一种处理含镉废渣并回收金属镉的方法技术

本发明专利技术公开了一种处理含镉废渣并回收金属镉的方法，包括镉的浸出‑浸出液的萃取‑电积提镉，具体步骤如下：a)将含镉物料球磨后与浸出剂混合进行浸出，液固分离后得到含镉浸出液与浸出渣，b)在所述含镉浸出液分别加入锌、铜萃取剂，将所述含镉浸出液中的Zn、Cu分离，得到含镉溶液，c)将所述含镉溶液与酸化的镉萃取剂混合萃取，得到负载镉离子的有机相以及镉萃余液，所述负载镉离子的有机相加入洗涤液洗杂，得到纯净的镉负载有机相与洗涤后液。本发明专利技术采用上述结构的一种处理含镉废渣并回收金属镉的方法，能够高效萃取镉，工艺流程操作简单、分离效率高、设备投资低、运行成本低、环保无污染。

【技术实现步骤摘要】
一种处理含镉废渣并回收金属镉的方法
本专利技术涉及重金属废渣处理
，特别是涉及一种处理含镉废渣并回收金属镉的方法。
技术介绍
镉是电镀防腐层、镍镉充电电池、原子反应堆控制棒等的重要原材料，具有强毒性，很容易对环境造成污染，危害人体健康，是国家“三废”排放标准中严格控制的第一类有害物质。含镉物料进行镉的回收、控制镉的随意排放具有重要的意义。目前，火湿联合法提取金属镉是较为广泛回收镉的方法，其回收工艺是将废渣中的镉进行酸性浸出—置换沉淀—海绵镉熔铸—粗镉真空蒸馏，直至得到精镉成品，这种工艺的特点是生产周期短、效率较高。但其存在一定的问题：1)对粗镉的组分具有较高要求，除了要求含Cd质量分数大于98％外，还有相应的其他杂质含量要求；2)粗镉进行真空蒸馏时，很难一次达到合格产品的要求，存在返工的问题，增加了作业成本和劳动强度；3)真空镉渣中残余镉的回收问题；4)含镉蒸气的危害会对操作人员的身体健康造成损害。因此有必要采用湿法提镉工艺，湿法提镉工艺大多采用中和沉淀法、离子交换法、吸附法、膜分离法、生物吸附法等方法。沉淀法虽然工艺简单，操作简便，但这种方法对水的pH要求很高，产生的含镉沉渣不易处理，易造成二次污染。离子交换法具有净化程度高，无二次污染的优点，但是处理成本较高，且树脂容易氧化失效，需要频繁再生。吸附法操作简单，去除良效果好，缺点是对镉的吸附选择性不高，吸附剂再生后，吸附性能会较大幅降低。膜分离法则分离效率高，耗能低，同时能回收镉，但膜组件设计复杂，膜的选择性比较高，易受污染，投资费用高。生物法处理效果好、选择吸附性强、二次污染小，但起步尚晚、工艺不完善，许多问题有待解决。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本专利技术提供一种处理含镉废渣并回收金属镉的方法，该方法具有操作方便、分离效率高、设备简单、运行成本低、环保无污染等优点，并且能够解决原料中SO42-、Cl-富集的问题使得原料适用性广泛。为实现上述目的，本专利技术提供了一种处理含镉废渣并回收金属镉的方法，包括镉的浸出-浸出液的萃取-电积提镉，具体步骤如下：(1)镉的浸出a)将含镉物料球磨后与浸出剂混合进行浸出，液固分离后得到含镉浸出液与浸出渣，固液分离采用的设备为压滤机、沉降离心机、沉降浓密机、浮球澄清器、袋式过滤器和分离柱等中的一种或多种；(2)浸出液的萃取b)在所述含镉浸出液分别加入锌、铜萃取剂，将所述含镉浸出液中的Zn、Cu分离，得到含镉溶液，锌、铜萃取剂为工业化生产中常用的P204、Cyanex272(萃锌)和Lix84(萃铜)；c)将所述含镉溶液与酸化的镉萃取剂混合萃取，得到负载镉离子的有机相以及镉萃余液，所述负载镉离子的有机相加入洗涤液洗杂，得到纯净的镉负载有机相与洗涤后液；d)所述纯净的镉负载有机相用碱性反萃剂反萃，得到再生有机相与镉反萃富液，所述再生有机相返回步骤c)循环使用；(3)电积提镉e)所述镉反萃富液通过除油得到镉电积前液，所述镉电积前液通过电积得到金属镉板；f)所述镉萃余液再通过特定的萃取剂将溶液中其它金属离子分离得到再生萃余液，一部分再生萃余液返回步骤a)循环使用，另一部再生分萃余液中的SO42-、Cl-用于制备硫酸钙晶须和氯化钙副产品。优选的，步骤a)中，所述浸出剂为氯化配位浸出剂，所述氯化配位浸出剂为混合溶液，包括NH4+80-120g/L、Cl-170-260g/L、SO42-36-54g/L、Ca2+3.2-4.8g/L、Mg2+0.4-0.6g/L、Na+3.2-4.8g/L，其涉及的主要化学反应如下：Cd2++4Cl-→[CdCl4]2-。优选的，步骤c)中，所述镉萃取剂的酸化剂为盐酸、硫酸、醋酸中的一种或混合液，酸化后pH不大于7，所述镉萃取剂为胺类混合萃取剂，所述胺类混合萃取剂主要由体积分数5-15％的N235、体积分数10-15％的TBP、体积分数5-10％的仲辛醇、体积分数65-75％的稀释剂磺化煤油组成，镉萃取剂的酸化按A/O＝1～20:1，镉萃取剂按A/O＝1～6:1混合萃取，萃取的温度20℃～55℃，振荡时间1～10min，静置分层，得到负载镉离子的有机相、镉萃余液，其萃取原理如下：RN+H+→(RNH)+2RNH++[CdCl4]2-→(RNH)2CdCl4。优选的，步骤c)中，所述洗涤液为氯化镉、氯化铵、纯水、可溶性镉盐中的一种或多种的混合物。优选的，步骤d)中，所述碱性反萃剂为浓氨水、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化钠中的一种或多种混合物，其反萃原理如下：(RNH)2CdCl4+6NH3·H2O→[Cd(NH3)4]Cl2+2NH4Cl+2RN+6H2O(氨水反萃)(RNH)2CdCl4+M(OH)2→CdCl2+MCl+2RN+2H2O(其它碱反萃)其中当所述碱性反萃剂为浓氨水时，其浓度需大于1.2mol/L，并且反萃过程中氨水必须过量，若氨水不过过量则在反萃过程中会出现沉淀，氨水过量将沉淀溶解。当所述碱性反萃剂为其它所述碱反萃时碱用量必须与萃取剂用量保持平衡，碱过量反萃过程中会出现沉淀，碱少量反萃不彻底不能将镉完全反萃下来。优选的，步骤e)中，当所述碱性反萃剂为氨水时，所述电积的电解阳极板材质为石墨，阴极板材质为铝板，当所述碱性反萃剂为其它所述碱时，所述电积的电解阳极板材质为钛基二氧化铅，阴极板材质为铝板，反萃剂通过加碱调节pH使镉完全沉淀后固液分离，再用特制酸(Muse501)溶解镉得到Cd(Muse)2溶液，Muse501为一种性质类似硫酸的有机酸。其中电积时，电流密度为50～400A/m2、极间距为70～120mm、添加剂明胶添加量为0.1～5.0g/L。优选的，步骤e)中，所述镉反萃富液中镉含量控制在20～180g/L，油含量小于10ppm。优选的，步骤f)中，浸出剂再生的原理为所述特定的萃取剂与M2+金属离子结合使得反应向右不断进行，NH4+与Cl-不断再生，特定的萃取剂为铅萃取剂将溶液中铅分离得到除铅的再生萃余液，其涉及的主要化学反应如下：M(NH3)2Cl2+2RH→R2M+2NH4++2Cl-优选的，步骤f)中，在所述另一部分萃余液中加入可溶解性钙盐，去除所述镉萃余液中的SO42-，得到纯度98％的硫酸钙晶须副产品，去除SO42-的余液通过熟石灰调碱蒸氨回收氨水后再蒸发结晶，得到氯化钙副产品因此，本专利技术采用上述的一种处理含镉废渣并回收金属镉的方法，有益效果如下：(1)能够高效萃取镉，相对于其他金属离子如Zn、Pb、Cu、Ca等，镉萃取剂对镉具有更高的选择性，避免了传统低效的化学除杂净化过程；(2)镉萃取剂、浸出剂可再生循环利用，节约资源，成本低；(3)将原料中富集的SO42-、Cl-做成副产品，解决原料中SO42-、Cl-富集的问题；(4)电积的过程中无酸雾产生，得到的金属镉板纯度高；(5)整个工艺流程操作简本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理含镉废渣并回收金属镉的方法，其特征在于，包括镉的浸出-浸出液的萃取-电积提镉，具体步骤如下：/n(1)镉的浸出/na)将含镉物料球磨后与浸出剂混合进行浸出，液固分离后得到含镉浸出液与浸出渣；/n(2)浸出液的萃取/nb)在所述含镉浸出液分别加入锌、铜萃取剂，将所述含镉浸出液中的Zn、Cu分离，得到含镉溶液；/nc)将所述含镉溶液与酸化的镉萃取剂混合萃取，得到负载镉离子的有机相以及镉萃余液，所述负载镉离子的有机相加入洗涤液洗杂，得到纯净的镉负载有机相与洗涤后液；/nd)所述纯净的镉负载有机相用碱性反萃剂反萃，得到再生有机相与镉反萃富液，所述再生有机相返回步骤c)循环使用；/n(3)电积提镉/ne)所述镉反萃富液通过除油得到镉电积前液，所述镉电积前液通过电积得到金属镉板；/nf)所述镉萃余液再通过特定的萃取剂将溶液中其它金属离子分离得到再生萃余液，一部分再生萃余液返回步骤a)循环使用，另一部再生分萃余液中的sO

【技术特征摘要】
1.一种处理含镉废渣并回收金属镉的方法，其特征在于，包括镉的浸出-浸出液的萃取-电积提镉，具体步骤如下：
(1)镉的浸出
a)将含镉物料球磨后与浸出剂混合进行浸出，液固分离后得到含镉浸出液与浸出渣；
(2)浸出液的萃取
b)在所述含镉浸出液分别加入锌、铜萃取剂，将所述含镉浸出液中的Zn、Cu分离，得到含镉溶液；
c)将所述含镉溶液与酸化的镉萃取剂混合萃取，得到负载镉离子的有机相以及镉萃余液，所述负载镉离子的有机相加入洗涤液洗杂，得到纯净的镉负载有机相与洗涤后液；
d)所述纯净的镉负载有机相用碱性反萃剂反萃，得到再生有机相与镉反萃富液，所述再生有机相返回步骤c)循环使用；
(3)电积提镉
e)所述镉反萃富液通过除油得到镉电积前液，所述镉电积前液通过电积得到金属镉板；
f)所述镉萃余液再通过特定的萃取剂将溶液中其它金属离子分离得到再生萃余液，一部分再生萃余液返回步骤a)循环使用，另一部再生分萃余液中的sO42-、Cl-用于制备硫酸钙晶须和氯化钙副产品。


2.根据权利要求1所述的一种处理含镉废渣并回收金属镉的方法，其特征在于：步骤a)中，所述浸出剂为氯化配位浸出剂，所述氯化配位浸出剂为混合溶液，包括NH4+80-120g/L、Cl-170-260g/L、SO42-36-54g/L、Ca2+3.2-4.8g/L、Mg2+0.4-0.6g/L、Na+3.2-4.8g/L等，其涉及的主要化学反应如下：
Cd2++4Cl-→[CdCl4]2-。


3.根据权利要求1所述的一种处理含镉废渣并回收金属镉的方法，其特征在于：步骤c)中，所述镉萃取剂的酸化剂为盐酸、硫酸、醋酸中的一种或混合液，酸化后pH不大于7，所述镉萃取剂为胺类混合萃取剂，所述胺类混合萃取剂主要由体积分数5-15％的N235、体积分数10-15％的TBP、体积分数5-10％的仲辛醇、体积分数65-75％的稀释剂磺化煤油组成，其萃取原理如下：
RN+H+→(RNH)+
2RNH++[Cd...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋航宇，赵尹，董飘平，刘宇豪，
申请(专利权)人：桐乡市思远环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33