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鉛鋅冶煉中含鎘物料的處理

文檔作者：李江文檔來源：湖南水口山有色金屬集團(tuán)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年06月14日
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·36· 中國有色冶金A生產(chǎn)實(shí)踐篇．金屬冶煉
鉛鋅冶煉中含鎘物料的處理
李江
(湖南水口山有色金屬集團(tuán)有限公司，湖南衡陽421513)
[摘要] 介紹了湖南水口山有色金屬集團(tuán)有限公司近年來含鎘物料在常規(guī)濕法煉鋅系統(tǒng)中綜合回
收產(chǎn)出精鎘的工藝流程。
[關(guān)鍵詞] 鎘；鉛鋅冶煉；含鎘物料；次氧化鋅；電塵灰；銅鎘渣
[中圖分類號]TF819．2 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] B [文章編號] 1672—6103(2016)06—0036—04
O 前言
湖南水口山有色金屬集團(tuán)有限公司(以下簡稱水
口山公司)是一家集鉛鋅采選與冶煉于一體的綜合性
有色冶金企業(yè)，目前擁有鉛鋅采選能力60萬∥a，鉛
冶煉能力20萬t／a，鋅冶煉能力10萬L／a。近幾年
來，有色金屬市場持續(xù)低迷，企業(yè)效益不佳，在冶煉
過程中綜合回收稀貴金屬成為企業(yè)創(chuàng)效的有效途
徑。鎘的富集回收是鉛鋅冶煉綜合回收的重點(diǎn)之
一，也是效益工程。鎘在鉛鋅冶煉不同工序富集的
產(chǎn)物主要有：常規(guī)濕法煉鋅系統(tǒng)的銅鎘渣、鉛系統(tǒng)的
含鎘次氧化鋅和電塵灰等，其主要金屬含量見表1。
表1含鎘物料中主要金屬含量％
1 鉛系統(tǒng)含鎘物料在濕法煉鋅系統(tǒng)中
的處理及鎘的富集
鉛系統(tǒng)含鎘次氧化鋅進(jìn)入系統(tǒng)首先要經(jīng)過多膛
爐焙燒脫除氟氯，因?yàn)榉仍陔娊鈺r(shí)腐蝕陰陽極板，
增大極板消耗，使鋅剝離困難，并使析出鋅中鉛超
標(biāo)，降低產(chǎn)品質(zhì)量。含鎘氧化鋅卸入庫房，由抓斗行
[作者簡介]李江(1982一)，男，本科學(xué)歷，畢業(yè)于江蘇淮海工學(xué)院，
現(xiàn)任湖南水口山有色金屬集團(tuán)有限公司科技發(fā)展部投資管理室主
任。
[收稿日期]2叭6一10—13
車抓人中間倉，埋刮板機(jī)送入高位倉，經(jīng)氣動(dòng)輸送至
多膛爐頂部儲(chǔ)倉，螺運(yùn)機(jī)定量送至多膛爐內(nèi)，經(jīng)過多
膛爐焙燒，脫除氟氯的次氧化鋅由底層排出，直接進(jìn)
入磨礦系統(tǒng)。
磨礦采用洗水調(diào)漿，液固比3：1，入球磨機(jī)濕
磨，出球磨機(jī)礦漿，加入含酸電解廢液，調(diào)整液固比，
用泵泵至圓錐分級機(jī)；分級底流通向球磨機(jī)，溢流泵
至中浸槽。
中性浸出控制始酸～60 g／L，溫度～65℃，液
固比6～8：1，浸出時(shí)間～2 h，終點(diǎn)pH=5．2—5．4。
鋅浸出的同時(shí)，部分砷銻也被浸出，而砷銻雜質(zhì)進(jìn)入
溶液，電積時(shí)會(huì)引起燒板，因此必須最大限度地除
去。鋅浸出完成后，加入配備好的亞鐵鹽、錳粉、酸
性鐵鹽溶液，根據(jù)浸出液中砷銻離子濃度，按一定比
例加入，使鐵以易于過濾的針鐵礦形式水解沉淀，同
時(shí)使砷銻硅鍺等雜質(zhì)吸附而共沉淀除去。氧化除鐵
溫度80～90℃，時(shí)間～2 h。
中性浸出礦漿自流人中性浸出濃密機(jī)，濃密沉
清后，底流送氧化鋅酸性浸出，上清液送焙砂中浸
工序。
酸性浸出控制始酸130～150 g／L，溫度70—80
℃，液固比7～9：l，浸出時(shí)間7—8 h，終酸20～30
g／L。酸性浸出礦漿自流進(jìn)酸性浸出濃密機(jī)，濃密沉
清后，上清液送銦系統(tǒng)中和沉銦工序，底流用泵送人
廂式壓濾機(jī)壓濾，濾液經(jīng)貯槽返回氧化鋅酸性浸出，
濾渣即鉛渣運(yùn)至鉛冶煉系統(tǒng)。
鉛系統(tǒng)電塵灰中的鉛品位達(dá)43％，無法進(jìn)多膛
爐焙燒工序，因?yàn)殂U高易造成窯內(nèi)結(jié)圈及耙齒結(jié)塊，
考慮到鎘浸出較易，故采用酸浸處理。處理后礦漿
萬方數(shù)據(jù)
2016年12月第6期李江：鉛鋅冶煉中含鎘物料的處理·37·
直接進(jìn)入氧化鋅系統(tǒng)球磨中浸工序，控制每天的投
入量，避免高鎘溶液對系統(tǒng)的影響。
最終鎘在凈化工序完成富集，生成銅鎘渣，進(jìn)入
鎘系統(tǒng)進(jìn)行處理。凈化工序采用三段連續(xù)凈化
(一、三段加鋅粉，二段加鋅粉、銻鹽)，以達(dá)到深度
凈化的目的。第一段根據(jù)溶液氯離子濃度，加銅離
子除氯，低溫加鋅粉除銅鎘，凈化溫度55～60℃，反
應(yīng)時(shí)間～2 h。一次凈化后的溶液泵至廂式壓濾機(jī)
進(jìn)行過濾，濾液采用螺旋板式換熱器加熱后送第二
段凈化，濾渣即銅鎘渣。第二段凈化為高溫加鋅粉、
銻鹽除鈷、鎳、砷、銻，二段凈化控制作業(yè)溫度85～
90℃，反應(yīng)時(shí)間3 h。二次凈化后的溶液泵至廂式
壓濾機(jī)進(jìn)行過濾，濾液用鼓風(fēng)式冷卻塔冷卻至55～
60℃，送第三段凈化。第三段凈化進(jìn)一步加鋅粉除
銅鎘，從鼓風(fēng)式冷卻塔出來的溶液進(jìn)入三段凈化槽。
三段凈化作業(yè)溫度55～60℃，反應(yīng)時(shí)間一2 h。三
段凈化后的溶液泵至廂式壓濾機(jī)進(jìn)行過濾，濾液泵
送鋅電積工段。濾渣為銅鎘渣，這部分銅鎘渣里含
有較多的鋅粉，用中浸上清液漿化后返回第一段
凈化。
鉛系統(tǒng)含鎘物料在濕法煉鋅系統(tǒng)中處理的工藝
流程見圖1。
電塵灰含鎘次氧化鋅鋅精礦
圖1鉛系統(tǒng)含鎘物料在濕法煉鋅系統(tǒng)中處理工藝流程圖
2銅鎘渣的處理
銅鎘渣和電解廢液按一定液固比加入到鎘系統(tǒng)
浸出反應(yīng)槽中，電解廢液中的硫酸與銅鎘渣中的鎘
發(fā)生反應(yīng)，金屬鎘以離子形態(tài)進(jìn)入溶液，而金屬銅基
本不溶解仍留在渣中，從而實(shí)現(xiàn)銅鎘分離，銅渣送冶
煉系統(tǒng)處理回收金屬銅。
銅渣和硫酸鎘溶液液固分離后，在硫酸鎘溶液
中加入適量鋅粉，鋅粉和溶液中的鎘離子發(fā)生置換
反應(yīng)產(chǎn)出海綿鎘。
置換得到的海綿鎘是表面積較大的粒狀海綿體
組織，容易氧化，需要壓制成團(tuán)。鎘團(tuán)在熔融的片堿
覆蓋下熔鑄成粗鎘錠。鎘的熔鑄過程實(shí)際上也是堿
法精煉過程，海綿鎘中的雜質(zhì)金屬大部分都能溶解
于片堿中。將海綿鎘在鑄型鍋中熔化，加入氫氧化
鈉并插入新鮮松木板攪拌，同時(shí)進(jìn)行堿性精練和還
原精煉，得到粗鎘。
銅鎘渣處理工藝流程見圖2。
萬方數(shù)據(jù)
·38· 中國有色冶金A生產(chǎn)實(shí)踐篇·金屬冶煉
海綿鎘
鎘團(tuán)
塑墮墮
(送精餾系統(tǒng)) (環(huán)保處理)
圖2銅鎘渣處理工藝流程圖
3 粗鎘精餾
精餾是利用各種金屬不同的沸點(diǎn)，控制適當(dāng)
的溫度，使低沸點(diǎn)的鎘蒸發(fā)，而其它沸點(diǎn)高的雜質(zhì)
元素不易揮發(fā)，留于鍋底殘?jiān)?，從而達(dá)到分離提
純鎘的目的。鎘蒸氣經(jīng)冷凝得到純度較高的
鎘錠。
粗鎘化學(xué)成分及其物理性能見表2。
表2粗鎘化學(xué)成分及各成分的物理性能
由表2可知，粗鎘中的雜質(zhì)，除As在615℃
升華外，其它金屬雜質(zhì)的沸點(diǎn)都遠(yuǎn)高于鎘的沸點(diǎn)，
雖然As與zn可與鎘同時(shí)蒸餾，但與燒堿的熔煉
過程中，As與zn均熔于燒堿中，再通過精餾，其均
降到0．002％以下，可達(dá)到精鎘標(biāo)準(zhǔn)。銅與鐵的沸
點(diǎn)很高，在鎘的沸點(diǎn)溫度下，其蒸氣壓很小，故在
鎘精餾過程中，微量銅、鐵進(jìn)入精鎘可視為機(jī)械夾
雜。
水口山公司精鎘爐2008年5月投產(chǎn)，原采用
煤氣加熱，塔盤材質(zhì)為碳化硅，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為1．5 t／
d。由于能耗大，運(yùn)行成本高，塔盤壽命短等問題，
2010年10月改為電熱連續(xù)真空精餾爐，在真空度
25 Pa的環(huán)境下，熔化爐溫550℃，加料盤溫度530
℃，蒸發(fā)盤溫度560℃，回流盤溫度480℃。與常
壓蒸餾相，其具有溫度低、能耗低、成本低、塔盤腐
蝕小，壽命長的特點(diǎn)，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表3，工
藝流程見圖3。
粗鎘
鎘蒸氣鎘渣
(返熔鑄工序)
塑
圖3粗鎘精餾工藝流程圖
水卜J 卜牽
喜
一爐一高蕈一保一
萬方數(shù)據(jù)
2016年12月第6期李江：鉛鋅冶煉中含鎘物料的處理·39·
4結(jié)束語
水口山公司實(shí)施鎘綜合回收近10年來，根據(jù)自
身實(shí)際情況不斷摸索和完善生產(chǎn)能力、技術(shù)指標(biāo)，綜
合回收水平不斷提高。目前，公司成立專項(xiàng)科研項(xiàng)
目組，突破鎘的富集與減排關(guān)鍵技術(shù)，改進(jìn)、完善現(xiàn)
有工藝，爭取實(shí)現(xiàn)鎘的浸出率90％以上，凈化后新
液cd≤0．00l 5 g／L，鎘的富集(回收)率85％以上。
通過技術(shù)的不斷提高和創(chuàng)新，鎘綜合回收將創(chuàng)造更
多的效益。
[參考文獻(xiàn)]
[1] 《鉛鋅冶金學(xué)》編委會(huì)．鉛鋅冶金學(xué)[M]．北京：科學(xué)出版社，
2nn3
Treatment of Cd-bearing materials in lead and zinc smelting process
LI Jiang
Abstract：This paper introduces the techn0109ical process of producing refined cadmium f}om Cd—bearing materials
through the conVentional zinc hydrometallurgy in recent years in Hunan Shuikoushan Nonferrous Metals Group Co．，
Ltd．
Key words：cadmium；lead and zinc smelting；Cd_bearing materials；secondar)r zinc oxide；dust；Cu-Cd residue
{勞、移《多、刃、《多、d爭叫勞、dP-痧_寥、痧痧《玀、驢《爭《疹、盔爭《哆、盔九d護(hù)、《伊《驢、癌、痧痧《驢、d爭q露、痧、護(hù)彩<方、d≯1露、d旁、刃、痧痧q方、施卜痧、痧，痧痧．．痧《驢、d爭叫旁、疹>

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