一种铜镉渣中锌、铜、镉综合回收方法技术

本发明专利技术公开了一种铜镉渣中锌、铜、镉综合回收方法，先将铬渣进行氧化碱浸，固液分离后在经酸化的浸出液中加入铜镉渣，渣中的锌被重铬酸盐氧化生成硫酸锌，镉、铜不与重铬酸盐发生反应富集于渣相，形成富铜镉渣，固液分离，在酸浸液中加入氨水，调节溶液pH，使铬生成氢氧化铬沉淀，锌生成[Zn(NH3)4](OH)2，固液分离，渣相进行氧化酸浸使Cr(III)转化为Cr(VI)，循环使用；液相中加入硫酸调节溶液pH，使[Zn(NH3)4](OH)2转化为硫酸锌后进入电积工序。在富铜镉渣中加入硫酸进行酸浸，浸出液中加入亚硫酸钠沉镉；本工艺利用铬酸盐生产过程产生的铬渣经氧化碱浸，碱浸液酸化后与铜镉渣相互作用，不仅使铜镉渣中锌、铜、镉进行了湿法分离，而且实现了渣的资源化利用和无害化处理。而且实现了渣的资源化利用和无害化处理。

【技术实现步骤摘要】
一种铜镉渣中锌、铜、镉综合回收方法


[0001]本专利技术涉及湿法冶金
，特别涉及一种铜镉渣中锌、铜、镉综合回收方法。

技术介绍

[0002]金属铬的提炼及工业铬盐的生产会产生大量的铬渣。金属铬和铬盐每生产1t，铬渣生成量分别为8t和3t。当前我国铬渣累计达到400万吨待处理，大多铬渣堆贮，未对其进行有效处理，剧毒性的Cr(VI)溶于水易进入河流、土壤，污染环境。此外，铬的多元化工业用途导致了大量的含铬废液、固体废物及废气排放到环境中，加大了Cr(VI)对环境的威胁。
[0003]铜镉渣是湿法炼锌净化工序产出的浸出渣，每生产1万t阴极锌产生铜镉渣300t，锌、镉、铜含量高。目前铜镉渣回收处理的工艺主要分为火法工艺和湿法工艺两种。火法工艺成熟，但能耗较高，设备要求苛刻；湿法工艺简单、能耗低，工业上处理铜镉渣主要以镉的回收为主线进行，仅仅在两段置换时通过控制锌粉加入比例来控制置换所得海绵镉的品位，不能较好地除去杂质、提高海绵镉品位，而且经济效益较低。
[0004]因此亟需开发操作更简便快速且投资、生产成本低，经济效益高，环境友好的铜镉渣综合回收技术，利用铬渣无害化处理后液浸取铜镉渣，实现锌与镉、铜分离，再通过酸浸分离铜镉，最终达到铬渣和铜镉渣综合利用的双重目标。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对传统的铬渣、铜镉渣回收处理方式单一，不能较好地除去杂质、经济效益较低的技术问题，提供了一种能实现铬渣无害化处理和高效回收铜镉渣中锌、镉、铜等有价金属的方法。具有流程短、操作简便、投资低和无二次污染等特点。
[0006]为达到上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：
[0007]一种铜镉渣中锌、铜、镉综合回收方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一、氧化碱浸：将所述铬渣放置于一个带搅拌装置的反应釜中，保持液固比3
‑
6:1(L/kg)，将浓度为30％(wt)双氧水滴加于(稀释5
‑
10倍)铬渣中，控制双氧水与铬渣中Cr(III)反应理论值的1.5
‑
5倍，(所述铬渣中Cr(Ⅲ)含量为Cr3
‑
10％，铬渣中Cr总含量为5
‑
15％，Cr(VI)含量为2
‑
5％)，控制滴速为5mL/min；然后保持固液比3
‑
6:1(L/kg)，加入浓度为25
‑
28％(wt)的氨水使溶液pH等于8
‑
14，保持在反应温度为30℃，搅拌速度为120r/min条件下反应35
‑
80min，固液分离，得到碱浸渣和碱浸液；所述碱浸渣中通过ICP及化学滴定法测得Cr0.6
‑
0.8％，Fe10
‑
25％，Si10
‑
20％，Ca45
‑
50％，Mg20
‑
25％，其他0.2
‑
0.4％，碱浸渣用于建筑材料；碱浸液中通过化学滴定法测得Cr含量为20
‑
50g/L，作为强氧化剂；
[0009]步骤二、铜镉渣还原：
[0010]向步骤一所制备的碱浸液中加入30
‑
40％(wt)硫酸溶液进行酸化，得到酸化液，然后加入铜镉渣，保持在反应温度为25
‑
90℃，固比3
‑
6:1(L/kg)，搅拌速度为200r/min条件下反应40
‑
90min，固液分离，可得浸锌液和富铜镉渣，所述富铜镉渣中铜元素质量百分比含量为20
‑
34％，镉元素质量百分比含量为18
‑
36％；
[0011]步骤三、锌铬分离：
[0012]向步骤二所制备的浸锌液中加入浓度为25
‑
28％(wt)氨水,调节溶液pH为8
‑
12，使铬生成氢氧化铬和硫酸氧镉的混合沉淀，锌生成[Zn(NH3)4](OH)2，固液分离，渣相中加入30％(wt)双氧水进行氧化碱浸，使Cr(III)转化为Cr(VI)循环使用，液相中加入浓度为30％(wt)硫酸溶液调节溶液的pH至5
‑
5.2，使[Zn(NH3)4](OH)2转化为硫酸锌溶液后进入电积工序；
[0013]步骤四、铜镉分离：
[0014]向步骤二所制备的富铜镉渣中加入浓度为40
‑
50％(wt)硫酸溶液，在反应温度为30
‑
90℃，液固质量比3
‑
6:1L/kg，搅拌速度为120r/min条件下反应60
‑
180min，固液分离，得到浸镉液和富铜渣；所述浸镉液为镉含量为30
‑
140g/L的硫酸镉溶液，向浸镉液中加入浓度为99％(wt)的亚硫酸钠固体，使硫酸镉转化为亚硫酸镉沉淀，作为产品出售或冶炼镉的原料；富铜渣中铜质量百分比含量大于98％，用于精炼回收铜；
[0015]采用化学滴定法测得所述步骤三中制备得到的硫酸锌溶液锌含量为60
‑
160g/L；步骤四中制得到的亚硫酸镉沉淀中镉含量大于57％；富铜渣中铜质量百分比含量大于98％。
[0016]本专利技术的工作原理为：
[0017]将提炼金属铬及生产工业铬盐产生的铬渣中加入双氧水和氨水进行氧化碱浸，使得Cr(III)转化为Cr(VI)。然后将碱浸液进行酸化并加入铜镉渣，渣中的锌被重铬酸盐氧化生成硫酸锌，镉、铜不与重铬酸盐发生反应富集于渣相，形成富铜镉渣；在浸锌液中加入氨水，调节溶液pH＝8
‑
12，使铬生成氢氧化铬和硫酸氧镉的混合沉淀，锌生成[Zn(NH3)4](OH)2，固液分离，渣相进行氧化碱浸使Cr(III)转化为Cr(VI)，循环使用；液相中加入硫酸调节溶液的pH＝5
‑
5.2，使[Zn(NH3)4](OH)2转化为硫酸锌后进入电积工序。在富铜镉渣中加入硫酸将镉浸出，再向浸出液中加入亚硫酸钠进行沉镉；滤渣中铜含量大于98％，用于精炼回收铜。
[0018]上述步骤中的化学反应方程式为：
[0019]3Zn+Na2Cr2O7+7H2SO4＝7H2O+3ZnSO4+Cr2(SO4)3+Na2SO4[0020]2NH3+ZnSO4+2H2O＝Zn(OH)2↓
+(NH4)2SO4[0021]Zn(OH)2+4NH3＝[Zn(NH)4](OH)2[0022][Zn(NH3)4](OH)2+3H2SO4＝ZnSO4+2(NH4)2SO4+2H2O
[0023]Cr2(SO4)3+6NH3+6H2O＝2Cr(OH)3↓
+3(NH4)2SO4[0024]2Cr2(SO4)3+3H2O＝Cr4(OSO4)3↓
+3H2SO4[0025]2Cr(OH)3+3H2O2+4NH3+4H2O＝2(NH4)2CrO4+8H2O
[0026]2(NH4)2CrO4+H2SO4＝(N本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜镉渣中锌、铜、镉综合回收方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、氧化碱浸：将所述铬渣放置于一个带搅拌装置的反应釜中，保持液固比3
‑
6:1(L/kg)，将浓度为30％(wt)双氧水滴加于(稀释5
‑
10倍)铬渣中，控制双氧水与铬渣中Cr(III)反应理论值的1.5
‑
5倍，(所述铬渣中Cr(Ⅲ)含量为Cr3
‑
10％，铬渣中Cr总含量为5
‑
15％，Cr(VI)含量为2
‑
5％)，控制滴速为5mL/min；然后保持固液比3
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6:1(L/kg)，加入浓度为25
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28％(wt)的氨水使溶液pH等于8
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14，保持在反应温度为30℃，搅拌速度为120r/min条件下反应35
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80min，固液分离，得到碱浸渣和碱浸液；所述碱浸渣中通过ICP及化学滴定法测得Cr0.6
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0.8％，Fe10
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25％，Si10
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20％，Ca45
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50％，Mg20
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25％，其他0.2
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0.4％，碱浸渣用于建筑材料；碱浸液中通过化学滴定法测得Cr含量为20
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50g/L，作为强氧化剂；步骤二、铜镉渣还原：向步骤一所制备的碱浸液中加入30
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40％(wt)硫酸溶液进行酸化，得到酸化液，然后加入铜镉渣，保持在反应温度为25
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90℃，固比3
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【专利技术属性】
技术研发人员：庞振业，牛永胜，展之旺，郭永宏，方彦霞，张彦翠，王源瑞，王亚平，姚应锋，孙帅楠，李金明，马健飞，
申请(专利权)人：西北矿冶研究院，
类型：发明
国别省市：