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铅锌冶炼中含镉物料的处理

文档作者：李江文档来源：湖南水口山有色金属集团有限公司		点击数：	更新时间： 2024年06月14日
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·36· 中国有色冶金A生产实践篇．金属冶炼
铅锌冶炼中含镉物料的处理
李江
(湖南水口山有色金属集团有限公司，湖南衡阳421513)
[摘要] 介绍了湖南水口山有色金属集团有限公司近年来含镉物料在常规湿法炼锌系统中综合回
收产出精镉的工艺流程。
[关键词] 镉；铅锌冶炼；含镉物料；次氧化锌；电尘灰；铜镉渣
[中图分类号]TF819．2 [文献标志码] B [文章编号] 1672—6103(2016)06—0036—04
O 前言
湖南水口山有色金属集团有限公司(以下简称水
口山公司)是一家集铅锌采选与冶炼于一体的综合性
有色冶金企业，目前拥有铅锌采选能力60万∥a，铅
冶炼能力20万t／a，锌冶炼能力10万L／a。近几年
来，有色金属市场持续低迷，企业效益不佳，在冶炼
过程中综合回收稀贵金属成为企业创效的有效途
径。镉的富集回收是铅锌冶炼综合回收的重点之
一，也是效益工程。镉在铅锌冶炼不同工序富集的
产物主要有：常规湿法炼锌系统的铜镉渣、铅系统的
含镉次氧化锌和电尘灰等，其主要金属含量见表1。
表1含镉物料中主要金属含量％
1 铅系统含镉物料在湿法炼锌系统中
的处理及镉的富集
铅系统含镉次氧化锌进入系统首先要经过多膛
炉焙烧脱除氟氯，因为氟氯在电解时腐蚀阴阳极板，
增大极板消耗，使锌剥离困难，并使析出锌中铅超
标，降低产品质量。含镉氧化锌卸入库房，由抓斗行
[作者简介]李江(1982一)，男，本科学历，毕业于江苏淮海工学院，
现任湖南水口山有色金属集团有限公司科技发展部投资管理室主
任。
[收稿日期]2叭6一10—13
车抓人中间仓，埋刮板机送入高位仓，经气动输送至
多膛炉顶部储仓，螺运机定量送至多膛炉内，经过多
膛炉焙烧，脱除氟氯的次氧化锌由底层排出，直接进
入磨矿系统。
磨矿采用洗水调浆，液固比3：1，入球磨机湿
磨，出球磨机矿浆，加入含酸电解废液，调整液固比，
用泵泵至圆锥分级机；分级底流通向球磨机，溢流泵
至中浸槽。
中性浸出控制始酸～60 g／L，温度～65℃，液
固比6～8：1，浸出时间～2 h，终点pH=5．2—5．4。
锌浸出的同时，部分砷锑也被浸出，而砷锑杂质进入
溶液，电积时会引起烧板，因此必须最大限度地除
去。锌浸出完成后，加入配备好的亚铁盐、锰粉、酸
性铁盐溶液，根据浸出液中砷锑离子浓度，按一定比
例加入，使铁以易于过滤的针铁矿形式水解沉淀，同
时使砷锑硅锗等杂质吸附而共沉淀除去。氧化除铁
温度80～90℃，时间～2 h。
中性浸出矿浆自流人中性浸出浓密机，浓密沉
清后，底流送氧化锌酸性浸出，上清液送焙砂中浸
工序。
酸性浸出控制始酸130～150 g／L，温度70—80
℃，液固比7～9：l，浸出时间7—8 h，终酸20～30
g／L。酸性浸出矿浆自流进酸性浸出浓密机，浓密沉
清后，上清液送铟系统中和沉铟工序，底流用泵送人
厢式压滤机压滤，滤液经贮槽返回氧化锌酸性浸出，
滤渣即铅渣运至铅冶炼系统。
铅系统电尘灰中的铅品位达43％，无法进多膛
炉焙烧工序，因为铅高易造成窑内结圈及耙齿结块，
考虑到镉浸出较易，故采用酸浸处理。处理后矿浆
万方数据
2016年12月第6期李江：铅锌冶炼中含镉物料的处理·37·
直接进入氧化锌系统球磨中浸工序，控制每天的投
入量，避免高镉溶液对系统的影响。
最终镉在净化工序完成富集，生成铜镉渣，进入
镉系统进行处理。净化工序采用三段连续净化
(一、三段加锌粉，二段加锌粉、锑盐)，以达到深度
净化的目的。第一段根据溶液氯离子浓度，加铜离
子除氯，低温加锌粉除铜镉，净化温度55～60℃，反
应时间～2 h。一次净化后的溶液泵至厢式压滤机
进行过滤，滤液采用螺旋板式换热器加热后送第二
段净化，滤渣即铜镉渣。第二段净化为高温加锌粉、
锑盐除钴、镍、砷、锑，二段净化控制作业温度85～
90℃，反应时间3 h。二次净化后的溶液泵至厢式
压滤机进行过滤，滤液用鼓风式冷却塔冷却至55～
60℃，送第三段净化。第三段净化进一步加锌粉除
铜镉，从鼓风式冷却塔出来的溶液进入三段净化槽。
三段净化作业温度55～60℃，反应时间一2 h。三
段净化后的溶液泵至厢式压滤机进行过滤，滤液泵
送锌电积工段。滤渣为铜镉渣，这部分铜镉渣里含
有较多的锌粉，用中浸上清液浆化后返回第一段
净化。
铅系统含镉物料在湿法炼锌系统中处理的工艺
流程见图1。
电尘灰含镉次氧化锌锌精矿
图1铅系统含镉物料在湿法炼锌系统中处理工艺流程图
2铜镉渣的处理
铜镉渣和电解废液按一定液固比加入到镉系统
浸出反应槽中，电解废液中的硫酸与铜镉渣中的镉
发生反应，金属镉以离子形态进入溶液，而金属铜基
本不溶解仍留在渣中，从而实现铜镉分离，铜渣送冶
炼系统处理回收金属铜。
铜渣和硫酸镉溶液液固分离后，在硫酸镉溶液
中加入适量锌粉，锌粉和溶液中的镉离子发生置换
反应产出海绵镉。
置换得到的海绵镉是表面积较大的粒状海绵体
组织，容易氧化，需要压制成团。镉团在熔融的片碱
覆盖下熔铸成粗镉锭。镉的熔铸过程实际上也是碱
法精炼过程，海绵镉中的杂质金属大部分都能溶解
于片碱中。将海绵镉在铸型锅中熔化，加入氢氧化
钠并插入新鲜松木板搅拌，同时进行碱性精练和还
原精炼，得到粗镉。
铜镉渣处理工艺流程见图2。
万方数据
·38· 中国有色冶金A生产实践篇·金属冶炼
海绵镉
镉团
塑堕堕
(送精馏系统) (环保处理)
图2铜镉渣处理工艺流程图
3 粗镉精馏
精馏是利用各种金属不同的沸点，控制适当
的温度，使低沸点的镉蒸发，而其它沸点高的杂质
元素不易挥发，留于锅底残渣中，从而达到分离提
纯镉的目的。镉蒸气经冷凝得到纯度较高的
镉锭。
粗镉化学成分及其物理性能见表2。
表2粗镉化学成分及各成分的物理性能
由表2可知，粗镉中的杂质，除As在615℃
升华外，其它金属杂质的沸点都远高于镉的沸点，
虽然As与zn可与镉同时蒸馏，但与烧碱的熔炼
过程中，As与zn均熔于烧碱中，再通过精馏，其均
降到0．002％以下，可达到精镉标准。铜与铁的沸
点很高，在镉的沸点温度下，其蒸气压很小，故在
镉精馏过程中，微量铜、铁进入精镉可视为机械夹
杂。
水口山公司精镉炉2008年5月投产，原采用
煤气加热，塔盘材质为碳化硅，设计产能为1．5 t／
d。由于能耗大，运行成本高，塔盘寿命短等问题，
2010年10月改为电热连续真空精馏炉，在真空度
25 Pa的环境下，熔化炉温550℃，加料盘温度530
℃，蒸发盘温度560℃，回流盘温度480℃。与常
压蒸馏相，其具有温度低、能耗低、成本低、塔盘腐
蚀小，寿命长的特点，主要技术经济指标见表3，工
艺流程见图3。
粗镉
镉蒸气镉渣
(返熔铸工序)
塑
图3粗镉精馏工艺流程图
水卜J 卜牵
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一炉一高蕈一保一
万方数据
2016年12月第6期李江：铅锌冶炼中含镉物料的处理·39·
4结束语
水口山公司实施镉综合回收近10年来，根据自
身实际情况不断摸索和完善生产能力、技术指标，综
合回收水平不断提高。目前，公司成立专项科研项
目组，突破镉的富集与减排关键技术，改进、完善现
有工艺，争取实现镉的浸出率90％以上，净化后新
液cd≤0．00l 5 g／L，镉的富集(回收)率85％以上。
通过技术的不断提高和创新，镉综合回收将创造更
多的效益。
[参考文献]
[1] 《铅锌冶金学》编委会．铅锌冶金学[M]．北京：科学出版社，
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
{劳、移《多、刃、《多、d争叫劳、dP-痧_寥、痧痧《猡、驴《争《疹、盔争《哆、盔九d护、《伊《驴、癌、痧痧《驴、d争q露、痧、护彩<方、d≯1露、d旁、刃、痧痧q方、施卜痧、痧，痧痧．．痧《驴、d争叫旁、疹>

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