一种锌湿法冶炼除镉剂及其应用方法技术

本发明专利技术涉及一种锌湿法冶炼除镉剂及其应用方法，属于溶液除镉技术领域。所述除镉剂由硫酸锌、硫化钙和水组成；其中按质量比计，硫酸锌：硫化钙＝1.5‑2.5:1；所述除镉剂用于除去锌冶炼浸出液中的镉。其应用为：将所述除镉剂加入到含镉的锌冶炼浸出液中，加热搅拌反应，反应后过滤。采用本发明专利技术所设计的除镉剂用于除去锌冶炼浸出液中镉，镉的去除率可达92％以上、同时锌的损失率小于等于2％。本发明专利技术组分设计合理，应用工艺简单可控，所得效果优良，便于大规模的工业化应用。

A Kind of Cadmium Removal Agent for Zinc Hydrometallurgy and Its Application

The invention relates to a cadmium remover for zinc hydrometallurgy and its application method, belonging to the technical field of solution cadmium removal. The cadmium removal agent is composed of zinc sulfate, calcium sulfide and water, in which zinc sulfate: calcium sulfide = 1.5 2.5:1 in mass ratio, and the cadmium removal agent is used to remove cadmium from zinc smelting leaching solution. The application is that the cadmium remover is added to the leaching solution of zinc smelting containing cadmium, heated and stirred, and filtered after reaction. The cadmium remover designed by the invention is used to remove cadmium from zinc smelting leaching solution, and the removal rate of cadmium can reach 92% or more, while the loss rate of zinc is less than 2%. The components of the invention are reasonably designed, the application process is simple and controllable, the obtained effect is excellent, and the large-scale industrial application is convenient.

【技术实现步骤摘要】
一种锌湿法冶炼除镉剂及其应用方法
本专利技术涉及一种锌湿法冶炼除镉剂及其应用方法，属于溶液除镉
技术背景随着锌消费量的增加，原生锌资源的含量和品位正在下降。因此，从资源利用和环境保护方面来说，作为二次资源的含锌量高的冶炼渣必须经过进一步的加工和再循环，以促进未来锌工业的可持续发展。然而，在锌冶炼渣中含有多种杂质元素，特别是包括大量的镉。当浸出锌渣时，镉不可避免地与锌一起进入浸出液中，且其在浸出液中浓度较高，通常在1g/L以上，但锌电解时对溶液中离子要求较高，镉离子的存在会对锌的电解提取造成严重损害。因此，在锌渣的湿法冶炼工艺中，镉离子需要在锌电解之前利用各种方法除去。传统除镉的方法通常有置换除镉法和水解沉淀除镉法。置换除镉法是根据金属活性的不同，由灵活程度高的金属置换出溶液中的镉离子，在湿法冶炼工艺中通常用锌粉置换除镉，但锌金属价格逐渐增长，工艺上利用锌粉除镉成本很高。水解沉淀除镉法是利用镉离子在溶液中的水解性，通过调节溶液pH值生成难溶、稳定的氢氧化镉沉淀除镉，但当溶液中含有大量的锌离子时，调节pH时由于锌浓度太高会优先生成氢氧化锌沉淀，从而达不到除镉的目的。近年来，许多科研人员尝试采用萃取除镉、吸附法除镉、离子交换除镉等方向来对传统方法进行改进，但未能得到理想的结果。萃取法除镉效果较好，除镉比较彻底，金属回收率高，但萃取级数多，萃取线长，操作复杂，设备投资大，电耗也较高。吸附法是利用多孔的固体物质，使溶液中的镉被吸附在固体表面而出去。但这种方法要求的控制条件比较多，如吸附剂的粒度、添加量，溶液的成分，这些条件增加了操作的难度。本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有除镉工艺的不足，提供一种具有工艺流程短、除镉彻底、操作简便、运行成本低的净化除镉方法。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种锌湿法冶炼除镉剂及其应用方法，将本专利技术所提供的除镉的方法应用于锌冶炼渣浸出液中进行除镉，与工业中常用的的锌粉除镉比较，由于硫化钙和硫酸锌价格较低，成本明显较小。为了实现上述目的，本专利技术采用如下方案。本专利技术一种锌湿法冶炼除镉剂，由硫酸锌、硫化钙和水组成，其中按质量比计，硫酸锌：硫化钙＝1.5-2.5:1；所述除镉剂用于除去锌冶炼浸出液中的镉。作为优选方案，本专利技术一种锌湿法冶炼除镉剂，按质量比计，硫酸锌：硫化钙＝2-2.5:1。作为优选方案，本专利技术一种锌湿法冶炼除镉剂，按质量比计，硫酸锌和硫化钙的混合物：水＝1-2：1。本专利技术一种锌湿法冶炼除镉剂，硫酸锌与硫化钙反应生成活性硫化锌，再使活性硫化锌与锌冶炼浸出液中的镉离子反应生成硫化镉，从而达到除镉的目的。本专利技术首创的一种锌湿法冶炼除镉剂及其应用方法，与传统的硫化钠除镉法相比，硫酸锌先和硫化钙在水中混合，钙离子与硫酸根离子生成难溶于水的硫酸钙，过滤时随沉淀分离出来，基本不会向溶液中引入新的杂质离子，锌离子则和硫离子结合矿化形成硫化锌，这比直接购买使用硫化锌成本低，而硫化钠沉淀镉时，硫化镉从溶液中沉淀析出，可过滤分离，但钠离子会进入溶液中，当水循环利用时会一直累积，溶液中钠离子浓度达到几十克每升时，会结晶而出，造成夹杂的锌离子产生损失。本专利技术一种锌湿法冶炼除镉剂的应用方法，将上述除镉剂应用于含镉的锌冶炼浸出液中进行除镉，具体步骤为：先将硫酸锌和硫化钙在水中反应生成硫化锌后，再加入到含镉的锌溶液中除镉，反应后，经过过滤使溶液与沉淀分离，达到除镉的目的。优选的方案，除镉剂的加入量为锌溶液中镉元素总质量的5-8倍。除镉剂加入太少会导致除镉率低，加入过多尽管不会对溶液中组分造成影响，但会使沉淀增多，过滤时可能会造成锌损失加大。优选的方案，所述含镉的硫酸锌溶液中锌的浓度为100-140g/L，镉的浓度>1g/L。优选的方案，所述反应的温度为70-90℃，时间为3-4h。优选的方案，所述反应的pH值控制在0.5-1.5之间。优选的方案，所述反应在搅拌下进行，搅拌速度为250-350转/分钟。本专利技术一种锌湿法冶炼除镉剂的应用方法，锌冶炼浸出液中镉的去除率大于等于92％。锌的损失率小于等于2％。本专利技术在保证锌微量损失的提前提下，实现了镉的高效快速去除。具体实施方式实施例1按比例，将34g硫酸锌与16g硫化钙混合，置于40ml水中，70℃下加热搅拌1h，将反应后的混合物置于1L含镉的硫酸锌溶液中，除镉前液中锌浓度110g/L，镉浓度10g/L，反应过程中pH值稳定在1，在90℃下以250转/分钟的搅拌速率反应3.5小时，过滤，除镉率可达到95％。锌的损失率小于等于2％。实施例2按比例，将30g硫酸锌与14g硫化钙混合，置于40ml水中，60℃下加热搅拌1h，将反应后的混合物置于1L含镉的硫酸锌溶液中，除镉前液中锌浓度130g/L，镉浓度8g/L，反应过程中pH值稳定在0.5，在90℃下以250转/分钟的搅拌速率反应4小时，过滤，除镉率可达到96％。锌的损失率小于等于2％。实施例3按比例，将27g硫酸锌与15g硫化钙混合，置于40ml水中，65℃下加热搅拌40min，将反应后的混合物置于1L含镉的硫酸锌溶液中，除镉前液中锌浓度140g/L，镉浓度8.5g/L，反应过程中pH值稳定在1，在90℃下以250转/分钟的搅拌速率反应4小时，过滤，除镉率可达到93％。锌的损失率小于等于2％。对比例1；将19g硫化锌置于1L含镉的硫酸锌溶液中，除镉前液中锌浓度135g/L，镉浓度8.7g/L，反应过程中pH值稳定在1，在90℃下以250转/分钟的搅拌速率反应4小时，过滤，除镉率可达到86％。锌的损失率约为2％。其成本为实施例2的2倍。对比例2将18g硫酸锌与18g硫化钙混合，置于40ml水中，65℃下加热搅拌40min，将反应后的混合物置于1L含镉的硫酸锌溶液中，除镉前液中锌浓度117g/L，镉浓度9.3g/L，反应过程中pH值稳定在1，在90℃下以250转/分钟的搅拌速率反应4小时，过滤，除镉率达到83％。锌的损失率约为5％。对比例3将30g硫酸锌与10g硫化钙混合，置于40ml水中，65℃下加热搅拌40min，将反应后的混合物置于1L含镉的硫酸锌溶液中，除镉前液中锌浓度126g/L，镉浓度9.4g/L，反应过程中pH值稳定在1，在90℃下以250转/分钟的搅拌速率反应4小时，过滤，除镉率可达到76％。锌的损失率约为2％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锌湿法冶炼除镉剂，其特征在于：所述锌湿法冶炼除镉剂由硫酸锌、硫化钙和水组成；其中按质量比计，硫酸锌：硫化钙＝1.5‑2.5:1；所述除镉剂用于除去锌冶炼浸出液中的镉。

【技术特征摘要】
1.一种锌湿法冶炼除镉剂，其特征在于：所述锌湿法冶炼除镉剂由硫酸锌、硫化钙和水组成；其中按质量比计，硫酸锌：硫化钙＝1.5-2.5:1；所述除镉剂用于除去锌冶炼浸出液中的镉。2.根据权利要求1所述的一种锌湿法冶炼除镉剂，其特征在于：所述锌湿法冶炼除镉剂中按质量比计，硫酸锌：硫化钙＝2-2.5:1。3.根据权利要求1所述的一种锌湿法冶炼除镉剂，其特征在于：按质量比计，硫酸锌和硫化钙的混合物：水＝1-2：1。4.根据权利要求3所述的一种锌湿法冶炼除镉剂，其特征在于：按设计组分配取硫酸锌、硫化钙、水，然后将配取的硫酸锌、硫化钙、水于50-70℃下搅拌30-60分钟。5.一种权利要求1-4任意一项所述的锌湿法冶炼除镉剂的应...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，杨越，宋绍乐，胡岳华，韩海生，王丽，孙磊，周嘉辉，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43