锌镉渣电解回收锌镉实验研究

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1、锌镉渣电解回收锌镉实验研究湖南子廷冇色金属冇限公司赵玉琴(zaoyuqi@sohu.com)0•前言硫酸锌生产企业,对于溶液除杂，是用锌粉置换除杂，产生一种附产品锌镉渣.这锌鍋渣是生产编的主要原料.传统的生产镉工艺大多是用硫酸将锌镉渣中的锌镉浸出来，再用锌粉置换镉，得到海绵镉，海绵镉压团、熔铸得到98%的粗镉，而锌以硫酸锌的形式产出•由于目询的镉价与锌价差别不大,用价格较贵的锌粉去置换镉，很不合算，这就使得传统工艺的生产成本很高，利润空间有限.而用电解方法取代传统的锌粉除镉，对除镉后的溶液，再用电解方法产岀锌锭的

2、鞍法工艺，可以得到锌锭，以及粗镉•由于电费远低于锌粉费用，这不但能降低成本，而且提高有价资源的利用水平，减少了二次有害污染，很适应生产硫酸锌和镉企业的实际现状。本文将在此工艺思路的指导下，就浸出过程控制、电解除镉,及电解产出锌方面，进行试验和研究，将得到的优化控制方法和条件用以指导生产的可行性，满足后续生产工序的技术要求。1•试验原理及方法：1.1试验原理1丄1浸出过程锌镉渣的主要成分为金属锌粉、金属镉及其氧化物。它们在同氯化铉溶液发生反应时“⑸，将生成锌氨络合体和镉氨络合物进入溶液，而与氨不能生成配位体的杂质，

3、留置在固相物中，达到分离•主要反应为：当锌镉渣与氯化鞍溶液在一定温度下反应时，会发生如下反应：ZnO+2NH4Cl=Zn(NH3)2Cl2+H2O(1)CdO+2NH4Cl=Zn(NH3)2Cl2+H2O(2)1.12镉电解过程上述锌氨络合体溶液主含量为锌，镉，另含有少量的铅，铜，由于Cd2+/Cd>Pb27Pb>Cu2+/Cu电位分别为-0.25,-0.126,0.34,比Zn2+/Zn的电位(-0.763)止，在低电流密度条件电解时，铅、镉、铜等先于锌电积于阴极板上，这样就可通过用低电流密度电解将含锌氨络合物

4、溶液中的铅、镉、铜从溶液中初步分离出来，达到除掉铅、镉、铜等杂质的目的。其电解反应式(T：镉阴极反应：[Cd(NH3)2]2++2e=Cd+2NH3(1)阳极反应为：6Cl-6e=3Cl2(2)3C12+2NH3=N2t+6CT+6H+(3)4H++4NH3=4NH+4(4)阳极总反应为：6NH3-6e=N2f+4NH4++2H+(5)镉电解的总反应为：3Cd(NH3)22+=3Cd+N2t4-4NH4++2H+(6)1.13锌电解过程：经过电解除镉后的锌氨络合物溶液，经加少量的锌粉深度除杂后,然后再电解，得到金

5、属锌•其电解反应式锌阴极反应[Zn(NH3)2]2+4-2e=Zn+2NH3(1)阳极反应为：6Cl-6e=3Cl2(2)3C124-2NH3=N2t+6CT+6H+(3)4H++4NH3=4NH?(4)阳极总反应为：6NH3-6e=N2t+4NH4+4-2lT(5)锌电解的总反应为：3Zn(NH3)22+=3Zn+N2t+4NH4++2H+(6)1.2工艺流程电解废液99.98锌找1・3试验原料及设备1.3.1试验原料试验原料为湖南省某硫酸锌厂生产过程中的锌镉渣具体成分见表1表1:锌镉渣主要化验成分名称Zn%C

6、d%Cu%Pb%so/%H2O%含量（干基）24.7410.450.230.2526%35.211.3.2试验试剂及设备试验试剂:双氧水、氯化鞍、片碱等均为分析纯，锌粉为工业级.试验装置:集热式恒温加热磁力搅拌器；真空泵:（（2XZ—2）;烧杯;表面皿;量筒等。1•试验过程及分析2.1浸出为提高浸出率，对浸出过程的段数、液固比、温度、反应时间、氯化钱浓度、游离氨浓度，进行因素优选和效果对比。为使达到Zn、Cd充分浸出，Cu,Fe,Pb基本留在渣中II的，采用二段浸出，反应液固比为（8〜10）:1,温度85〜90°

7、C,反应时间1.5-2h,氯化鞍溶液浓度为5-6mol/L,游离氨浓度为0.1-0.3mol/L,浸出主要技术指标：锌的浸出率达到92以上％;镉的浸出率为93%以上；渣率为13-18%o浸出渣成分（％）:化验：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>测PH=7以上2.2镉电解从提高镉的电效、电耗、极板

8、耐腐等因索综合考滤，对电解过程的电流密度、电解时间、极距、极板材质、温度等进行因素优选和效果对比•决定采用:A:分段电流密度:鍋浓度在6g/L以上时，电流密度为150-260A/M2,对应的槽电压1.9V左右，低于6g/L时,采用电流密度80-150A/M2,对应的槽电压1.6V左右;B:电解时间以溶液镉降到lg/L以下为好,对应的时间约6小时;C:极距:异极距60毫米;