应时间延长对反应不利。
必须停止这一阶段的反应以避免镉的进一步流失。
控制最佳pH值3.5反应时间保持6小时可达到锌的最大回收率83%。
反应过程保持室温。
在较高的温度下进行试验会导致镉以较快的速度被溶解进入溶液。
3.1.2二段富集过程滤渣和水混合制成浆料打入类似第一阶段的搅拌器内并保持相同的液固比。
渣中锌的含量相对于第一阶段要低一些。
将会导致这一阶段镉的溶解度会增加。
为了让溶解度最小,必须保持一个相对更高的pH值。
图3所示为pH值对锌回收率的影响。
4.0的pH值是这阶段的最佳值。
这阶段锌的最大回收率为78%。
图4所示为富镉渣中的锌含量以及与此同时的二段富集过程的镉溶解量。
理想的是限制溶液中的镉浓度在2g/L以下。
虽然这个浓度较一段富集要高,但是溶液的体积会显著的降低这将会使锌电解过程中更少的镉进入循环。
研究表明,图5归纳了锌的最大浸出率保持的最佳反应时间。
最佳的pH值为4.0。
在反应进行4小时后,锌的浸出率变得极为缓慢。
总体上两个除锌阶段锌的最大回收率为65%。
渣相和液相过滤后的化学成分详见表3。
图4.不同pH值下滤液中的镉和渣中的锌的含量图图5.二段富集过程最佳pH值的反应速率表3.二段除锌过程后液相和渣相的化学成分3.2镉的选择性浸出经过滤后的富镉渣转移到一个搅拌槽中并通过加水保持液固比为400g/L。
浸出是很迅速的,唯一的制约反应速率的因素是加酸过程中的发泡和氢形成的速度。
由于氢的排放,工厂在反应槽旁需配备强大的通风以系统防止爆炸。
缓慢的加入酸有助于更好的从富渣中溶出金属。
酸的添加足够保证反应热的需要。
图6所示为终点pH值对镉回收率的影响。
反应到达终点时将会有铜溶解进入溶液并留下痕迹影响到产品镉金属的质量。
这里的浸出条件是保证最小化的杂质和镉的共同溶解。
这个反应的最佳终点控制pH值是2.5。
图7显示在最佳pH值是镉达最佳回收率的反应时间。
在这个条件下镉的最大回收率可达82%。
因为无法去除更多的铜、钴、镍,所以很难得到一个更高的镉回收率。
镉浸出过后的渣相和液相的化学成分详见表4。
图6.终点pH值对镉回收率的影图7.最佳pH时镉的浸出的反应速率为了通过选择性浸出得到最大化的镉回收率,至关重要的是通过限制杂质的快速溶解来防止浸出渣中的氧化物进入这个阶段。
用稀硫酸浸出得到的溶液镉的浓度为100~150g/L。
这个浓度太低了以至于同行业的镉生产业不能满足体积平衡。
令人满意的增加镉的浓度达到140g/L。
要达到这样的浓度可以用镉的废电解液部分取代稀硫酸来充当浸出的介质。
这也有助于保持硫酸的平衡。
图8显示了不同比例的稀硫酸和镉废电解混合液对镉浸出的影响。
发现稀硫酸与废电解液比例为为1:5时满足体积平衡而且可以控制杂质的含量。
据分析得镉的回收率不受浸出过程镉废电解液的影响。
然而与使用稀硫酸作为介质来浸出相比溶液中的杂质含量有逐步升高的趋势。
硫酸镉溶液经过滤后的化学成分详见表5。
3.3 净化硫酸镉溶液浸出过后包含的主要杂质有:钴、铁、铊和镍。
铁的净化也要去除一系列等杂质砷,锑,锗等。
表4镉浸出过后渣相和液相的化学成分(使用稀硫酸浸出)。
稀硫酸/废电解液图8.稀硫酸与废电解液的比例对镉回收率的影响表5镉浸出过后渣相和液相的化学成分分析(使用稀硫酸和镉的废电解液做浸出介质)。
氢氧化铁与这些杂质有较大的亲和力因此他们会共同形成沉淀。
如果元素钴、铅、铊、和铁以他们的最高化学价态存在,除外的氢氧化物和极少的化合物能够有效的获得理想的同这些元素的分离。
在镉浸出阶段过后所有的这些杂质将会处于较低的化学价态,需要使用强氧化剂将其氧化。
可以采用高锰酸钾氧化,然后用碱生成沉淀,碱可用氢氧化钠的稀释溶液。
当用高锰酸钾氧化到pH值为5时将会除去这四种金属,此外砷和锑也会进入沉淀。
另外,熟石灰也可以用来中和,但是仅仅是部分可溶而且熟石灰的价格很贵相比之下还会产生更多的残渣。
虽然高锰酸钾是昂贵的试剂,但是由于其较高的氧化能力和低浓度的杂质含量使得高门酸钾的消耗量很低。
图9显示了高锰酸钾的浓度对于除杂的影响。
高锰酸钾在浸出液中的添加量达到5g/1000cm3时,铁和铊与60%的钴的共同溶解度降低到5/10000。
完全去除钴是很难做不到的,因为它不完全与锰形成沉淀。
这个阶段达到镉的最小化损失条件是高锰酸钾的浓度为7%。
图9.高锰酸钾的浓度对除杂的影响表6净化过后个电解液的化学成分。
在一个连续操作的过程中,当杂质的聚集达到一定的程度,部分的镉会流失进入处锌的部分而充当锌的废电解液。
此阶段的滤液将会到流向主要的锌电解过程,许多杂质包括硫酸盐将会通过黄钾铁矾法被丢弃。
这个过程并没有一个净化步骤来沉淀镍。
镉的正常生产允许的电解液中镍的最高含量为4g/L而不会影响到阴极镉的质量。
当浓度超过这个限制,将可用二甲基乙二醛肟来生成镉沉淀。
反应完全之后溶液在净化之前沉降。
沉淀物是胶状的而且沉降进行的缓慢。
过滤之后的浆料用来生产纯净的镉电解液。
总体上这个过程的镉的回收率为70~72%,它略低于传统工艺,但资本支出少故而降低了经营的成本。
过滤后的硫酸镉的化学成分详见表6。
3.4镉的电解在电解槽中镉沉积在铝阴极阳极为不溶铅。
镉的电解槽在与锌的一样,槽电压为2.3V电流密度为50~60/㎡。
纯净的硫酸镉溶液混合废电解液得到初始镉含量在32–37g/L,酸度在70~75g/L。
这些溶液循环于电解槽。
24小时后镉阴极得到了与钴、镍、铊、铁、锌的很好分离与此同时铜和铅也共同沉淀。
废电解液的再次循环进入电解槽保证了电解槽对镉的最大化的回收率。
为了得到较好的沉积需要向电解液中加入添加剂。
生产的阴极镉的质量详见表7。
表7.阴极镉的化学组成(质量%)。
4.结论这项研究阐明了一个在湿法炼锌中高度简化的回收镉的工艺。
虽然这一过程的镉回收率仅达70-72%但是有较小的资本支出而且运营成本也较低。
主要产品镉中的伴随的杂质的行为详见表8。
概念性的工艺流程如图10。
这一过程可以生产用于销售的金属镉纯度达99.95%,经计算杂质铜的含量为350g/t还包含有少量的锌和镍。
图8.整个过程中的杂质的行为。