一种从镉绵酸溶中提高镉回收的方法
阅读说明：本技术 一种从镉绵酸溶中提高镉回收的方法 (Method for improving cadmium recovery from cadmium-containing salicylic acid ) 是由 冶玉花 王普公 苟有强 焦晓斌 马菲菲 段小维 赵贵俊 崔耀 于 2021-01-14 设计创作，主要内容包括：本发明属于冶炼工程副产品回收利用技术领域,具体涉及一种从镉绵酸溶中提高镉回收的方法。本发明中铜镉渣系统是以净化系统一段净化、二段净化产出的铜镉渣为主要原料,生产粗镉、铜渣及贫镉液为主的系统,铜镉渣的主要成分为锌、铜、镉,采用锌、镉及其化合物易溶于硫酸、铜不易溶于硫酸及锌粉置换镉等原理回收其中的锌、铜及镉,镉经锌粉置换以金属形态粗炼产出粗镉外售,铜则以金属形态富集于渣转至铜业公司回收,产出的贫镉液与镍钴渣进行反应。本发明减少了镉绵中金属镉的损失,减少了镉绵置换报废率,降低了镉团粗炼时锌含量超标不易压团,粗炼时材料消耗过大等问题,对铜镉渣的回收利用,减少了铜镉渣的堆放贮存。(The invention belongs to the technical field of recycling of smelting engineering byproducts, and particularly relates to a method for improving cadmium recovery from cadmium-containing salicylic acid. The copper-cadmium slag system is a system which takes copper-cadmium slag produced by first-stage purification and second-stage purification of a purification system as main raw materials and produces crude cadmium, copper slag and poor cadmium liquid as main components, wherein the main components of the copper-cadmium slag are zinc, copper and cadmium, zinc, copper and cadmium in the copper-cadmium slag are recovered by adopting the principles that zinc, cadmium and compounds of the zinc, copper are easily soluble in sulfuric acid, copper are not easily soluble in sulfuric acid, zinc powder replaces cadmium, the cadmium is subjected to zinc powder replacement to produce crude cadmium in a metal form for sale, the copper is enriched in the slag in a metal form and transferred to a copper industry company for recovery, and the produced poor cadmium liquid reacts with nickel-cobalt slag. The invention reduces the loss of metal cadmium in the cadmium sponge, reduces the replacement scrap rate of the cadmium sponge, reduces the problems that the content of zinc exceeds the standard and is not easy to be pressed into lumps during the rough smelting of cadmium lumps, the material consumption is overlarge during the rough smelting, and the like, recycles the copper-cadmium slag, and reduces the stacking and storage of the copper-cadmium slag.)
技术领域
本发明属于冶炼工程副产品回收利用技术领域，具体涉及一种从镉绵酸溶中提高镉回收的方法。
背景技术
在湿法冶金电解锌行业，电解前序电解液制液工段，特别是多次净化工序压滤产生大量的净化渣，净化渣中含有品位较高的镉，净化渣经过浆化、化合浸出和除杂净化制成高镉溶液；目前，大部分电解锌企业采用混合相置换反应模式，置换反应过程中大量还原剂锌粉被海绵镉包裹，无法完全反应，置换反应过程中导致锌粉消耗量过高，产品海绵镉纯度低，产品质量下降，降低企业经济效益。
目前传统的镉回收方法主要以锌粉作为还原剂，投加还原剂于不断搅拌的高镉溶液中，回收其中的金属镉，经研究表明，随着反应的进行，溶液pH值上升，锌粉表面形成钝化膜，阻碍金属锌与溶液中的镉离子置换反应的进一步进行，从而导致部分颗粒大的锌粉不能反应完全，残余的金属锌被生成的金属镉包裹，最终沉入反应桶底部混入产品金属镉中，使得锌粉消耗量大并降低了回收金属镉的纯度,如何快速高效地置换出溶液中的镉离子有着重要的环境和经济意义。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种锌损失小，镉品位高的从铜镉渣中回收利用锌、镉的方法，本发明中铜镉渣系统是以净化系统一段净化、二段净化产出的铜镉渣为主要原料，生产粗镉、铜渣及贫镉液为主的系统，铜镉渣的主要成分为锌、铜、镉，采用锌、镉及其化合物易溶于硫酸、铜不易溶于硫酸及锌粉置换镉等原理回收其中的锌、铜及镉，镉经锌粉置换以金属形态粗炼产出粗镉外售，铜则以金属形态富集于渣转至铜业公司回收，产出的贫镉液与镍钴渣进行反应。
一种从镉绵酸溶中提高镉回收的方法，其中铜镉渣中主要成分含量以重量百分比计为：Zn：36-42％、Cu：5-7％、Cd：15-18％，回收步骤包括：
S1、铜镉渣浸出：铜镉渣经球磨浆化后输送至浓密机进行液固分离，液固分离后将浓密机底流渣泵入浸出槽，加入铜镉渣酸洗矿浆滤液或硫酸锌溶液电积废液至矿浆液固体积比为3-5:1；开蒸气加热，同时缓慢加入浓硫酸，当矿浆pH≤2.5时，停止加酸，反应过程中当pH值升至3.5时，补加浓硫酸至pH 值为2.5，停止加酸，重复上述浓硫酸加入过程，当矿浆pH值稳定在2.5-3.5 之间30min以上不变时，结束铜镉渣浸出作业，得到铜镉渣浸出矿浆；
S2、镉绵一次置换：将步骤S1中铜镉渣浸出矿浆进行压滤，滤液进入一次置换槽，在一次置换过程中，加入230-260Kg的锌粉，一次置换反应20-30分钟后，观察镉绵为烟灰色絮状物，能够抱团、自然沉降，表示一次置换反应结束，产出一次海绵镉，将镉绵进行堆至氧化区进行自然氧化，最终得到自然氧化后的镉绵；
S3、镉绵酸溶：将步骤二中自然氧化后的镉绵投入到酸溶槽，然后加水到酸溶槽，所述水与镉绵的液固体积比为3-4:1，然后搅拌，开蒸气加热，同时缓慢均匀地加入浓硫酸进行酸溶，当矿浆pH＝1.5时，停止加酸，反应过程中当 pH值升至2.5时，补加浓硫酸至pH值为2.5，停止加酸，重复上述浓硫酸加入过程，要勤测PH值，当矿浆pH值稳定在2.5半小时不变化时即可结束镉绵酸溶作业，得到镉绵酸溶矿浆，然后停止搅拌，开始压滤，得到的滤渣A和滤液 A，滤渣A作为中间渣销售,滤液A进入镉绵二次置换工序；
S4、二次置换：将步骤三中滤液A进入镉绵二次置换工序，直接加锌粉进行置，将锌粉快频、均匀加入二次置换槽内进行置换反应，反应时间控制在 20-30分钟，观察镉绵为烟灰色絮状物，能够抱团、自然沉降，表示二次置换反应结束，反应结束后，停止搅拌自然沉降后，打开二次置换底流阀，得到的滤渣B和滤液B，滤液B为贫镉液，返回浸出工序。滤渣B即为镉绵，将镉绵进行压团操作，压团结束后，将镉团粗炼后得到粗镉，粗镉可作为产品销售。
优选地，步骤S1中，整个浸出反应温度为80-90℃，反应时间6-8h。
优选地，步骤S2中，一次置换反应20-30分钟后，观察镉绵为烟灰色絮状物，能够抱团、自然沉降，表示一次置换反应结束。
优选地,步骤S3中，镉绵与水的体积比为1:3-4，可以使浓硫酸更加充分的与镉绵中的锌、镉反应，使未被浸出的锌、镉与浓硫酸反应，降低了滤渣中含锌、镉杂质含量。镉绵作业反应温度为80-90℃，反应时间4-5h,根据金属标准电极电位和金属氧化物的特性可知金属锌、镉及其氧化物均能溶解在稀酸中。利用铜镉渣中锌、镉及其氧化物易溶于硫酸的原理将镉绵中的锌、镉溶解，温度80℃-90℃时，反应速度加快，反应更为剧烈。
优选地,步骤S4中，二次置换的操作采用循环置换，多次少量加入锌粉，使镉充分反应，置换达到完全,根据金属标准电极电位的不同，活泼金属能置换出不活泼金属的原理，用锌粉置换镉。
优选地，为了提高镉绵含镉品质，减少其流失，降低镉绵杂质含量可进一步置换镉金属。
本发明的有益效果是：
1、本发明方法减少了镉绵中金属镉的损失，减少了镉绵置换报废率，降低了镉团粗炼时锌含量超标不易压团，粗炼时材料消耗过大等问题，产出的粗镉作为产品销售，使铜镉渣得到有效利用，具有良好的经济效益。
2、通过对铜镉渣的回收利用，减少了铜镉渣的堆放贮存，对环境友好，具有良好的社会效益。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明一种镉绵酸溶提高镉回收的方法作进一步详细说明，该实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种从镉绵酸溶中提高镉回收的方法，其中铜镉渣中主要成分含量以重量百分比计为：Zn：36-42％、Cu：5-7％、Cd：15-18％，主要包括以下化学反应：
Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑ZnO+H2SO4＝ZnSO4+H2O
Cd+H2SO4＝CdSO4+H2↑CdO+H2SO4＝CdSO4+H2O
实施例1
本实施例从铜镉渣中回收利用锌、镉的方法，铜镉渣中主要成分以重量百分比计为：Zn：37.6％、Cu：6.4％、Cd：17.2％。
铜镉渣经球磨浆化后输送至浓密机进行液固分离，液固分离后将浓密机底流渣20m3(液固比2:1)泵入浸出槽，加入铜镉渣酸洗矿浆滤液至30m3；开蒸气加热至90℃，同时缓慢加入浓硫酸，当矿浆pH≤2.5时，停止加酸，反应过程中当pH值升至3.5时，补加浓硫酸至pH值为2.5，停止加酸，重复上述浓硫酸加入过程，当矿浆pH值稳定在2.5-3.5之间30min不变时，结束铜镉渣浸出作业，矿浆终点pH值为3.0，整个浸出过程持续7h，得到铜镉渣浸出矿浆；
将上述步骤中铜镉渣浸出矿浆进行压滤，滤渣进入铜渣酸洗槽进行酸洗，滤液进入一次置换工序，将计算量的锌粉快频、均匀加入一次置换槽内进行置换反应，锌粉加入量为260kg。一次置反应25分钟后，观察镉绵为烟灰色絮状物，能够抱团、自然沉降，一次置换反应结束。停止搅拌自然沉降，产出一次海绵镉，将镉绵进行堆至氧化区进行自然氧化，最终得到自然氧化后的镉绵；
将自然氧化后的镉绵13m3投入到酸溶槽，加入水至酸溶槽40m3后搅拌，开蒸气加热，同时缓慢均匀地加入浓硫酸进行酸溶，当矿浆pH＝1.5时，停止加酸，反应过程中当pH值升至2.5时，补加浓硫酸至pH值为2.5，停止加酸，重复上述浓硫酸加入过程，要勤测PH值，当矿浆pH值稳定在2.5半小时不变化时即可结束镉绵酸溶作业，得到镉绵酸溶矿浆。然后停止搅拌，开始压滤，得到的滤渣A和滤液A，滤渣A返回铜镉渣浸出工序,滤液A进入镉绵二次置换工序；
将滤液A进入镉绵二次置换工序，直接加锌粉进行置换为了确保镉绵质量和二次置换后镉含量的控制，务必要严格控制锌粉加入量，将锌粉快频、均匀加入二次置换槽内进行置换反应，反应时间控制在20-30分钟。观察镉绵为烟灰色絮状物，能够抱团、自然沉降，表示二次置换反应结束。反应结束后，停止搅拌自然沉降后，打开二次置换底流阀，得到的滤渣B和滤液B，滤液B为贫镉液，返回浸出工序，滤渣B即为镉绵，将镉绵进行压团操作，压团结束后，将镉团粗炼后得到粗镉，镉绵中主要成分含量为：Cd：86.2％、Zn：2.8％、Cu：1.12％。
实施例2
本实施例从铜镉渣中回收利用铜、镉的方法，铜绵中主要成分以重量百分比计为：Zn：36.8％、Cu：6.3％、Cd：14.8％。
铜镉渣经球磨浆化后输送至浓密机进行液固分离，液固分离后将浓密机底流渣20m3(液固比2:1)泵入浸出槽，加入铜镉渣酸洗矿浆滤液至35m3；开蒸气加热至85℃，同时缓慢加入浓硫酸，当矿浆pH≤2.5时，停止加酸，反应过程中当pH值升至3.5时，补加浓硫酸至pH值为2.5，停止加酸，重复上述浓硫酸加入过程，当矿浆pH值稳定在2.5-3.5之间40min不变时，结束铜镉渣浸出作业，矿浆终点pH值为2.5，整个浸出过程持续6h，得到铜镉渣浸出矿浆；
将上述步骤中铜镉渣浸出矿浆进行压滤，滤液进入一次置换工序，将计算量的锌粉快频、均匀加入一次置换槽内进行置换反应，锌粉加入量为230kg。一次置反应26分钟后，观察镉绵为烟灰色絮状物，能够抱团、自然沉降，一次置换反应结束，停止搅拌自然沉降，产出一次海绵镉，将镉绵进行堆至氧化区进行自然氧化，最终得到自然氧化后的镉绵；
将自然氧化后的镉绵镉绵12m3投入到酸溶槽，加入水至酸溶槽40m3后搅拌，开蒸气加热，同时缓慢均匀地加入浓硫酸进行酸溶，当矿浆pH＝1.5时，停止加酸，反应过程中当pH值升至2.5时，补加浓硫酸至pH值为2.5，停止加酸，重复上述浓硫酸加入过程，要勤测PH值，当矿浆pH值稳定在2.5半小时不变化时即可结束镉绵酸溶作业，得到镉绵酸溶矿浆。然后停止搅拌，开始压滤，得到的滤渣A和滤液A，滤渣A返回铜镉渣浸出工序,滤液A进入镉绵二次置换工序；
将滤液A进入镉绵二次置换工序，直接加锌粉进行置换为了确保镉绵质量和二次置换后镉含量的控制，务必要严格控制锌粉加入量。将锌粉快频、均匀加入二次置换槽内进行置换反应，反应时间控制在20-30分钟。观察镉绵为烟灰色絮状物，能够抱团、自然沉降，表示二次置换反应结束。反应结束后，停止搅拌自然沉降后，打开二次置换底流阀，得到的滤渣B和滤液B，滤液B为贫镉液，返回浸出工序。滤渣B即为镉绵，将镉绵进行压团操作，压团结束后，将镉团粗炼后得到粗镉，粗镉中主要成分含量为：Cd：87.1％、Zn：2.8％、Cu：0.92％。
实施例3
本实施例从铜镉渣中回收利用铜、镉的方法，铜镉渣中主要成分以重量百分比计为：Zn：36.3％、Cu：6.2％、Cd：16.5％。
铜镉渣经球磨浆化后输送至浓密机进行液固分离，液固分离后将浓密机底流渣20m3(液固比2:1)泵入浸出槽，加入铜镉渣酸洗矿浆滤液至40m3；开蒸气加热至80℃，同时缓慢加入浓硫酸，当矿浆pH≤2.5时，停止加酸，反应过程中当pH值升至3.5时，补加浓硫酸至pH值为2.5，停止加酸，重复上述浓硫酸加入过程，当矿浆pH值稳定在2.5-3.5之间40min不变时，结束铜镉渣浸出作业，矿浆终点pH值为3.5，整个浸出过程持续8h，得到铜镉渣浸出矿浆；
将上述步骤中铜镉渣浸出矿浆进行压滤，滤液进入一次置换工序，将计算量的锌粉快频、均匀加入一次置换槽内进行置换反应，锌粉加入量为240kg，一次置反应20-30分钟后，观察镉绵为烟灰色絮状物，能够抱团、自然沉降，一次置换反应结束，停止搅拌自然沉降，产出一次海绵镉，将镉绵进行堆至氧化区进行自然氧化，最终得到自然氧化后的镉绵；
将自然氧化后的镉绵13m3投入到酸溶槽，加入水至酸溶槽42m3后搅拌，开蒸气加热，同时缓慢均匀地加入浓硫酸进行酸溶，当矿浆pH＝1.5时，停止加酸，反应过程中当pH值升至2.5时，补加浓硫酸至pH值为2.5，停止加酸，重复上述浓硫酸加入过程，要勤测PH值，当矿浆pH值稳定在2.5半小时不变化时即可结束镉绵酸溶作业，得到镉绵酸溶矿浆，然后停止搅拌，开始压滤，得到的滤渣A和滤液A，滤渣A返回铜镉渣浸出工序,滤液A进入镉绵二次置换工序；
将滤液A进入镉绵二次置换工序，直接加锌粉进行置换为了确保镉绵质量和二次置换后镉含量的控制，务必要严格控制锌粉加入量。将锌粉快频、均匀加入二次置换槽内进行置换反应，反应时间控制在30分钟。观察镉绵为烟灰色絮状物，能够抱团、自然沉降，表示二次置换反应结束。反应结束后，停止搅拌自然沉降后，打开二次置换底流阀，得到的滤渣B和滤液B，滤液B为贫镉液，返回浸出工序。滤渣B即为镉绵，将镉绵进行压团操作，压团结束后，将镉团粗炼后得到粗镉，粗镉中主要成分含量为：Cd：86.59％、Zn：2.58％、Cu： 0.83％以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。