[发明专利]一种铜镉渣中回收镉的新方法

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属冶金技术领域，尤其涉及一种从铜镉渣中回收金属镉的新工艺。

背景技术

湿法炼锌过程中，每生产1万t电锌约产生1300t铜镉渣，该渣中一般含有Cd5～10％，Cu1.5～5％，Zn28～50％。目前，国内外从铜镉渣中提取镉的主要方法是采用湿法和火法流程。湿法流程和火法流程的主要区别在于得到镉绵后，是采用火法精炼还是镉电解沉积。

目前处理铜镉渣的湿法过程有氨浸法和酸浸法。氨浸法有高压氨浸和常压氨浸。高压氨浸对设备提出了更高要求，不利于工业化的广泛应用；常压氨浸由于使用氨水和碳酸铵作为浸出剂，浸出率不高，尤其是渣中的金属铜不易浸出且浸出速度慢，导致生产周期长，设备利用率不高，影响企业效益。酸浸法是主要生产工艺，国内一般采用“浸出、一段置换、二段置换”工艺，该工艺在两段置换时控制锌粉加入比例来控制置换所得海绵镉的品位，不能较好的除去杂质及提高镉绵品位，且锌粉用量大。另外，近年来，研究人员提出了加压酸浸法、微生物浸矿法等技术方法来处理铜镉渣。加压酸浸法在高温高压下进行，对设备提出了更高的要求，不利于工业化的广泛应用；微生物浸矿法难以与现有铜镉渣处理体系衔接。

从海绵镉处理产出高质量的镉产品的方法主要有电解沉积法、间断真空蒸馏法、连续精炼法等。

(1)电解沉积法

电解沉积法生产镉，所用原料是湿法炼锌厂产出的铜镉渣。主要包括铜镉渣的浸出、置换沉淀海绵镉、海绵镉溶解、镉溶液净化、镉电解沉积和熔化铸锭。它是以铝板为阴极，铅银合金为阳极进行电解精炼得到阴极镉。阴极镉经干燥，在400-500℃的温度下用熔融烧碱覆盖进行熔炼，并用木棒搅拌，使部分被氧化的镉重新还原，同时脱除锌、砷等杂质，得到精镉。由于镉在电解沉积时容易长成树枝状结晶，故电解时采用低电流密度(65～100A/m²)，导致电解效率低、电耗大，电解沉积得到的阴极镉一般含有微量的铋、铜、铁等杂质，需进一步熔化精炼，精炼得到的镉产品纯度也仅为99.99％，不符合YS/T72—2005所规定的99.995％精镉的要求。另外该工艺还存在生产过程不容易控制，周期长、厂房占地面积大等缺点。

(2)间断真空蒸馏法(仅仅是隔绝空气)

间断真空蒸馏法工艺为：海绵镉→粗炼→粗镉锭→2～4次间断真空蒸馏→精镉饼→精炼→铸锭→99.995％精镉锭。该工艺设备简单、投资少、生产控制方便，但存在精镉产出率低、锅底残渣含镉较高，无法简单回收，存在二次污染；机械化程度低、劳动强度大；操作中工人易与镉接触，存在镉中毒隐患的缺点。该工艺已基本被连续精炼法代替。

(3)连续精炼法

该方法是我国镉冶炼厂常用的方法之一。云南剑川有色有限公司、紫金矿业巴彦淖尔公司、豫光金铅锌业公司均采用该工艺生产精镉。海绵镉经粗炼后产出粗镉，粗镉在常压、850～950℃条件下经过连续精炼炉生产99.995％精镉。工艺为：海绵镉→粗炼→粗镉锭→连续精炼→铸锭→99.995％精镉锭。该法设备紧凑、热利用率高、可实现生产连续运行，但存在镉产量低、操作条件苛刻、工人常压下操作存在镉中毒隐患等缺点。

发明内容

本发明针对以上技术存在的不足，提出一种环境友好的经济合理利用铜镉渣的绿色新工艺，即铜镉渣浸出→一次置换→压饼→溢流浆料造液→二次置换→压饼得粗镉→粗镉还原熔炼→精镉连续真空蒸馏生产精镉的方法。该方法解决了现有湿法炼锌过程中锌粉消耗大、镉回收率低、操作环境恶劣的缺点，生产过程中环境友好，工人操作安全性提高，污染小，整个流程基本无三废排放，可做到镉回收和锌冶炼系统的闭路循环，实现真正意义上的清洁生产。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种铜镉渣中回收镉的新方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将铜镉渣浆化后进行硫酸浸出；

(2)将步骤(1)的浸出液进行锌粉一次置换得到镉绵；

(3)将步骤(2)得到的镉绵压饼得到镉饼；

(4)将步骤(3)压饼时挤出来的料浆造液；

(5)将步骤(4)所得到的溶液进行锌粉二次置换；

(6)将步骤(5)得到的海绵镉压饼；

(7)将步骤(3)和步骤(6)成型的镉饼干燥，加入氢氧化钠插木还原熔炼成粗镉；

(8)将步骤(7)的粗镉在真空蒸馏炉中连续蒸馏产出精镉(含Cd≥99.995％)，铸成镉锭。