鋅鎘渣電解回收鋅鎘實驗研究

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1、鋅鎘渣電解回收鋅鎘實驗研究湖南子廷冇色金屬冇限公司趙玉琴(zaoyuqi@sohu.com)0?前言硫酸鋅生產(chǎn)企業(yè),對于溶液除雜，是用鋅粉置換除雜，產(chǎn)生一種附產(chǎn)品鋅鎘渣.這鋅鍋渣是生產(chǎn)編的主要原料.傳統(tǒng)的生產(chǎn)鎘工藝大多是用硫酸將鋅鎘渣中的鋅鎘浸出來，再用鋅粉置換鎘，得到海綿鎘，海綿鎘壓團、熔鑄得到98%的粗鎘，而鋅以硫酸鋅的形式產(chǎn)出?由于目詢的鎘價與鋅價差別不大,用價格較貴的鋅粉去置換鎘，很不合算，這就使得傳統(tǒng)工藝的生產(chǎn)成本很高，利潤空間有限.而用電解方法取代傳統(tǒng)的鋅粉除鎘，對除鎘后的溶液，再用電解方法產(chǎn)岀鋅錠的

2、鞍法工藝，可以得到鋅錠，以及粗鎘?由于電費遠低于鋅粉費用，這不但能降低成本，而且提高有價資源的利用水平，減少了二次有害污染，很適應(yīng)生產(chǎn)硫酸鋅和鎘企業(yè)的實際現(xiàn)狀。本文將在此工藝思路的指導(dǎo)下，就浸出過程控制、電解除鎘,及電解產(chǎn)出鋅方面，進行試驗和研究，將得到的優(yōu)化控制方法和條件用以指導(dǎo)生產(chǎn)的可行性，滿足后續(xù)生產(chǎn)工序的技術(shù)要求。1?試驗原理及方法：1.1試驗原理1丄1浸出過程鋅鎘渣的主要成分為金屬鋅粉、金屬鎘及其氧化物。它們在同氯化鉉溶液發(fā)生反應(yīng)時“⑸，將生成鋅氨絡(luò)合體和鎘氨絡(luò)合物進入溶液，而與氨不能生成配位體的雜質(zhì)，

3、留置在固相物中，達到分離?主要反應(yīng)為：當鋅鎘渣與氯化鞍溶液在一定溫度下反應(yīng)時，會發(fā)生如下反應(yīng)：ZnO+2NH4Cl=Zn(NH3)2Cl2+H2O(1)CdO+2NH4Cl=Zn(NH3)2Cl2+H2O(2)1.12鎘電解過程上述鋅氨絡(luò)合體溶液主含量為鋅，鎘，另含有少量的鉛，銅，由于Cd2+/Cd>Pb27Pb>Cu2+/Cu電位分別為-0.25,-0.126,0.34,比Zn2+/Zn的電位(-0.763)止，在低電流密度條件電解時，鉛、鎘、銅等先于鋅電積于陰極板上，這樣就可通過用低電流密度電解將含鋅氨絡(luò)合物

4、溶液中的鉛、鎘、銅從溶液中初步分離出來，達到除掉鉛、鎘、銅等雜質(zhì)的目的。其電解反應(yīng)式(T：鎘陰極反應(yīng)：[Cd(NH3)2]2++2e=Cd+2NH3(1)陽極反應(yīng)為：6Cl-6e=3Cl2(2)3C12+2NH3=N2t+6CT+6H+(3)4H++4NH3=4NH+4(4)陽極總反應(yīng)為：6NH3-6e=N2f+4NH4++2H+(5)鎘電解的總反應(yīng)為：3Cd(NH3)22+=3Cd+N2t4-4NH4++2H+(6)1.13鋅電解過程：經(jīng)過電解除鎘后的鋅氨絡(luò)合物溶液，經(jīng)加少量的鋅粉深度除雜后,然后再電解，得到金

5、屬鋅?其電解反應(yīng)式鋅陰極反應(yīng)[Zn(NH3)2]2+4-2e=Zn+2NH3(1)陽極反應(yīng)為：6Cl-6e=3Cl2(2)3C124-2NH3=N2t+6CT+6H+(3)4H++4NH3=4NH?(4)陽極總反應(yīng)為：6NH3-6e=N2t+4NH4+4-2lT(5)鋅電解的總反應(yīng)為：3Zn(NH3)22+=3Zn+N2t+4NH4++2H+(6)1.2工藝流程電解廢液99.98鋅找1?3試驗原料及設(shè)備1.3.1試驗原料試驗原料為湖南省某硫酸鋅廠生產(chǎn)過程中的鋅鎘渣具體成分見表1表1:鋅鎘渣主要化驗成分名稱Zn%C

6、d%Cu%Pb%so/%H2O%含量（干基）24.7410.450.230.2526%35.211.3.2試驗試劑及設(shè)備試驗試劑:雙氧水、氯化鞍、片堿等均為分析純，鋅粉為工業(yè)級.試驗裝置:集熱式恒溫加熱磁力攪拌器；真空泵:（（2XZ—2）;燒杯;表面皿;量筒等。1?試驗過程及分析2.1浸出為提高浸出率，對浸出過程的段數(shù)、液固比、溫度、反應(yīng)時間、氯化錢濃度、游離氨濃度，進行因素優(yōu)選和效果對比。為使達到Zn、Cd充分浸出，Cu,Fe,Pb基本留在渣中II的，采用二段浸出，反應(yīng)液固比為（8?10）:1,溫度85?90°

7、C,反應(yīng)時間1.5-2h,氯化鞍溶液濃度為5-6mol/L,游離氨濃度為0.1-0.3mol/L,浸出主要技術(shù)指標：鋅的浸出率達到92以上％;鎘的浸出率為93%以上；渣率為13-18%o浸出渣成分（％）:化驗：Zn:4.66%>Pb:0.76%、Cu:0.014%>Cd:1.41%、H2O:34」％?浸出液成分（g/L）:Zn54?86:g/L、Pb:O?16g/L、Cu:0,12g/L、Cd:15.40g/L>SO42-0.046mol/LCl:6mol/L>測PH=7以上2.2鎘電解從提高鎘的電效、電耗、極板

8、耐腐等因索綜合考濾，對電解過程的電流密度、電解時間、極距、極板材質(zhì)、溫度等進行因素優(yōu)選和效果對比?決定采用:A:分段電流密度:鍋濃度在6g/L以上時，電流密度為150-260A/M2,對應(yīng)的槽電壓1.9V左右，低于6g/L時,采用電流密度80-150A/M2,對應(yīng)的槽電壓1.6V左右;B:電解時間以溶液鎘降到lg/L以下為好,對應(yīng)的時間約6小時;C:極距:異極距60毫米;