一种从含镉废料中回收金属镉的方法技术

一种从含镉废料中回收金属镉的方法包括除去含镉废料中的有机物质和水；在还原气氛下将除去有机物质和水的含镉废料中的氧化镉还原成单质镉，并将镉蒸发形成镉蒸汽；将镉蒸汽冷凝形成金属镉，其中，所述还原气氛由还原性气体形成，所述还原性气体包括主气流和辅助气流，主气流和辅助气流逆向吹向所述除去有机物质和水的含镉废料，辅助气流的线速度大于主气流的线速度。本发明专利技术提供的从含镉废料中回收金属镉的方法能耗低，步骤简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种回收金属镉的方法，更具体地是关于一种从含镉废料 中回收金属镉的方法。
技术介绍
镍镉电池具有容量大、寿命长、制造简单及成本低等优点，而且循环次 数可达几百甚至上千次。随着国民经济的发展，镍镉电池己经广泛用于国防、 消防、航天、家用电器、办公机器、通讯设备和电动工具等方面的供电系统中。镍镉电池一般包括正极、负极以及位于正极和负极之间的隔膜，负极包 括负极导电基体和涂覆在负极导电基体或填充在负极导电基体中的负极材料，负极材料含有CdO和粘合剂，粘合剂一般为有机聚合物如羧甲基纤维素钠。镍镉电池充放电循环使用多次后就基本上丧失了使用价值，这些废旧 镍镉电池中含有大量的金属镉和氧化镉，如果将废旧镍镉电池中的金属镉和 氧化镉回收利用，不仅可以避免污染环境或危害人体健康，而且还可以节约 资源。CN 10555731C公开了一种在炉中通过热处理从Ni-Cd电池和包含有镍、 镉和其它物质的加工废料中回收金属镉和镍的方法，该方法包括将所述废 料放置在炉中；在所述炉中添加足够量的碳颗粒作为氧气吸收剂，以阻止氧 化物的形成，其中所述碳颗粒的量为每4.5千克置于所述炉内的废料添加至 多达85克碳颗粒；将一惰性气体导入并保持在所述炉的气氛中；加热所述 炉经有效的时间周期，以蒸发自由水;将所述炉温升高并保持到大约500-800 'C经有效的时间周期，以挥发分子水和非金属物质；升高所述炉温到达大于约90(TC经至少2个小时，使所述废料的镉蒸发而不会使剩余废料熔化；将 所述蒸发的镉导入与所述炉相连接的一室中；通过降低所述室内的所述镉蒸 汽温度，使置于所述室内的所述镉蒸汽冷凝和固化；从所述室中回收所述的 固化镉；从所述炉内回收镍基余渣。由于该方法需要在大于90(TC的高温下将镉蒸发，而且需要将蒸发的镉 从所述炉中导出，因此该方法的能耗大、步骤繁琐。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有的从含镉废料中回收金属镉的方法能耗大、步骤繁 琐的缺点，提供了一种能耗小、步骤简单的从含镉废料中回收金属镉的方法。本专利技术人发现，氧化镉被还原成单质镉的还原反应是氧化镉界面上原子 之间的反应，被还原的单质镉首先是以原子形态出现，原子形态的镉主要是 气相(即镉蒸汽)，如果还原温度较低，则镉蒸汽在氧化镉的表面冷凝，阻 碍进一步的还原反应；而且CN 10555731C公开的方法在含镉废料的表面覆 盖碳颗粒，碳颗粒的比表面较大，具有很强的吸附性，会将镉蒸汽吸附在其 表面，因此该方法需要将炉温升高至大于约90(TC并保持至少2个小时才能 使废料中的镉蒸发。本专利技术提供了，该方法包括除去含 镉废料中的有机物质和水；在还原气氛下将除去有机物质和水的含镉废料中 的氧化镉还原成单质镉，并将镉蒸发形成镉蒸汽；将镉蒸汽冷凝形成金属镉， 其中，所述还原气氛由还原性气体形成，所述还原性气体包括主气流和辅助 气流，主气流和辅助气流逆向吹向所述除去有机物质和水的含镉废料，辅助 气流的线速度大于主气流的线速度。在本专利技术提供的方法中，主气流和辅助气流逆向吹向所述含镉废料，因 此主气流和辅助气流形成气体对流。由于辅助气流的线速度大于主气流的线速度，气体对流使被还原的镉原子脱离氧化镉表面直接进入对流气体中，一 方面有利于还原程度加深，另一方面可以使得单质镉能在蒸汽环境下冷凝而 得到纯度较高的金属镉颗粒，也就是说气体对流不断地将氧化镉界面上的镉 蒸汽带入到对流气体中，从而促进了镉的蒸发和冷凝。因此，本专利技术提供的方法在300-50(TC的较低温度下就能够使镉蒸发形成镉蒸汽。镉蒸汽在对流 气体中冷凝形成液态镉，由于液态镉有较强的自发结块和聚集趋势，会吸附 其周围的镉蒸汽，形成较大的液态金属镉颗粒，颗粒粒子直径会慢慢增大至 0.1-1.5毫米，并在气体的不断对流过程中凝聚形成固体颗粒。该固体颗粒的 粒子直径大于含镉废料中其它物质的粒子直径，很容易将固体颗粒分离出 来。因此，本专利技术提供的从含镉废料中回收金属镉的方法能耗低，步骤简单。具体实施例方式本专利技术提供的含镉废料中回收金属镉的方法包括除去含镉废料中的有 机物质和水；在还原气氛下将除去有机物质和水的含镉废料中的氧化镉还原 成单质镉，并将镉蒸发形成镉蒸汽；将镉蒸汽冷凝形成金属镉，其中，所述 还原气氛由还原性气体形成，所述还原性气体包括主气流和辅助气流，主气 流和辅助气流逆向吹向所述除去有机物质和水的含镉废料，辅助气流的线速 度大于主气流的线速度。所述还原的条件包括还原温度为300-500。C，优选为32(TC-45(TC，还原 时间为20-100分钟，优选为30-80分钟，更优选为40-60分钟。所述还原性气体可以为现有的各种用于氧化还原反应的还原性气体，例 如，还原性气体可以选自氨气、 一氧化碳和氢气中的一种或几种。所述还原性气体包括主气流和辅助气流，主气流和辅助气流逆向吹向所 述除去有机物质和水的含镉废料，形成气体对流。主气流和辅助气流可以在 上下方向上逆向，也可以在左右方向上逆向，优选情况下，所述主气流从上往下吹向所述除去有机物质和水的含镉废料，辅助气流从下往上吹向所述除 去有机物质和水的含镉废料，主气流和辅助气流形成气体对流。在此，吹向 所述除去有机物质和水的含镉废料应该理解为，所述除去有机物质和水的含 镉废料堆放在一起，主气流和辅助气流分别吹向并通过整个含镉废料，而不 是只吹过含镉废料的表面。为了使被还原的镉原子脱离氧化镉表面，辅助气流的线速度大于主气流 的线速度，这样可以破坏金属镉在氧化镉表面的气液固三相平衡，促使气相 的镉(即镉蒸汽)向上运动，进入到对流气体中。辅助气流的线速度优选为主气流的线速度的1.1-5倍，更优选为1.2-3倍。辅助气流的线速度可以为 25-60米/秒，优选为30-50米/秒。还原性气体的总量至少为能够使所述除去有机物质和水的含镉废料中 的氧化镉全部还原成单质镉所需的量，优选情况下，每千克所述除去有机物 质和水的含镉废料所使用的还原性气体的总量为0.15-0.45立方米，更优选 为0.2-0.35立方米。辅助气流的量可以为主气流的0.05-0.5倍，优选为0.1-0.3 倍。辅助气流的线速度大于主气流、辅助气流的量小于主气流，可以通过使 辅助气流喷嘴的口径小于主气流喷嘴的口径而实现。由于氧化镉被还原成的单质镉主要是气相(即镉蒸汽)，在气体对流的 作用，镉蒸汽不断地进入到对流气体中并冷凝成液相(即液态镉)，由于液 态镉有较强的自发结块和聚集趋势，会吸附其周围对流气体中的镉蒸汽，颗 粒粒子直径会慢慢增大至0.1-1.5毫米，并在气体的不断对流过程中凝聚形 成固体颗粒，固体颗粒在自身的重力作用下落回到所述除去有机物质和水的 含镉废料中。由于金属镉的沸点为765°C，因此在300-50(TC的温度下，所 述固体颗粒形式的金属镉不再被蒸发，该固体颗粒的粒子直径大于所述除去 有机物质和水的含镉废料中其它物质的粒子直径，还原反应完成之后，可以 很容易将固体颗粒分离出来。例如，可以使用80-150目的筛网分离回收不能够通过该筛网的金属镉固体颗粒，优选使用100-120目的筛网，该筛网可 以为本领域常规使用的筛网，例如可以为尼龙筛网、晴纶筛网及金属筛网。 本专利技术的方法可以使用现有的用于回收镉的装置，例如，现有工业用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含镉废料中回收金属镉的方法，该方法包括除去含镉废料中的有机物质和水；在还原气氛下将除去有机物质和水的含镉废料中的氧化镉还原成单质镉，并将镉蒸发形成镉蒸汽；将镉蒸汽冷凝形成金属镉，其特征在于，所述还原气氛由还原性气体形成，所述还原性气体包括主气流和辅助气流，主气流和辅助气流逆向吹向所述除去有机物质和水的含镉废料，辅助气流的线速度大于主气流的线速度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈潜，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]