[发明专利]一种从铟镉锌合金中生产锌锭并回收铟、镉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼技术领域，具体是一种从铟镉锌合金中生产锌锭并回收铟、镉的方法。适用于从含In0.1～1.0％、Cd0.2～2.0％、Zn96～99％的锌金属合金中生产锌锭并回收铟、镉。

背景技术

目前，从含In0.1～1.0％、Cd0.2～2.0％、Zn96～99％的锌金属合金中生产锌锭并回收铟、镉的方法，主要有以下两种：

第一种处理方法是多段蒸馏法。该方法的工艺为，含铟镉的锌合金经过第一段蒸馏后，产出锌镉合金和锌铟合金；锌镉合金经过第二段蒸馏后，得到纯锌和高镉锌合金，纯锌浇铸后得到蒸馏锌产品；高镉锌合金经过第三段蒸馏后，得到粗镉和低镉锌合金，粗镉可以作为产品出售，也可以生产精镉锭，低镉锌合金返回第二段蒸馏；锌铟合金经过第四段蒸馏后，产出高铟底液和低铟锌合金，低铟锌合金返回第一段蒸馏；高铟低液含铟通常达到10％以上，采用“机械破碎、硫酸浸出、P204萃取、盐酸反萃、锌锭置换”工艺生产粗铟产品，或再加上粗铟电解过程生产精铟。该方法的优点是，工艺线路清晰，生产流程较短，产品质量稳定，工艺过程环保，不排放“三废”产物；但该方法的主要缺点是：(1)能源消耗大，生产成本高，在锌金属合金中，锌的含量达到96％以上，在蒸馏过程中，锌金属、镉金属要转变为蒸汽才能与铟金属分离，蒸汽冷凝产物为锌镉合金，锌镉合金必须再次蒸馏，使镉转变为蒸汽，与锌分离，此外，高镉合金和铟锌合金也需要再蒸馏，以回收其中的锌，这导致了蒸馏次数多，蒸馏过程能源消耗达到1tce/tZn，蒸馏过程成本达到1300元/t-Zn；(2)金属损失大，在蒸馏过程中，锌的回收率只有98％，镉的回收率只有96％，铟的回收率也只有98％；(3)现场环境差，由于锌、镉都是低沸点金属，在蒸馏过程中，由于设备的密封原因，会有少量的锌镉蒸汽逸出，加上加蒸馏炉在较高温度下工作，因此现场环境较差。

第二种处理方法氨盐电解法。该方法的工艺为锌合金浇铸阳极后，在氯化锌—氯化铵—氨水混合溶液中进行电解，得到阴极锌片和阳极泥，阴极锌片熔铸后得到锌锭产品；阳极泥用稀硫酸溶解后，得到含铟、锌、镉的溶液，溶液采用“P204萃取、盐酸反萃、锌锭置换”工艺处理，得到粗铟和萃取余液；萃取余液用锌粉置换得到海绵镉和置换液，海绵镉出售或进行提纯生产精镉锭产品，置换液返回电解过程配液。采用该方法，锌、铟、镉获得较高回收率，都达到99％以上，过程消耗的能源也较低，能源消耗仅有0.4tce/tZn，过程成本也低到900元/t-Zn。该方法的主要缺点是：(1)产品质量不稳定，因为在电解过程中，部分的镉、铅、铁等溶解进入溶液，并在阴极析出，导致产品杂质含量超标；(2)现场环境差，由于氨水具有挥发性，同时电解过程部分铵离子分解，生产现场气味大；(3)生产成本较高，由于氨的挥发及铵离子的分解，需要在电解过程中，补充氨水和氯化铵，影响了成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种从铟镉锌合金中生产锌锭并回收铟、镉的方法，能够从In0.1～1.0％、Cd0.2～2.0％、Zn96～99％的锌金属合金中快速分离与高效回收锌、铟、镉金属，具有工艺流程简短、生产效率高、生产成本低、有价金属回收率高的优点，工艺过程没有“三废”产物，有效保护了环境。

本发明的技术方案是：一种从铟镉锌合金中生产锌锭并回收铟、镉的方法，包括下列步骤：

(1)、弱酸性电解：将含In0.1～1.0％、Cd0.2～2.0％、Zn96～99％的锌金属合金，浇铸成阳极后，在硫酸锌-硫酸锂混合溶液体系中电解，电解液pH值3.5～4.5，电解温度33～41℃，电流密度120～200A/m²，槽电压0.4～0.5V，电解液含Zn²⁺40～60g/L、含Li⁺20～30g/L，电解得到阴极锌片和阳极泥；

(2)、锌片熔铸：阴极产品在低频工业炉内熔化浇铸后得到锌锭产品；

(3)、阳极泥熔化：将阳极泥放入坩埚炉内，在460～520℃下，熔化为二次合金；

(4)、镉回收：二次合金进入低温蒸馏塔内，在650～700℃下进行连续蒸馏，得到粗镉和低镉合金；粗镉作为产品对外销售。

(5)、铟回收：低镉合金进入高温蒸馏塔内，在900～1000℃下进行连续蒸馏，得到粗铟和低铟合金，粗铟作为产品对外销售，低铟合金返回步骤(1)进行弱酸性电解处理。

除另有说明外，本发明所有百分比均为质量百分比，各组分含量百分数之和为100％。

工艺过程及原理：