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從銅鎘渣中回收鋅、鎘、銅試驗研究

文檔作者：森維1 孫紅燕2 彭林1 楊繼生1 宋興誠1 文檔來源： 1．云南錫業(yè)集團(控股)有限責任公司 2．紅河學(xué)院理學(xué)院		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年10月06日
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第34卷第1期(總第139期)
2015年2月
濕法冶金
Hydrometallurgy of China
V01．34 No．1(Sum．139)
Feb．2015
從銅鎘渣中回收鋅、鎘、銅試驗研究
森維1，孫紅燕2，彭林1，楊繼生1，宋興誠1
(1．云南錫業(yè)集團(控股)有限責任公司，云南個舊661000；
2．紅河學(xué)院理學(xué)院，云南蒙自661lOO)
摘要：通過小型試驗和工業(yè)試驗，研究了一段浸出法從銅鎘渣中浸出鋅、鎘、銅。試驗結(jié)果表明：浸出體系中添
加強氧化劑B可明顯提高氧化速率和鋅、鎘浸出率，只需一段浸出，鋅、鎘浸出率均大于91％，且浸出液中雜
質(zhì)含量低，不需進一步除雜；銅不被浸出而是以海綿銅形式留在渣中，渣中銅質(zhì)量分數(shù)為43％～46％，此渣可
返回銅渣除氯系統(tǒng)循環(huán)利用。
關(guān)鍵詞：銅鎘渣；氧化劑；浸出；鋅；鎘
中圖分類號：TF803．21；TF813；TF819．2 文獻標志碼：A 文章編號：1009—2617(2015)01—0029—03
DoI：10．13355／J．cnki．sfyj．2015．01．08
濕法煉鋅系統(tǒng)的鋅粉凈化除銅鎘段會產(chǎn)出大
量含有鋅、銅、鎘的渣(銅鎘渣)，其中Zn質(zhì)量分
數(shù)30％～50％，Cu質(zhì)量分數(shù)1％～10％，Cd質(zhì)量
分數(shù)7％～20％。這種渣為冶煉中間產(chǎn)物，直接
銷售價格低廉，大多數(shù)鋅冶煉廠都進行綜合回收，
一般將鋅以硫酸鋅形式返回鋅系統(tǒng)，銅以海綿銅
渣形式回收，鎘以海綿鎘或精鎘錠形式回收[1屯]。
目前，處理銅鎘渣的方法主要有2種。1)二段浸
出法[2。5]：將銅鎘渣加廢電解液或硫酸進行二段逆
流浸出，浸出過程中加二氧化錳或壓縮空氣進行
氧化，浸出液含硫酸鋅和硫酸鎘，送鎘置換工段回
收鎘、鋅，浸出渣為銅渣。2)直接浸出法L6書]：用濃
度較高的硫酸浸出銅鎘渣，將鋅、銅、鎘直接轉(zhuǎn)入
溶液，然后再用鋅粉置換銅得到海綿銅渣，置換鎘
得到海綿鎘，置換液含硫酸鋅返回系統(tǒng)回收鋅。
這2種方法存在以下缺陷：二段浸出法流程長，反
應(yīng)速度慢(需1～2 d)，二氧化錳消耗量大，銅渣品
位低，浸出液含雜質(zhì)高；直接浸出法的浸出液含雜
質(zhì)高，且銅也被浸出進入溶液，需消耗大量鋅粉來
置換海綿銅。因此，本文作者探索了采用一段浸
出法處理銅鎘渣：浸出過程中添加強氧化劑B和
壓縮空氣，經(jīng)過一段浸出將鋅、鎘浸出到溶液中，
而銅以海綿銅形式留在渣中。
1 試驗部分
1．1 試驗原料
試驗原料為某冶煉鋅系統(tǒng)一段凈化產(chǎn)出的銅
鎘渣漿。取500 mL渣漿，過濾后得到銅鎘渣約
580 g，其中含水44．2％，主要成分質(zhì)量分數(shù)為：Zn
41．19％，Cu 8．63％，Cd 16．08％，As 0．016％，Sb
0．017％，Mn 0．090％，Co 0．021％，F(xiàn)e 0．013％。該
銅鎘渣中，鋅、銅、鎘主要以單質(zhì)金屬形式存在。
廢電解液為鋅電解試生產(chǎn)期間產(chǎn)出的廢液，
主要成分質(zhì)量濃度為：H。SO。106．21 g／L，Zn
36．6 g／L，As 0．04 mg／L，Sb 0．011 mg／L，Cu 0．
013 mg／L，Cd 0．363 mg／L，Co 0．09 mg／L，Ni 0．
753 mg／L。
強氧化劑B。強氧化劑B可將鎘渣中的Zn、
Cd氧化并與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅、硫酸鎘。主要
反應(yīng)為：
Cd+H2SO。+強氧化劑B—CdSO。+H。O，
Zn+H。SO。+強氧化劑B—ZnSO。+H20。
1．2試驗方法
小型試驗：試驗在2 L燒杯中進行。取500
mL銅鎘渣漿加入燒杯中，在電爐上加熱并攪拌。
加入廢電解液，控制pH為3～4(置換硫酸鎘溶
收稿日期：2014-03—19
基金項目：云南省教育廳科學(xué)研究基金資助項目(2013Y068)；紅河學(xué)院“化學(xué)”云南省碩士點建設(shè)學(xué)科開放基金資助項目(HXZl308)。
作者簡介：森維(1985一)，男，云南會澤人，碩士，工程師，主要研究方向為重金屬冶煉。
萬方數(shù)據(jù)
‘30‘ 濕法冶金2015年2月
液要求pH為3～4)，加熱至一定溫度后保溫反
應(yīng)一段時間，然后加入不同量強氧化劑B，反應(yīng)5
rain后過濾，得到濾液和濾渣。
工業(yè)試驗：將小型試驗得到的最佳參數(shù)應(yīng)用
于工業(yè)試驗，試驗在帶有機械攪拌的鋼襯膠襯磚
錐形槽體(q53 000 mm×3 200 mm，總?cè)莘e23．7
m3)內(nèi)進行，方法與小型試驗一致。槽體上配有
蒸汽加熱裝置，并帶有2根壓縮空氣管，起加強氧
化和攪拌功能。
2試驗結(jié)果與討論
2．1溫度對浸出的影響
試驗條件：反應(yīng)時間30 min，pH 3～4，不加
強氧化劑B。溫度對浸出的影響試驗結(jié)果見表
1?？梢钥闯?，隨溫度升高，鋅、鎘浸出率增大，而
銅幾乎不被浸出。結(jié)合生產(chǎn)實際，確定浸出溫度
為80℃。
表1 溫度對銅鎘渣浸出率的影響
95．28 2．5×10—5 3．83
98．72 2．8×10—5 4．51
101．26 3．5×10一5 5．17
65．65 0．000 1 9．94
69．50 O．000 1 11．88
72．34 0．00G 1 13．78
2．2保溫時間對浸出的影響
試驗條件：溫度80℃，體系pH 3～4，不加強
氧化劑B。保溫時間對浸出的影響試驗結(jié)果見表
2。可以看出：隨保溫時間延長，鋅、鎘浸出率增
大；但保溫30 min后，鋅、鎘浸出率變化不大，銅
幾乎不被浸出。因此，保溫時間選定為30 rain。
表2保溫時間對銅鎘渣的浸出效果
90．37 2．7×10—5 3．52
】01．26 3．5×10—5 5．17
102．31 2，3×10一5 5．25
60．16 0．000 1 9．05
72．34 0．000 1 13．78
73。52 0．000 I 14．01
2．3強氧化劑B對浸出的影響
試驗條件：溫度80℃，保溫時間30 rain，pH
控制在3"--4。添加不同量強氧化劑B的試驗結(jié)
果見表3?？梢钥闯觯寒敿尤霃娧趸瘎〣 30 mL
時，浸出渣為灰褐色，有90％～91％的鋅被浸出，
銅幾乎不被浸出，而鎘浸出率只有52％～53％；
當加人強氧化劑B 45 mL時，浸出渣顏色變?yōu)榘?
紅色，有95％～96％的鋅被浸出，銅幾乎不被浸
出，以海綿銅形式留在浸出渣中，鎘浸出率升高至
87％～88％；當加入強氧化荊B 60 mL時，浸出
渣中含鋅、鎘繼續(xù)降低，顏色轉(zhuǎn)為暗紅色，此時鋅、
鎘浸出率分別為98％～99％、87％～98％，但大
量銅被浸出到溶液中，浸出率為15％～19％，說
明強氧化劑B明顯過量。添加強氧化劑B明顯
提高了鋅、鎘的浸出率，添加量以45 mL時效果
最好，鋅、鎘浸出率分別為95％～96％、87～
88％，銅以海綿銅形式留在浸出渣中，渣中銅質(zhì)量
分數(shù)為54．14％。
表3 添加不同量強氧化劑B對銅鎘渣浸出的影響
2．4工業(yè)試驗
根據(jù)小型試驗確定的工藝參數(shù)(溫度80℃，
保溫時間30 rain，pH 3～4，銅鎘渣漿體積500
mL，強氧化劑B加入量45 mL)，在生產(chǎn)系統(tǒng)上進
行工業(yè)試驗。每次處理銅鎘渣漿5 m3，在23．7
m3錐形攪拌槽中進行，用壓縮空氣加強攪拌和氧
化。具體條件為：用蒸汽加熱至80℃，pH控制
在3～4，反應(yīng)時間延長至4 h，銅鎘渣漿與酸充分
∞
∞
脅
p
壚
驢
萬方數(shù)據(jù)
第34卷第1期森維等：從銅鎘渣中回收鋅、鎘、銅試驗研究·31·
反應(yīng)后再加入強氧化劑B，強氧化劑B實際加入
量根據(jù)浸出渣的顏色加以調(diào)整(由灰褐色變?yōu)榘?
紅色時為終點，此時浸出渣中的銅主要以海綿銅
形式存在)，加強氧化劑B后浸出1 h。試驗結(jié)果
見表4?？梢钥闯觯轰\、鎘浸出率均大于91％；銅
幾乎不被浸出，以海綿銅形式留在浸出渣中，渣中
銅質(zhì)量分數(shù)為43％～46％，可返回銅渣除氯系統(tǒng)
循環(huán)利用。
此外，強氧化劑B的加入不引入新的雜質(zhì)，
所以浸出液中的雜質(zhì)含量非常低，As、Sb、Fe質(zhì)
量濃度均低于0．1 mg／L，不需除雜即可直接進行
鎘的置換。
表4工業(yè)試驗結(jié)果
3 結(jié)論
銅鎘渣浸出體系中添加強氧化劑B可明顯
提高銅鎘渣的氧化和浸出速率，只需一次浸出即
可將銅鎘渣中91％以上的鋅、鎘浸出到溶液中，
而且不引人新的雜質(zhì)，浸出液中雜質(zhì)含量低，不需
進一步除雜；而銅則以海綿銅形式留在渣中，渣中
銅質(zhì)量分數(shù)為43％～46％，可以返回銅渣除氯系
統(tǒng)循環(huán)利用。
參考文獻：
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1998，17(1)：41-42．
Recovery of Zinc，Cadmium and Copper From Copper-cadmium Residue
SEN Weil，SUN Hongyan2，PENG Linl，YANG Jishen91，SONG Xingchen91
(1．Yunnan Tin Group(holding)Company Limited，Gejiu 661000，China；
2．College of Science，Honghe University，Mengzi 661100，China)
Abstract：In this paper，leaching of copper，cadmium and zinc from copper—cadmium residue by single
stage leaching process by the pilot tests and industrial tests were reseached．The results show that by
adding strong oxidant B into leaching system，the oxidation velocity and leaching of zinc and cadmium
can be increased．Leaching rate of zinc and cadmium are both higher than 9 1％by only single stage
leaching，the content of impurities is very low in the leaching solution．The copper is left in the
leaching slag as the form of sponge co．pper．The content of copper in the slag is 43％～46％．The
copper slag can be recycled in the system of dechlorine．
Key words：copper—cadmium residue；oxidant；leaching；zinc；cadmium

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