一種鋅冶煉含鎘煙塵制備氧化鎘的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋅冶煉含鎘煙塵制備氧化鎘的方法，主要步驟為：將冶煉鋅含鎘煙塵加入30~120g/L的硫酸溶液中，在反應(yīng)溫度為20~80℃下反應(yīng)得到硫酸鎘溶液；將得到的硫酸鎘溶液中加入鐵鹽后加入雙氧水或通入空氣氧化，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為4~9，沉淀后過濾，濾液經(jīng)有機(jī)磷類萃取劑萃取除鋅得到除雜后CdSO4溶液；在溶液中按鎘與尿素的物質(zhì)的量之比為1:1~1:7加入尿素，使用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為6~11后加入高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)所得碳酸鎘經(jīng)過過濾和洗滌后焙燒制備得到氧化鎘粉末。本方法具有流程簡單，鎘回收率大，氧化鎘純度高。
【專利說明】一種鋅冶煉含鎘煙塵制備氧化鎘的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及冶金煙塵綜合回收利用領(lǐng)域，特別是鋅冶煉含鎘煙塵回收鎘的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國鋅資源比較豐富，所含有的伴生元素也各不相同，鋅冶煉工業(yè)有價金屬的回 收和綜合利用是有可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要途徑，如何進(jìn)行資源的綜合利用是亟待解決的問 題。在鋅冶煉過程中，會產(chǎn)生金屬元素鎘，其極具回收潛力。氧化鎘是一種寬禁帶n型半導(dǎo) 體，直接帶隙為2. 27eV，是一種很有前途的光電子材料，在導(dǎo)電和可見過透光方面具有優(yōu)越 的性能，可以應(yīng)用到太陽能電池、電致變色器件、光電晶體管、光電二極管、透明電極和氣體 傳感器等，除此之外，氧化鎘還是鎳鎘系列堿性可充電電池的負(fù)極活性物質(zhì)，其性能的優(yōu)劣 直接影響電池的質(zhì)量，是制約鎳鎘電池綜合性能指標(biāo)的關(guān)鍵材料。目前我國電池用氧化鎘 年需求量超過了 3000t，現(xiàn)階段我國的氧化鎘多為小規(guī)模生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量差，性能不穩(wěn)定，因 此，從我國豐富的鎘資源出發(fā)，開發(fā)鎘的高附加值深加工產(chǎn)品十分有必要。
[0003] 煉鋅可以分為火法和濕法兩大類?；鸱掍\工藝中除了密閉鼓風(fēng)爐煉鋅（ISP)還 具有一定生命力外，平罐、堅罐、電熱等火法煉鋅工藝已經(jīng)趨于淘汰，85%以上鋅為濕法煉 鋅工藝生產(chǎn)。濕法煉鋅由精礦焙燒、浸出、凈液和電積四大工序。其中焙燒仍為火法過程， 主要目的是精礦脫硫，伴生于閃鋅礦中的砷和鎘，因其極易揮發(fā)，在焙燒或熔煉的火法過程 中，生成氧化物與鉛、鋅等一同進(jìn)入煙塵中。目前，多采用多膛爐焙燒和堿液洗濾脫除煙塵 中有害成分。當(dāng)煙塵中砷含量較低時，經(jīng)過還原熔煉，通過堿性精煉除雜，除去其中的砷，經(jīng) 過除砷后綜合利用。這種堿性精煉除砷，堿耗較高。多膛爐焙燒方法脫除雜質(zhì)效果好，但設(shè) 備復(fù)雜，投資較高；堿液洗濾設(shè)備簡單，操作容易，但脫除效率差，尤其對粒度較粗的煙道煙 塵脫除雜質(zhì)效果更差。且單獨(dú)處理氧化鋅煙塵難以除凈砷，難以分離鋅和鎘，致使難以生產(chǎn) 高等級產(chǎn)品。CN102286665A公開了一種復(fù)雜含砷及有價金屬渣塵物料的綜合回收方法，該 方法屬于火法回收，是將各種含砷物料經(jīng)過一次轉(zhuǎn)窯揮發(fā)砷，二次轉(zhuǎn)窯純化砷，產(chǎn)出99. 5% 的As205產(chǎn)品，再將一次和二次轉(zhuǎn)窯渣進(jìn)行鼓風(fēng)揮發(fā)爐還原熔煉，產(chǎn)出的高砷煙塵返回一次 轉(zhuǎn)窯處理，爐渣經(jīng)過處理后產(chǎn)出的含砷合金經(jīng)堿性氧化精煉處理，脫砷后的合金，按照常規(guī) 方法回收其中的鉛、銻、鉍、銀等，精煉堿渣含砷5%-15%。但是該方法存在流程長，能耗高， 氫氧化鈣除砷效率低，并產(chǎn)生大量的砷酸鈣渣等不足之處。CN1752236A公開了一種含砷復(fù) 雜溶液的新型脫砷技術(shù)，該方法為，對于高砷煙塵浸出所產(chǎn)生的含砷15_40g/L的高砷復(fù)雜 溶液，先將溶液含砷富集到l〇〇_250g/L，然后通入液態(tài)二氧化硫進(jìn)行還原，使溶液中的砷以 As203的形態(tài)析出，過濾干燥得到品位為82-92%的As203。該方法能較好的處理含砷煙塵或 物料，但該方法在回收其它有價金屬時，如鋅和鎘，過程復(fù)雜、難以徹底分離。
[0004]


【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種操作簡單、成本低廉、低溫濕法 反應(yīng)、產(chǎn)品質(zhì)量好的含鎘煙塵的綜合回收方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種含砷含鎘煙塵的綜合回收方法，包含以下主要步驟： 將含鎘煙塵加硫酸溶液中，所用硫酸濃度為3(Tl20g/L，浸出溫度為2(T80°C，浸出時間為 0. 5~12h。反應(yīng)后過濾得到硫酸鎘溶液；在所得硫酸鎘溶液中按Fe與As的物質(zhì)的量之比為 1 :1~4加入鐵鹽，加入雙氧水或通入空氣，氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH值為4~9,在1(T95°C 下氧化0. 5~12h，過濾得到除砷后溶液，在除砷后溶液中加入有機(jī)磷類萃取Zn2+，靜置分層 后分離得到含鎘的萃余液；在所得的萃余液中，調(diào)節(jié)Cd2+濃度為0. 025 ~0. 5mol/L，按鎘與 尿素的物質(zhì)的量之比為1:1~1:7加入尿素，使用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH為6~11后加入 高壓反應(yīng)釜中，在12(T230°C下反應(yīng)2?24h轉(zhuǎn)化為碳酸鎘后取出、過濾、水洗、40(T55(TC下 焙燒為〇. 5~ 6h得到氧化鎘粉末。
[0006] 所述的氧化三價砷時雙氧水用量為雙氧水完全氧化三價砷為五價砷時所需理論 量的1~1〇倍，反應(yīng)溫度為1(T95°C，氧化時間為0. 5~12h。
[0007] 所述的加入鐵鹽為硫酸鐵、氯化鐵、硫酸亞鐵或氯化亞鐵，鐵鹽為硫酸亞鐵和氯化 亞鐵時，需要在溶液中通入空氣或加入雙氧水將Fe2+氧化為Fe3+。
[0008] 所述的采用有機(jī)磷類萃取劑萃取除Zn2+時，有機(jī)磷類萃取劑為P204或P507,萃取 劑體積百分比濃度為1〇%~30%，萃取相比有機(jī)相與無機(jī)相體積比（0/A)為萃取時 間為5~60min，萃取級數(shù)為1~4級。 本方法流程簡單，可實施性強(qiáng)，鎘的回收率大于95%，鋅鎘分離率大于99%，實現(xiàn)了鋅鎘 的高效提取與分離。水熱合成法具有所需設(shè)備簡單，操作方便，工作環(huán)境好等優(yōu)點。

【具體實施方式】
[0009] 下面以具體案例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制， 對于本發(fā)明所作的任何變換或替換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0010] 本發(fā)明所述的含鎘煙塵的綜合回收方法，包括硫酸浸出，氧化，中和沉淀，萃取，水 熱反應(yīng)處理步驟。
[0011] 實施例1 稱取lkg鋅冶煉煙塵，其成分如表1所示，加入濃度為90g/L的硫酸溶液浸出，以液固 比6:1，在60°C下浸出lh，鎘的浸出率為99. 6%。
[0012] 表1冶煉鋅煙塵的化學(xué)成分（wt%)

【權(quán)利要求】
1. 一種鋅冶煉含鎘煙塵制備氧化鎘的方法，其特征在于：使用硫酸浸取含鎘煙塵，硫 酸浸取含鎘煙塵所用硫酸濃度為3(Tl20g/L，浸出溫度為2(T80°C，浸出時間為0. 5~12h ;過 濾后在浸出后的硫酸鎘溶液中按Fe與As的物質(zhì)的量之比為1 :1~4加入鐵鹽，加入雙氧水 或通入空氣，使用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)硫酸鎘溶液pH值為4~9,在1(T95°C下反應(yīng)0. 5~12h ; 反應(yīng)后過濾得到除砷后溶液，在除砷后溶液中加入有機(jī)磷類萃取劑萃取Zn2+，靜置分層后 分離得到含鎘的萃余液；在所得的萃余液中，調(diào)節(jié)Cd2+濃度為0. 025 ~0. 5mol/L，按鎘與 尿素的物質(zhì)的量之比為1:1~1:7加入尿素，使用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pHS6~ll后加 入高壓反應(yīng)釜中，在12(T230°C下反應(yīng)2~24h后后過濾、洗滌得到碳酸鎘；將所得碳酸鎘在 40(T550°C下焙燒0. 5?6h得到氧化鎘粉末。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述鋅冶煉含鎘煙塵制備氧化鎘的方法，其特征在于，加入鐵鹽為 硫酸鐵、氯化鐵、硫酸亞鐵或氯化亞鐵。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述鋅冶煉含鎘煙塵制備氧化鎘的方法，其特征在于：雙氧水用量 為雙氧水完全氧化三價砷為五價砷時所需理論量的廣10倍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅冶煉含鎘煙塵制備氧化鎘的方法，其特征在于：采用有 機(jī)磷類萃取劑萃取除Zn2+時，有機(jī)磷類萃取劑為P204或P507,萃取劑體積百分比濃度為 10%~30%，萃取相比有機(jī)相與無機(jī)相體積比為1:1~1:3,萃取時間為5~60min，萃取級數(shù)為 1?4級。
【文檔編號】C01G11/00GK104386737SQ201410666987
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】鄭雅杰, 劉遠(yuǎn), 孫召明 申請人:中南大學(xué)