铜镉渣综合回收有价金属工艺分析
铜冶炼渣中有价金属的综合回收
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1 铜冶炼渣 的性质
铜冶炼渣呈铁灰 色 , 大部分呈致密块状 , 脆而硬 , 平 均密 度 3 . 5 t / m ,该 铜 冶炼 渣物质 组 成及嵌 布 关 系 比较 复杂 ,铜矿物 主要有类 斑铜矿 、辉铜 矿 、类黄铜 矿和金属铜 ;铁矿物 主要为磁铁矿 ;脉石 矿物主要为
方铅矿 、闪锌矿 、金属铁 和黄铁 矿。
2 工艺矿物 学研
2 . 1 铜冶炼渣 的化 学成分分析
铜冶炼 渣的化学成分分析结 果见表 1 。
表 1 铜冶炼渣 的化 学成 分分析结果
开发潜力 ,越来越 受到人们 的关注 。因此 ,本文开展
了从铜冶炼 渣 中综合 回收有价金属 的研究 ,希望 实现 铜冶炼渣 中有价金 属的高效综合利用 。
随 着世 界铜 矿 产资 源 的长 期开 采 ,初级 铜 矿资 源逐 渐贫缺 ,开发利用 二次资源是有色冶 金工业实现 可持续发展 的一条 重要途径 。据估算 ,我 国铜冶炼渣 已累计达到 5 ×1 0 t , 其 中铜 、铁品位一般分别在 0 . 5 %
和 3 0 % 以上 ,可见 铜冶炼 渣 中的有 价 金属 有较 大 的
程 飞龙 ,聂 荣华 ,曹 平
( 五 矿铜 业 ( 湖 南 )有 限公 司 ,湖南 衡 阳 4 2 1 5 1 3 )
摘 要 :根 据铜 冶 炼渣 的矿 物 特 性 及 选矿 工 艺特 点 ,本 文 对 综 合 回收 铜 冶炼 渣 中的 有 价 金 属 进 行 了探 索 ,采 用铜 冶 炼 渣 浮 选 一 磁 选 的 选 矿 工 艺 流 程 ,最 终 取 得 了令 人 满 意 的 试 验 指 标 。铜 精 矿 品 位 2 9 6 8 %,回 收 率
冶锌工业铜镉渣与综合回收与利用研究论文
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摘摘要要冶锌工业资源消耗高,二次资源利用率低,有相当大一部分可利用资源变成了污染物。
冶锌工业废渣是冶锌工业排放量最大,至今没有充分利用的二次资源,从冶锌工业废渣中回收铜、镉、锌等元素并进行综合应用,具有可观的经济效益和社会效益。
本文通过对湘西冶锌工业废渣中铜镉渣的研究,提出了“常温常压氧化氨浸—萃取—置换”的新工艺。
本研究主要包括三个部分:(1)氧化氨浸试验研究:本组试验研究了氨水浓度、铵离子浓度、(NH4)2S2O8浓度、液固比、浸出时间对浸出率的影响,获得了较佳的试验条件:氨水浓度3.4mol/L、铵离子浓度5.0mol/L、(NH4)2S2O8浓度30g/L、液固比5:1、浸出时间60min,铜的浸出率达98.57%,镉的浸出率达99.02%,锌的浸出率达94.92%。
(2)浸出液萃取工艺研究:以LIX-84I 为萃取剂,磺化煤油为稀释剂,对氨性浸出液中的铜萃取分离,测定了萃取剂对铜的最大负载量(43.5mg/mL),研究了萃取相比、有机相的体积浓度(萃取剂浓度)、料液初始pH 值以及萃取时间对铜萃取率的影响,并考察了萃取剂对铜萃取的理论级数,试验优化萃取条件是:有机相和无机相的相比(O/A)为1:3,有机相的体积浓度为14%,料液初始pH值为11,萃取震荡时间为90s,在温度为7℃下萃取,理论萃取级数为1,经过一次萃取后,铜的萃取率为99.36%;以硫酸为反萃取剂对铜反萃取,试验研究了硫酸浓度、震荡时间、反萃相比对铜反萃取率的影响,并考察了铜的反萃理论级数,优化试验条件为:硫酸浓度200g/L、反萃震荡时间为90s、有机相和无机相的相比(O/A)为1:1,理论反萃级数为1,经过一次反萃取,铜的反萃率达到99.93%。
(3)置换回收镉的工艺研究:分别考察氨性溶液体系和硫酸盐体系中锌粉置换分离回收镉的效果。
通过试验研究和分析,选取在硫酸盐体系中用锌粉置换回收镉,镉的置换率可达99.50%。
在有效分离铜、镉和锌的基础上,制得了达到GB437-80 一级标准的CuSO4·5H2O,纯度较高的海绵镉和合格的锌电解液。
铜镉渣中浸出铜锌镉的研究
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铜镉渣中浸出铜锌镉的研究为优化工艺条件,为后续提纯并生产铜、镉产品以及与电解锌工艺配套提供基础数据。
该工艺能有效回收铜镉渣中的主要有价金属Cu,Zn,Cd,从而达到资源综合回收利用的目的。
1 买验1.1 原料与试剂本实验以广西来宾冶炼厂产生的铜镉渣为原料,该渣中含铜4.90%,镉4.32%,锌44.37%,还含有微量的铁、砷、锑、钴等。
本实验所用化学试剂:二氧化锰、硫酸、EDTA均为分析纯,由北京化工厂提供。
1.2 实验方法称取一定量的铜镉渣于烧杯中,加人二氧化锰和稀硫酸,再向此混合溶液中不断通人空气,放入恒温水浴中加热、搅拌进行反应。
反应后抽滤,得到含Cu、Zn、Cd的滤液。
1.3 实验原理铜镉渣中Cu,Cd,Zn主要以金属单质及其氧化物的形式存在。
酸浸处理过程,金属锌、镉较易与稀硫酸反应生成硫酸盐,但因为铜的电极电位在氢的电极电位之上,单质铜与稀硫酸不易发生反应,因此需要加入少量氧化剂浸出铜【。
本实验采用成本较低的空气和二氧化锰作为氧化剂共同作用使铜镉渣中的铜溶解,从而提高铜的浸出率。
浸出原理如下:MeO 十H2SOr= MeSO4 T H2O (1)Me+ HaSO4= MeSO4+ H2千(2)(Me为Zn,Cd,Cu);2Fe2 + MnO2+ 4H+ = 2Fe3++ M n2+十2H2O (3)2Fe3 + Cu= 2Fe2 + C:t.12 (4)2Cu + 02+ 2H2SO4= 2CuSO‘+ 2H2O (5)1.4 分析方法铜镉渣原料中的主要金属元素含量由北京矿冶研究总院测试研究所测定,酸浸后滤液中的Cu,Cd,zn 含量采用EDTA络合滴定法分析[ 。
2 结果和讨论2.1 MnO2用量对铜、锌、镉浸出率的影响在反应温度为40* (2,时间为2h,液固比为4:1,硫酸浓度为25%,通空气的条件下,考察MnO2用量对Cu,Cd,Zn浸出率的影响,结果如图l所示。
MnO 用量,%图 1 MnO2用量对Cu。
净化渣中镉的回收方案
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净化渣中镉的回收方案一、目前净化工艺不利镉回收,存在如下缺点:目前的工艺为一段高温除钴,二段低温除铜镉。
在一段高温除钴的同时已将60-70%的镉随钴一起除掉,进入一次净化渣中,这部分与钴混在一起的镉无法回收利用,而且除低了钴渣的含量,也不利于钴的回收利用,因此必须对净化工艺改造,改造工艺图如下:二、净化工艺技改流程图:三、净化工艺改造流程说明:一段低温净化90%的铜镉进入一次净化渣,有利于镉的回收;二段高温净化渣中几乎不含镉,有利于钴的回收;三段低温除残镉后达到电解用新液的质量标准。
四、净化工艺改造设备布置:一段低温净化用现在一次净化的1#、2#净化罐,压滤用现在一次1#压滤机,压滤后进入2#小浓槽。
二段高温净化用现在一次净化的3#、4#净化罐,压滤用现在用的一次2#压滤机,压液进入压滤罐。
三段低温净化用现在二次净化1#、2#罐,压滤用二次净化压滤机,新液进新液罐。
五、镉回收工艺流程图:六、镉回收工艺流程说明及设备利用:铜镉渣的浸出利用现在二次3#罐,压滤需新增一台60m³的压滤机,置换用现在二次4#罐,压滤需新增一台60m³的压滤机,另外需增加一个20-30m³贫镉液置备罐。
七、新增设备与投资预算:1、60m³的厢式压滤机2台,约8万元。
2、扬程35/100沙浆泵2台,约0.6万元。
3、钢丝胶管40m,约0.5万元。
4、DN50的PP管80m,约0.4万元。
5、合计:9.5万元。
八、技改实施进度计划:1、元月份确定设备现场布局、管道布置、所需材料、设备规格、型号及数量,负责人:杨新宏关有发王国华。
2、二月份中上旬设备材料采购到位,负责人:王满平侯春燕。
3、三月份中上旬施工安装,下旬联动调试,负责人:杨新宏关有发王国华。
4、四月份投入正式生产。
镉回收工艺操作规程
![镉回收工艺操作规程](https://img.taocdn.com/s3/m/7de6ba38a98271fe900ef939.png)
镉回收工艺操作规程(试行)1 范围本规程包括镉回收工艺流程、基本原理、原材料及质量要求、工艺操作条件、岗位操作法、产出物料及其质量要求、主要技术经济指标和主要设备。
2 镉回收生产工艺流程,见图1。
3 基本原理3.1 浸出工序用稀硫酸(或废电解液)作溶剂,使铜镉渣中的镉、锌进入溶液,生成硫酸镉和硫酸锌,尽量使铜不溶解,并在浸出后期加入一净渣,使溶液中铜离子被置换而沉淀除去。
主要化学反应①Cd+H2SO4=CdSO4+H2↑②Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑③CuSO4+Cd=CdSO4+Cu↓④CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu↓3.2 除铁工序在过程中通过加入锰粉和添加氧化锌粉在溶液中发生一系列的化学反应,并借助水解法除Fe、As、Sb等杂质。
主要化学反应①ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O②2FeSO4+MnO2+2H2SO4=Fe2(SO4)3+MnSO4+H2O③Fe2(SO4)3+6H2O+2Fe2(OH)3=2Fe(OH)3↓+3H2SO43.3 置换海绵镉工序利用镉、锌金属的电极电位不同,采用加锌粉的办法,使除铁后液中的镉被置换出来,以达到镉、锌分离的目的。
主要化学反应CdSO4+Zn=ZnSO4+Cd↓3.4 除钴镍工序利用钴、镍、锌金属的电极电位不同,采用加锌粉和添加酒石酸锑钾的办法,使除镉后液中的钴、镍等杂质被置换出来,减少杂质钴、镍进入贫镉液。
主要化学反应①NiSO4+In=ZnSO4+Ni↓②CoSO4+Zn=ZnSO4+Co↓3.5 压团熔铸工序将置换出来的镉绵用来压团制成镉饼,再进行熔铸成粗镉锭,这是一个固态溶化、液态凝固的物理过程。
加碱的目的是为了防止Cd的氧化与挥发,除去Cd中Zn提高Cd的品位,插木是使氧化了的Cd重新还原作用。
主要化学反应①2NaOH+Zn=Na2ZnO2+H2↑②CdO+C=Cd+CO↑③CdO+CO=Cd+CO2↑4 原料、燃料、材料成份及要求4.1 铜镉渣Cu 1.5~4.5%,Cd 5~10%,Zn 35~50%。
铜镉渣处理工艺对重金属污染的影响
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铜镉渣处理工艺对重金属污染的影响
路殿坤金哲男凃赣峰高波
东北大学材料与冶金学院有色金属冶金研究所
摘要:论述了铜镉渣的产出情况和综合回收的主要工艺现状,现有综合回收工艺的优缺点进行了评述,分析了铜镉渣综合回收技术存在的问题及将来发展的方向。
对铜镉渣综合利用过程中镉等金属的分散污染途径问题进行了论述,并介绍了降低镉污染、提高铜镉渣中金属分离提取效率的全湿法综合利用原则流程。
关键词:铜镉渣;综合回收;镉污染;浸出;萃取。
铜冶金炉渣中综合回收有价金属的探究
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M etallurgical smelting冶金冶炼铜冶金炉渣中综合回收有价金属的探究文燕儒摘要:在铜冶金过程中,会产生大量含有有价金属的炉渣,如果不回收这些炉渣中的有价金属,将形成资源的巨大浪费,这与资源高效利用的要求不符。
基于这种情况,本文对铜冶金炉渣中有价金属的综合回收进行了研究分析,明确了综合回收有价金属的重要性,并介绍了现有的处理技术方法,为后续的铜冶金炉渣资源的二次利用提供了参考。
关键词:铜冶金炉渣;综合回收;有价金属铜矿资源在社会经济发展中扮演着重要角色。
从青铜时代到信息时代,铜矿资源与人类社会的发展密切相关。
凭借其独特的物理化学性质,铜矿资源广泛应用于各个领域,并成为社会经济发展所必需的金属资源。
一般情况下,铜矿主要以化合物的形式存在,尤其是以硫化矿为主。
目前,全球使用的铜矿资源有超过80%来自于铜的硫化矿冶炼。
由于硫化矿含铜品位仅约为1.5%,其开采后需要经过选矿才能进行后续处理。
我国铜矿开采利用行业整体上资源品质较低,矿山规模相对较小,开采数量难以满足冶金行业的需求,更多的铜矿产品需要依赖进口。
鉴于这种情况,我国应合理调整铜矿资源的开发方式,加快对铜冶金炉渣的有效利用研究进展,逐步找出科学合理的综合利用技术,使有限的铜矿资源能够产生更多具有价值的应用产品,逐步满足市场经济发展的需求。
同时也要认识到铜冶金炉渣资源的重要性,科学制定综合回收有价金属的方法,不断提升铜矿资源的利用效率,进一步提高铜矿开采行业的经济效益,推动我国铜冶金行业健康发展。
1 铜冶金炉渣概述铜冶金炉渣是火法炼铜的熔炼及吹炼过程中产生的副产物。
铜渣的成分因冶炼制度、入炉原料的不同而异,一般炉渣中的铜含量在0.5%~3.0%之间。
铜渣的主要成分为铁、硅的化合物,还包括氧化镁、氧化铝等物质。
数据表明,我国每年外排铜渣约800万吨,其中电炉渣产量约为转炉渣的4倍。
我国的铜资源相当匮乏,对于品位较低的铜矿(0.4%~0.5%)进行开采利用成本较高。
从铜镉渣中回收铜
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33铁粉置换制备海绵铜 .
3. . 1铁粉用量的影响 3
取 20m 铜镉渣浸取液,反应温度为 3 0 ,时间为 1h 在 1 ~ . 倍理论计算量 的范围内 0 l 5C . . 1 5 0 2
进行 了铁粉用量实验, 结果如表 1 从表可知, . 铁粉用量为理论用量的 1 5 . 倍时, 1 铜的置换率和所 得海绵铜的纯度均为较高水平.
充分反应 1 h后过滤,分离得新制海绵镉 ,它是一种质软 、 疏松的银灰色 固体,经测定其比表面积
为 6 2 g 低温干燥后 的海绵镉粉粒度为 0 4 n,方孔筛筛余量 8 %. 1 / . m k . 3l 0 nl . 6 在相同的条件下,分别用镉粉、海绵镉( 的海绵镉烘干后,放置 7 制得 d以上) 、新制海绵镉作
浸取液中含( L C . Z 3 . C . F 1 及少量的其它元素. g ) u 8 n18 , d1 3 e . / 9, 5 4 , 26
3 2锌粉置换制备海绵铜的缺点 . 锌粉比较活泼,在置换反应中先与溶液中的 C 反应,随着 C 浓度的下降,与 C 反应速 u u u
铜镉渣的金属分离富集回收杨琼
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铜镉渣的金属分离富集回收杨琼发布时间:2021-10-09T02:12:07.508Z 来源:《中国科技人才》2021年第19期作者:杨琼[导读] 从湿法冶锌中产生的铜镉渣进行分离回收锌、铜、镉金属,采用酸浸—铜镉渣中和—锌粉置换法处理铜镉渣,工艺简单合理。
广西南丹南方金属有限公司广西河池市南丹县 547200摘要:从湿法冶锌中产生的铜镉渣进行分离回收锌、铜、镉金属,采用酸浸—铜镉渣中和—锌粉置换法处理铜镉渣,工艺简单合理。
关键词:铜镉渣;锌;铜;镉;回收;分离前言在湿法冶锌中,浸出后产出的合格中上清液仍有一部分杂质残留在溶液中,主要是铜、镉、钴,还有少量的铁、砷、锑等,这些杂质的存在不仅对锌电解沉积过程造成极大的危害,而且从综合利用资源来说,将它们分离出来也是完全必要的。
因此中上清液要利用锌粉等药剂进行净化除去杂质,除杂过程中,得到了较纯净的新液,同时也产生了成份复杂的铜镉渣。
河池津泰资源再生有限公司于2007年开启湿法冶锌生产系统,每年产出铜镉渣近600吨,为降低成本,综合利用国家资源,减少污染,提高企业经济效益,通过研究摸索,对产出的铜镉渣进行了浸出分离,富集回收锌、铜、镉金属,工艺流程运行良好,为下一步提取铜、镉金属工艺提供了有利条件。
1铜镉渣的性质湿法冶锌所产铜镉渣的成分取决于锌精矿的组成、净化的程度及净化的方法,主要成分Zn、Cu、Cd,此外还含有数量不大的As、Sb、Co、Ni、Ti、In、Pb、SiO2等杂质。
其中Zn以金属锌、硫酸锌、氧化锌形态存在,Cu主要以金属铜形态存在,Cd主要以金属镉形态存在。
铜镉渣化学成分为(%):Zn 35~50,Cu 0.8~1.8,Cd 6~10。
2铜镉渣处理工艺流程图图1铜镉渣处理工艺流程图3铜镉渣处理生产实践湿法冶锌用锌粉净化除铜镉时,需加入过量的锌粉进行置换铜镉等杂质,因此铜镉渣中金属锌含量较高,要用酸浸法进行提取锌金属,达到初步分离锌与铜、镉。
湿法冶炼锌系统中金属镉的回收
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冶金冶炼M etallurgical smelting湿法冶炼锌系统中金属镉的回收杨启光(云南祥云飞龙有色金属股份有限公司,云南 祥云 672100)摘 要:在以锌焙砂或氧化锌原矿为原料的现代湿法炼锌过程中,原料本身就伴有许多有价金属,镉就是其中之一,若对镉进行回收,不仅会有很好的经济效益,还会产生良好环保效益,本文将对此进行说明。
关键词:湿法炼锌;镉回收中图分类号:TF815 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2021)07-0004-2Recovery of cadmium in zinc hydrometallurgy systemYANG Qi-guang(Yunnan Xiangyun Feilong Nonferrous Metals Co., Ltd,Xiangyun 672100,China)Abstract: In the process of modern zinc hydrometallurgy with zinc calcine or zinc oxide ore as raw material, the raw material itself is accompanied by many valuable metals, and cadmium is one of them. If cadmium is recovered, it will not only have good economic benefits, but also produce good environmental benefits. This paper will explain this.Keywords: zinc hydrometallurgy; Cadmium recovery1 前言无论任何一个湿法炼锌厂,在浸出中上清的净化过程中都会不可避免的产生净化渣,其中主要的渣子就是铜镉渣,而且其量还不小。
某厂利用铜镉渣提取精镉的工艺设计
![某厂利用铜镉渣提取精镉的工艺设计](https://img.taocdn.com/s3/m/cfef5a592b160b4e767fcfc0.png)
精炼 一精镉 。根 据 浸 出剂 的 不 同 , 浸 出分 为 酸 浸 氨浸 法采用 氨水 及碳 酸 铵 为 浸 出 剂 , 浸 出过 程
本文 介绍 的利 用 铜 镉 渣 提 取 精 镉 的工 艺 设 计 , 是为 某 厂 2 0 0 k t / a铅 锌 冶 炼 工 程 提 供 的 技 术 服 务 ] 。在此 工 艺 设 计 中 , 运 用 国家 科 技 支 撑 计 划 开
摘
要: 介绍 了某企业处理 1 万t / a 铜镉 渣生产 精镉 的工艺设 计 , 采用 的工艺 为“ 铜镉渣 浸出分离
铜 一 一 次置换 一造液 一二次置换 一 海绵镉 压团熔铸 一蒸馏 一产 出镉锭 ” 。该工艺镉 回收效率高 , 安 全 环保 , 综合 回收效果好 , 具有较好 的经 济效益。
关键 词 : 铜镉 渣; 浸 出; 精馏 ; 工 艺设 计 中 图分 类 号 : T F 8 0 3 . 2 1 文 献标 识 码 : A 文章编号 : 1 0 0 3— 5 5 4 0 ( 2 0 1 5 ) 0 2— 0 0 3 9— 0 4
铜 镉渣 为 湿 法 炼 锌 净 化 工 序 的 产 物 … , 具 有 浸 出毒性 的危 险 废 物 , 国家 严 格 控 制 其 排 放 。 为适 应 环 保要 求并 提 高 经 济 效 益 , 锌 冶 炼 厂 均 需 配 套 建 设
锌 冶炼 工 艺流 程不 同 , 导致 镉 回收 的工 艺 差别 很 大 。
和溶液 扩散 , 使原 料 的溶解 反应 继续 进行 。
1 . 2 流 程选 择
部 分 生产 工艺 存在 能耗 高 , 金 属 收率 低 , 生 产 环 境 恶
劣 等 情况 。
一
铜 镉渣 提取 精 镉 通 常采 用 的方 法 : 浸 出 一粗 镉
萃铜余液综合回收镉钴工艺研究
![萃铜余液综合回收镉钴工艺研究](https://img.taocdn.com/s3/m/05e924b7caaedd3382c4d340.png)
萃铜余液综合回收镉钴工艺研究丹霞冶炼厂综合回收车间回收镓、锗、铟、铜金属后萃余液中富集镉、钴含量分别为800-900mg/、200-300mg/l,通过净化使镉、钴分别进入渣除镉渣及除钴渣,以实现高效、高价值综合回收。
标签:湿法炼锌;除Cd、Co;萃余液;综合回收1 硫酸锌溶液中除钴工艺介绍1.1 黄药除钴黄药除钴是利用黄药的黄原酸根与溶液中的CO3+作用生成黄原酸钴沉淀将钴除去,在具体的生产实践中,若溶液中存在硫酸铜,通过加入乙基钠黄药,使磺酸钴析出沉淀,进而实现净化除钴的目的。
1.2 萘酚净化除钴法萘酚净化除钴法的除钴原理是:将萘酚溶液加入微酸性溶液中,继续搅拌大约1 小时后,便会有蓬松状的红棕色络合物沉淀析出。
反应如下:13C10H8O +4Co 2++5H++13NaNO2=C10H6NH2OH +4Co(C10H6ONO)3 +14H2O+13Na+β一萘酚净化硫酸锌溶液除钴时所得钴渣中的钴以三价钴的形态存在。
1.3 锌粉置换丹霞冶炼厂主系统采用三段净化,ZPL进入中和置换利用锌粉主要置换溶液中镓、锗,也有部分钴进入置换渣中,置换后液经针铁矿除铁进入净化车间,采用锌粉置换高温除钴、镍,低温除铜、镉。
工厂为提高锌直收率将净化渣通过输送管道进入中和置换降低锌粉单耗,置换渣酸洗后进入综合回收车间。
综合回收车间通过三段浸出使酸洗置换渣中的镓、锗、铜、钴等元素进入溶液中,通过萃取将溶液中的镓、锗、铜有效回收,而萃余液进入高银浸出。
萃余液中含钴200-300mg/l,镉750-800 mg/L,目前处理萃余液方法中和、除油后,再利用锌粉置换使溶液中的钴、镉进入渣。
2 萃余液的除钴工艺2.1 工艺原理目前采用工业生产流程萃余液含H2SO4、油、Al等元素,整个过程需使用吸附剂除油,除油后液酸中和至PH=5.0-5.2之间,中和后液利用锌粉置换溶液Cd、Co。
经过试验提出以下工艺流程,除油后液采用低温锌粉置换溶中的Cd,置换后液用除钴剂去除溶液中的Co,锌粉置换渣中镉品位、除钴渣的品位得到相应的提高。
电锌铜镉渣回收工艺的实验研究
![电锌铜镉渣回收工艺的实验研究](https://img.taocdn.com/s3/m/56f7b81aa2161479171128d4.png)
关键词 : u—C C d渣 ; 海绵镉 ; 贫镉液 ; 锑盐 ; 除钴
中图分类号 :7 8 X 5 文献标识码 : B
0 前
言
满足化工 、 工农业 、 医药卫生等领域的应用 。此工艺 技术方法简单易行 , 对溶液杂质含量要求不高 , 成本
较 低 , 产 品受市 场影 响较 大 , 益 及利 润 有 限 , 但 效 致
离的 目的; 同时藉助于水解法除去溶液中的 F 、 s eA 、 s 、e , b G 等 主要反应为: M + H M + 2 e 2 = e H f
Me 2 = + 0 0+ H Me H,
() 1
() 2
作者简介 : 王铁成 (9 8 ) 男 , 16 一 , 辽宁葫芦岛人 , 冶金高级工程 师 , 主要从事重有色冶金的生产 、 技术管理工作 。
平探索出一条切实可行之路 , 更为企业挖潜增效提
供有 力 的保 障。
1 概
述
S C S F ( H) 等, O 、u O 、e O , 而铜在无氧化剂及还原电
势 的情况 下是 比较稳 定 的 ; 而 达 到 z 、 d与铜 分 从 nc
c—d u C 渣的处理回收, 传统工艺方法主要是在
得到等级高 、 附加值大 的产 品, 少了二次有害污 减
染 , 能适应 中小 型锌 冶炼企业 的实际现 状 。 更 本案 将 在 此 工 艺 思路 的指 导 下 , 对 c 针 u—c d 渣 回收 中的重点 及难点 : 出过程 控制 、 浸 溶液净 化 除 杂进 行试验 和研 究 , 得 到 的优 化控 制 方 法 和条 件 将
在 锌 的湿法 冶 炼过 程 中, 中上 清 溶液 在 净 化 除 杂 的过 程 中将会 产 生一 种 称 之 为铜 镉 渣 的 副产 品 , 其主要 含有 z 、d C n c 、u等金 属及 其 氧化 物 。它 是提
铜冶炼废渣综合回收研究
![铜冶炼废渣综合回收研究](https://img.taocdn.com/s3/m/0fdee9ead0f34693daef5ef7ba0d4a7302766c21.png)
铜冶炼废渣综合回收研究随着社会经济的发展和工业化进程的加快,铜的需求量不断增加,铜冶炼产生的废渣问题也日益突出。
传统的废渣处理方式仅仅是简单地堆放或填埋,无法有效回收其中有价值的物质,同时也给环境带来了巨大的压力。
因此,针对铜冶炼废渣的综合回收研究具有重要的意义。
物理分选技术是指通过磁选、重选、浮选等物理方法,将废渣中的有价值金属从无价值金属中分离出来。
这种方法具有操作简单、成本低廉的特点,但回收率通常较低。
矿化回收技术是将废渣中的有价值金属通过化学反应转化为易于回收的矿石,再进行冶炼提取的方法。
这种方法可以提高回收率,但处理过程复杂且成本较高。
冶炼回收技术是将废渣直接进行冶炼,将其中的有价值金属提取出来。
这种方法回收率较高,但对设备要求较高,而且会产生大量的二次污染物。
综合考虑以上各种方法的优缺点,可以采用物理分选和矿化回收相结合的方式进行废渣的综合回收。
具体实施方法包括以下几个步骤:首先,将废渣进行物理分选,利用磁选、重选等方法将其中的有价值金属从无价值金属中分离出来。
采用磁选技术分离铁和钢水,并进行烧结处理,产生铁矿石。
重选技术可以分离出含铜、镍、锌等元素的精矿。
然后,将重选得到的精矿进行化学反应,将其中的有价值金属转化为易于回收的矿石。
最后,将转化后的矿石进行冶炼提取,得到高纯度的有价值金属。
此外,为了进一步提高废渣的回收率,还可以探索采用新型的废渣回收技术。
例如,可以采用生物技术将废渣中的有价值金属转化为生物质,然后通过生物浸出将其提取出来。
此外,还可以探索采用微生物降解废渣中的有机物质,促进有价值金属的提取。
综上所述,铜冶炼废渣的综合回收研究具有重要的意义。
采用物理分选和矿化回收相结合的方式可以提高回收率,同时也需要探索新型的废渣回收技术,以进一步提高回收效果。
只有加强对废渣综合回收技术的研究,才能最大程度地回收有价值金属,减少环境污染,实现可持续发展的目标。
从铜镉渣中析出铜锌镉的氧化氨浸工艺
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第31卷 第2期 吉首大学学报(自然科学版)Vol.31 No.2 2010年3月J ournal of J is ho u Uni ver s i t y (Nat ural Sci ence Editio n)Mar.2010 文章编号:100722985(2010)022*******从铜镉渣中析出铜锌镉的氧化氨浸工艺3刘海洋,颜文斌,石爱华,高 峰(吉首大学化学化工学院,湖南吉首 416000)摘 要:针对传统氨浸工艺浸出率较低现状,采用氧化氨浸工艺浸出回收铜镉渣中的镉、锌和铜.为了确定氧化氨浸工艺的最佳浸出条件,采用正交实验的方法研究了铜镉渣氧化氨浸的影响因素.结果表明:在氨水浓度3.7mol/L ,铵离子浓度5.0mol/L 和(N H 4)2S 2O 8浓度30g/L 、液固比6∶1的条件下,镉、铜的浸出率达到99%,同时锌的浸出率达到96%,浸出率明显高于传统氨浸方法.关键词:铜镉渣;氧化氨浸;镉;锌;铜中图分类号:TF813 文献标识码:B近年来我国冶锌工业发展迅速,湿法炼锌厂每年都会产出大量的铜镉渣.铜镉渣中一般含Cd 5%~10%,Cu 1.5%~5%,Zn 28%~50%,仍具有极高的利用价值[1].但因资金和技术条件所限,这些铜镉渣未能得到有效处理,不仅浪费了大量资源,影响企业的经济效益,对环境也有一定污染.随着经济的发展和对资源的需求量增大,当一次资源日渐贫竭时,利用二次资源则成为必然.如果铜镉渣中主要有价金属全部回收利用,必然能产生可观的经济效益和社会效益.通过湿法回收铜镉渣中的有价金属常用酸浸法[224]和氨浸法[528].酸浸法在酸浸时进入浸出液的杂质多,需进行一系列的净化除杂处理,工艺流程长,操作复杂,成本高.氨浸法所得浸出液杂质少,净化除杂容易,工艺流程短,过程简单.但使用氨水和碳酸铵作为浸出剂时浸出率不高,尤其是渣中的金属铜不易浸出.为此,笔者研究在氨水和碳酸铵体系中加入氧化剂,从而提高浸出率的工艺.1 实验原料及方法1.1实验原料本实验所采用的原料为湘西某企业生产产生的铜镉渣,锌主要以Zn 和ZnO ,ZnSO 4的形式存在,铜和镉主要以单质及其氧化物的形式存在.其主要化学组成见表1.表1 铜镉渣主要化学组成(质量分数)%Zn Cd Cu Fe Pb Co Ni 40.96.430.981.230.990.0030.011.2实验试剂及设备实验试剂:氨水、碳酸铵、过硫酸铵等,均为分析纯试剂.实验装置:集热式恒温加热磁力搅拌器、烧杯、表面皿、量筒等.1.3实验方法及流程将铜镉渣磨细至200目占90%以上备用,按不同浓度要求用碳酸铵、氨水和蒸馏水配制浸出剂并标定好备用.实验规模为为每次30g ,考察的因素有氨水浓度、碳酸铵浓度、液固比、氧化剂浓度、时间等.3收稿日期:2009212224基金项目:湖南省教育厅资助科研项目(08C717);湖南省科技计划项目(2008GK 3003)作者简介刘海洋(62),男,河南新蔡人,吉首大学化学化工学院硕士研究生,主要从事矿产资源加工与利用研究通讯作者颜文斌,教授,主要从事无机材料及矿产资源加工与利用研究:197:.实验步骤:每次实验将配制好的浸出剂根据液固比加入烧杯,搅拌并缓缓加入铜镉渣矿粉及氧化剂(N H 4)2S 2O 8.加盖并开始计时,室温下搅拌浸出至规定时间.浆料抽滤,洗涤滤渣.然后,用碘量法测定滤液中的铜含量,用ED TA 络合滴定法测定滤液中的锌含量,用碘化钾析出ED TA 络合滴定法测定滤液中的镉含量.2 实验原理在浸出过程中主要发生如下反应:MeO +i N H 3+H 2O =[Me (N H 3)i ]2++2O H -,(1)Me SO 4+i N H 3=[Me (N H 3)i ]+2+SO 2-4.(2)由于氨水的反应能力弱,加入氧化剂后可提高浸出率和加快浸出过程[9]:2(N H 4)2S 2O 8+2H 2O +4N H 3=4(N H 4)2SO 4+O 2↑,(3)2Me +2i N H 3+O 2+2H 2O =2[Me (N H 3)i ]+4OH -.(4)以上各式中:Me 为Cd ,Zn ,Cu ;i =1~4.3 氨性浸出过程影响因素与水平的选择3.1氨水浓度氨水作为浸取剂,在锌量一定的情况下,增大氨水浓度使络合反应向右进行,有利于铜、锌、镉浸出率的提高,但过量氨水必然造成原料的浪费,因此,氨水浓度水平确定为3.1,3.4,3.7mol/L.3.2铵离子浓度加入碳酸铵可使氨水浸出的金属络离子与碳酸根离子结合,铵离子可以防止氨水的电离.调节浸出剂的p H 值使其在适宜的范围,有利于铜、锌、镉浸出率的提高.因此,铵离子浓度水平确定为4.5,5.0和5.5mol/L.3.3氧化剂浓度铜镉渣中的一小部分铜和镉以铜镉合金的形式存在.需要有氧的参与,单质铜及铜镉合金才能与氨络合进入浸出液,因此加入氧化剂(N H 4)2S 2O 8有利于铜和镉的浸出率的提高.3.4液固比液固比小时氨量不足,影响铜、锌、镉的浸出率;但液固比过大,将增加后工序工作负荷.所以,取液固比水平为4∶1和5∶1和6∶1.3.5浸取条件的优化设计影响铜锌氨浸的因素很多,选定在室温,浸出时间1h ,搅拌速度500r/min 下浸出,主要考察溶液中氨水浓度(mol/L)、铵离子浓度(mol/L)、氧化剂质量浓度(g/L )和液固比(mL/g),采用4因素3水平正交实验,以铜、锌和镉的浸出率作为实验的考察指标.正交实验因素与水平如表2所示.表2 正交实验L 9(34)因素与水平表水平因素A (氨水浓度)/(mol L -1)B (铵离子浓度)/(mol L -1)C ((N H 4)2S 2O 8质量浓度)/(g L -1)D (液固比)/(mL g -1)1 3.1 4.5204∶12 3.4 5.0305∶133.75.5406∶14 实验结果及讨论用直观分析法[10]对实验结果进行分析.实验结果及数据处理列于表3,根据表3绘制出因素与指标的趋势图(图),以便于进行更直观的分析其中K 为某因素第水平的实验结果之和;某因素第水平下的平均实验指标对每个因素而言,中最大者减去最小者即为极差89吉首大学学报(自然科学版)第31卷1.:i i k i :i .k i .表3 正交实验结果实验号因素A/(molL -1)B/(mol L -1)C/(g L-1)D/(mLg -1)考察指标铜的浸出率/%锌的浸出率/%镉的浸出率/%1 3.1 4.5204∶189.1192.4554.452 3.1 5.0305∶186.6493.5490.633 3.1 5.5406∶199.0693.1885.234 3.4 4.5306∶195.8295.0999.925 3.4 5.0404∶187.0993.1974.346 3.4 5.5205∶198.7694.2893.057 3.7 4.5405∶194.8595.0498.978 3.7 5.0206∶196.0995.0599.969 3.7 5.5304∶178.7994.2880.50镉K 1230.31253.34247.46209.29K 2267.31264.93271.05282.65K 3279.43258.78258.54285.11k 176.7784.4582.4969.76k 289.1088.3190.3594.22k 393.1486.2686.1895.04R 16.37 3.867.8625.28锌K 1279.17282.58281.78279.92K 2282.56281.78282.91282.86K 3284.37281.74281.41283.32k 193.0694.1993.9393.31k 294.1993.9394.3094.29k 394.7993.9193.8094.44R 1.730.280.50 1.13铜K 1274.81279.78283.96254.99K 2281.67269.82261.25280.25K 3269.73276.61281.00290.97k 191.6093.2694.6585.00k 293.8989.9487.0893.42k 389.9192.2093.6796.99R3.983.327.5711.99图1 因素与指标的趋势图 极差R 的大小,反映了实验中各因素作用的大小,极差大表明该因素对指标的影响大,通常为主要因素;极差小表明该因素对指标的影响小,通常为次要因素由表3及图可以看出,各个因素的主次顺序99第2期 刘海洋,等:从铜镉渣中析出铜锌镉的氧化氨浸工艺.2001吉首大学学报(自然科学版)第31卷为:镉的浸出率,D>A>C>B;锌的浸出率,A>D>C>B;铜的浸出率,D>C>A>B.较优水平按照因素的主次顺序排列为:镉的浸出率,D3>A3>C2>B2;锌的浸出率,A3>D3>C2> B1;铜的浸出率,D3>C1>A2>B1.由于镉是回收的主要目标,因此镉的浸出率是最主要的考察指标;锌在铜镉渣中的质量分数高达40. 9%,因此也是较主要的考察指标;铜在铜镉渣中的含量较少,因此铜的浸出率为次要的考察指标.因素D,A 对镉和锌的浸出率均是主要因素且均以D3和A3较优,因素D对铜的浸出率为最重要的影响因素且D3较优,因素A对铜的浸出率为次要因素,因此对因素D,A选取D3和A3.因素C对镉和锌的浸出率的较优水平均是C2,故对因素C选取C2.因素B对3个考察指标均是较次要的因素,且由于镉的浸出率是最主要的考察指标且以B2较优,故对因素B选取B2.经过以上综合平衡,可以确定最优的水平组合为A3B2C2D3,即选取的最佳工艺条件为:氨水浓度3.7mol/L,铵离子浓度5.0mol/L,氧化剂质量浓度30g/L,液固比6∶1.选取的较优水平组合不在L9(34)正交表的9组实验之中,因此按浸出实验的最佳工艺条件做验证性实验,重复做3次,取其平均值作为实验结果,得到镉的浸出率达到99.99%,锌浸出率95.66%,铜浸出率99.15%,镉、锌和铜的浸出率均高于正交表的9组实验结果,实验结果确证此工艺条件的最优性.5 结论1)铜镉渣氧化氨浸的最佳浸出条件是:氨水浓度3.7mol/L;铵离子浓度5.0mol/L;(N H4)2S2O8质量浓度30g/L;液固比6∶1.在最佳工艺条件下,镉的浸出率99.99%,锌浸出率95.66%,铜浸出率99. 15%.浸出液经分离除杂后,可以制得锌、镉、铜的相关产品.2)采用氧化氨浸工艺处理铜镉渣具有选择性高、浸出温度低、浸出速率快、固液易于分离、浸出率较高、浸出过程对环境较友好和浸出液净化除杂较为容易等优点.参考文献:[1] 邵 琼,杜 霞,汪 玲,等.铜镉渣的回收利用现状[J].湿法冶金,2003,22(2):66-68.[2] 向红霞,罗 琳,薛 伟.冶锌废渣中铜锌镉的湿法回收试验研究[J].矿冶研究与开发,2009,38239,70.[3] 谭兴林,朱国才,赵玉娜.从铜镉渣中浸出铜锌镉的研究[J].矿冶,2008,17(4):28230,35.[4] 曾懋华,奚长生,彭翠红,等.铜镉渣浸出工艺的研究[J].韶关学院学报:自然科学版,2004,25(3):60263.[5] 方建军,李艺芬,鲁相林,等.低品位氧化铜矿石常温常压氨浸工艺影响因素研究与工业应用结果[J].矿冶工程,2008,28(3):81283.[6] 何 静,唐谟堂,刘 维.氨法浸出提镉新工艺[J].化工学报,2006,57(7):172721731.[7] 唐谟堂,张 鹏,何 静,等.Zn(Ⅱ)2(N H4)2SO42H2O体系浸出锌烟尘[J].中南大学学报:自然科学版,2007,38(5):8672872.[8] 孙家寿,鲍支洪.硫化铜精矿催化氧化氨浸工艺研究[J].化学工业与工程技术,1999,20(4):122.[9] 乔繁盛.浸矿技术[M].北京:原子能出版社,1994.[10] 栾 军.现代试验设计优化方法[M].上海:上海交通大学出版社,1995.Resear ch on Leaching Pr ocess of Copper,Zinc an d Ca dmium f r omCopper2Ca dmium SlagL IU Hai2yang,YAN Wen2bi n,SH I Ai2hua,GAO Fe ng(College of Chemist ry a nd Chemical Enginee r,Jisho u Unive rsity,Jishou416000,Hunan China)Abstract:Ai mig at t he low l eaching rate of t he t radit io nal am moni um leachi ng process,t he oxi dizi ng a m2 monium leaching process of ext racti ng cadmi um,zinc,and copper f rom copper2cadmium slag i s adopted. The eff ect of copper2cadmi um slag was st udie d by ort hogonal test s in laboratory i n order to find out t he opti mum a mmonia leaching condi tions wi t h oxida nt s.The opti mum conditions obt ai ned are as fol lows: am monia concent rat ion3.7mol/L,am moni um ion conce nt ration5.0mol/L,(N H4)2S2O8co ncent rat ion 30g/L,and liquid to solid ratio6∶1.Under t he opti mum condi tions,t he leaching rate of Cd and Cu can reach99%,and at t he same ti me t he leaching rat e of Zn and Cd can reac h96%.The leachi ng rat e of t he oxidizi ng ammoni um leaching process i s obviousl y hi gher t ha n t hat of t he t raditional a mmonium leachi ng process.K ey w or ds:copper2cadmium slag;oxi dizi ng am moni um leachi ng;cadmi um;zinc;copper(责任编辑 易必武)。
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个
C d o +2 H
C d 七H、 气
处 理2 0 0 0 t / a 铜 镉 渣 处 坪 牛 产 线 , 使 资 源 综 合 叫 收 利 用 ,最 大 限 度 地 减 少 废 渣 对 环 境 的 影 H 向。
铜 镉 渣 浸 出工 序 的 目标 是 浸 出 全 部 镉 和 锌 等
补 部 分 酸 或 废 电 解 液 浸 出 新 加 入 的 铜 镉 渣 。 第 二
段浸 f l I 用 新硫 酸 溶液 浸 出第 一段 浸 } J ; 渣 ,以 尽 量
绵 压 一 铸 锭 的 T 艺流 程 。工 艺 流 程 如 图 1 所 示 锌 系统 净液 _ T 段 产 m 的 铜 镉 渣 。经 一 段 浸 } { l 、 压 滤 、二 段 浸 f J j 后 即 为 铜 渣 , 可 作 为 巾 问 产 品 外 售 铜 火法 冶炼 厂 。二段 浸 出液返 回到一 段 浸 出 ,
收 碥 开期 :2 0 1 3 - 0 9 . 1 0 作 者 简介 : 罗尔 卫 ( 1 9 8 l 一 ) ,男 ,上 程 帅 r 乜 话:( 0 2 9)8 7 2 1 9 9 5 6
5 2
现 代 冶
金
第 4 2卷
华
厂 广 . 一 一
l
铜 镉 渣 处 理 T 岂 流 程
引 言
过 去 , 湿 法 炼 锌 厂 一 般 将 一 段 净 化 所 产 的 铜
液 ,返 回 锌 系 统 浸 出 车 间 回 收 锌 。 即 _ T 艺 采 用 二 段 浸 出一 二 次 置换一 镉 绵压 团一 铸锭 的T 艺流程 。
镉 渣 作 为 初 级 产 品 对 外 销 售 或 运 到 同 废 渣 场 堆
第 4 2卷 第 3期
2 0 1 4 年 6月
现 代 冶 金
M oder n Me t a l l ur gy
V o1 . 42 No. 3
J I . I n . 2 01 4
铜 镉渣 综合 回收有价金 属 工艺分析
罗东卫 ,张雁 忠 ,姚 远
( 西安 有色 冶金设计研 究院,陕西 西安 7 1 0 0 0 1 )
存 ,既 增 加 了 环 保 压 力 , 又 影 响 了 公 司 企 业 形 象 和 效 益 的增 长 , 也 不 符 合 国 家 重 金 属 污 染 防 治 、 节 能减排 的产 业政 策 要求 。
2 生 产 技 术 控 制 参数
2 . 1 浸 出
为 了 进 一 步 做 好 重 金 属 污 染 防 治 ,提 高 资 源 能 源 利 用 率 , 发 展 循 环 经 济 ,最 大 限 度 地 降 低 和
有 价 金 属 ,而 让 铜 、铅 和 硅 酸 盐 等 留 在 浸 渣 巾 。
因 此 , 浸 出 过 程 中 ,用 硫 酸 溶 液 作 浸 剂 。 浸 出
1 工 艺 流 程
铜 镉渣 处理 _ 丁艺 采 用 二段 浸 m一 二 次 置换 一 镉
分 二 段 逆 流 进 行 ,第 二 段 的 浸 出 液 返 叫第 一 段 ,
右 , 进 行 滤 , 滤 渣 则 为 海 绵 镉 , 其 中 含 镉
6 0 %~ 8 0 % ;滤 液 进 入第 二 段 置 换 沉 淀 , 以 完 全 脱 除其 巾的 镉 。二 段 置换沉镉 的操作 与一 段 相 同 , 加锌 粉 至溶 液 巾镉 浓 度 降至 1 0 ~l 5 mg / L后 进 团 铸 锭
置换 沉 镉 分 二段在 搅拌槽 内完 成 。含镉 溶 液
加进 搅拌 槽后 ,先渊节 p H= 3 ~ 4,然 后 缓 慢 地 加 入 锌 粉 进 行 置 换 反 应 ,至 溶 液 巾 镉 浓 度 降 至 1 g / L 左
在 容量 l t l ' l  ̄ j 熔 镉 炉 巾将 压 团镉绵 进行 熔 炼 ,
温 度4 5 0 — 5 5 0 。 C,表 面 覆 盖 一 层 Na OH,待 温 度 升
至j 容化 温 度 后 才 进 料 。 镉 绵 巾 的 锌 与 碱 反 应 , 十 成 锌 酸 钠 。 除锌 熔 炼 反 应 可 表 示 为 :
+ 2Nc I oH Nn、 Z no 、 午H、
摘要 :介绍 了湿法炼锌厂铜镉渣的 综合 回收 处理工艺 流程 、工 艺控制参数 、主要设备 、主要技 术指标 ,为炼锌 厂
铜 镉 渣 的 无 害化 处 理 提 供 了一 条途 径 。
关键词 :铜镉 渣 ;综合 回收 ;有价金 属 ;工 艺
中 图分 类 号 :T F 8 0 3 . 2 I
铜 镉 渣 由锌粉置 换获得 , 其 巾 的主要成 分Z n 、 C d 、C u 都 为 金 属 状 态 。 由 于 锌 和 镉 的 标 准 氧 化 电
位 为 负 (分 别 为 一 0 . 7 2 VS F I . O . 4 0 V )的 活 泼 金 属 ,在 酸 性 溶 液 中 ,锌 和 镉 发 生 简 单 的 置 换 溶 解 反 应 ,
减 少 重 金 屈 对 环 境 的 压 力 。 某 炼 锌 厂 先 后 与 多 家 科 研 院所 进 行 咨 询 和 论 证 ,按 照 国 家 倡 导 实 施 “ 减 量 化 、尢 害 化 、资 源 化 ” 废 渣 处 理 的 原 则 ,经 过 实 验 研 究 ,采 用 了 国 内 先 进 的 技 术 对 铜 镉 渣 巾 所 含 的 有 价 金 属 锌 、 铜 、镉 进 行 提 取 , 建 设 了 一 条 年
一
浸 m锌和 镉 。浸 出操作 条件 如 表 1 所示。
表 1 浸 出 操 作 条 件
段 浸 出 滤 液 送 一 次 置 换 槽 , 置 换 后 液 经 压 滤 得
海 绵镉 ,海绵 镉 再 经 压 团后 熔炼 除 杂铸 锭 ,产 出
粗 镉 锭 直 接 作 为 产 品 出 售 。 一 次 置 换 液 送 二 次 置 换 槽 进 行 二 次 置 换 , 二 次 置 换 后 产 出 滤 液 即 贫 镉