精镉渣中有价金属分离技术研究

王建芳， 刘 倩， 孙强强

(1.商洛学院化学工程与现代材料学院， 2.陕西省尾矿资源综合利用重点实验室， 陕西 商洛 726000)

精镉渣中有价金属分离技术研究

王建芳1,2， 刘 倩1， 孙强强1

(1.商洛学院化学工程与现代材料学院， 2.陕西省尾矿资源综合利用重点实验室， 陕西 商洛 726000)

研究了从精镉渣中分离金属镉、铅、铊、铜、镍。精镉渣在真空蒸馏炉中，通过控制温度和真空度，实现主要金属的分离。试验结果：镉环含镉98%，铅铊渣饼含铅52.21%、铊42.10%，铜镍渣含铜56.63%、镍33.27%，提高了精镉渣的经济价值。

粗镉； 精镉渣； 有价金属； 真空蒸馏； 分离

在粗镉加工精镉的过程中，会有大量精镉渣产生。一个年产1 000 t精镉的企业，每年产生的精镉渣达20～30 t。由于，精镉渣中含有镉、铜、铅、铊、镍等金属，堆存不仅占用土地，而且污染环境；如果外售，部分金属不计价，经济损失大。将精镉渣中有价金属分离是精镉渣价值提高的关键[1-3]。本文

对精镉渣中有价金属的分离技术进行研究，以实现其价值最大化。

1 精镉渣中有价金属的分离

1.1 精镉渣成分

精镉渣成分见表1。

表1 精镉渣成分

由表1可知，精镉渣的主要成分为镉，铜、铅、铊、镍各占2.5%左右。

1.2 分离原理

利用精镉渣中镉、铜、铊、镍、铅的熔沸点不同，控制蒸馏温度将其分离。精镉渣中主要金属的熔沸点见表2。

表2 精镉渣中主要金属的熔沸点 ℃

1.3 技术方案

制定两个技术方案分离精镉渣中的有价金属，两个方案的工艺流程见图1、图2。

图1 方案一流程图

图2 方案二流程图

1.4 设备

真空蒸馏炉、控制柜和水冷却循环系统。

2 试验结果分析

2.1 方案一

取精镉渣20 kg，放入真空蒸馏炉坩埚中盖好盖子。开启真空泵，40 min后真空表显示为8 Pa，开始升温加热，功率为35 kW，40 min后温度达到600 ℃，恒温1 h停炉冷却。冷却4 h后，打开真空炉，蒸出的环状镉饼重14.3 kg，盖子和壁上的1.5 kg，总的质量15.8 kg。坩埚锅底渣重4.2 kg。蒸出的镉环和盖壁颗粒镉成分见表3。

表3 方案一得到的镉环和盖壁颗粒镉成分

由表3可知，精镉渣在600 ℃恒温蒸馏1 h，可将其中的镉与铊、铅、镍、铜分开。蒸出的镉环和盖壁颗粒镉含镉在98%以上。

将上组试验产生的4.2 kg坩埚底渣放入精镉炉中，盖好盖抽真空，15 min后真空表显示4 Pa，开始加热，功率为30 kW，维持20 min，然后调整功率为60 kW，温度达到1 200 ℃后，恒温1.5 h停炉冷却，冷却4 h后打开真空炉，蒸出的铊铅环重2.0 kg，坩埚底部铜镍渣饼重2.2 kg。铊铅环和铜镍渣饼的成分见表4。

表4 方案一得到的铊铅环和铜镍渣饼成分

由表4可知，精镉渣在1 200 ℃恒温蒸馏1.5 h，可将其中的铊、铅与镍、铜分离。蒸出的铊铅环含铅52.21%，含铊42.10%。残留的铜镍渣含铜56.63%，含镍33.27%。

2.2 方案二

取精镉渣20 kg放入精镉炉中，盖好盖抽真空27 min，真空表显示6 Pa后，开始加热。功率为30 kW，维持22 min，然后调整功率为60 kW。当温度达到1 200 ℃后，恒温1.5 h停炉冷却。冷却4 h后打开真空炉，蒸出的镉铊铅环重16.9 kg，坩埚底部铜镍渣饼重3.1 kg。方案二得到的镉铊铅环和铜镍渣饼成分见表5。

表5 方案二得到的镉铊铅环和铜镍渣饼成分

由表5可知，精镉渣在1 200 ℃恒温蒸馏1.5 h，可将其中的镉、铊、铅与镍、铜分离。蒸出的镉铊铅环含镉38.88%，含铅25.20%，含铊33.02%。残留的铜镍渣饼含铜52.25%，含镍30.98%。

图3 方案二得到的镉环、铅铊渣饼、铜镍渣饼

将上组试验产生的16.90 kg镉铊铅环放入真空蒸馏炉坩埚中盖好盖，开启真空泵，18 min后真空表显示为10 Pa，开始加热升温，功率为35 kW，28 min后温度达到600 ℃，恒温1 h后停炉冷却4 h。冷却结束后，打开真空炉，蒸出的镉环重16.20 kg，坩埚锅底渣重4.2 kg。蒸出的镉环、铅铊渣饼、铜镍渣饼实物见图3。

镉环和铅铊渣饼成分见表6。

表6 方案二得到的镉环和铅铊渣饼成分

由表6可知，镉铊铅环在600 ℃恒温蒸馏1 h，可将镉与铊、铅分开。蒸出的镉环含镉98.65%，残留的铅铊饼含铅44.6%，含铊37.8%。

3 结论

方案一和方案二都能将精镉渣中的主要有价金属富集分离，分离得到的镉、铅、铊和铜、镍，继续深加工更具有回收价值；外售时，金属计价，效益显著。

[1] 森维，孙红燕，彭林，等. 从铜镉渣中回收锌、镉、铜试验研究[J].湿法冶金，2015，34(1)，29-31.

[2] 卢国俭，朱英杰，欧阳春. 铜镉渣综合利用研究[J].无机盐工业，2014，46(7)，63-66.

[3] 程永强. 联合法回收精镉渣中镉和铊的生产实践[J].有色矿冶，2010，26(4)，42-44.

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WANG Jian-fang, LIU Qian, SUN Qiang-qiang

The study analyzes separation of cadmium, lead, thallium, copper and nickel from the refined cadmium residue. These metal in refined cadmium residue are recovered by controlling temperature and vacuum degree in vacuum distillation furnace equipment. The research results show that 98% Cd is obtained in cadmium ring, and 52.21% Pd and 42.10% Tl are recovered in the thallium lead residue cakes. Moreover, the Cu and Ni contents reaches 56.63% and 33.27% in copper and nickle residue, respectively. Therefore, the economic value of the refined cadmium residue is improved.

crude cadmium; refined cadmium residue, valuable metals, vacuum distillation; separation

王建芳(1981—)，女，山西曲沃人，博士，讲师，从事化学教学与科研工作。

2016-01-20

X756

B

1672-6103(2017)01-0068-03