江少杰

（銅冠有色金屬，安徽 池州 247100）

1 試驗(yàn)研究背景

鋅濕法冶煉過(guò)程中針對(duì)鎘元素的回收，現(xiàn)在普遍采用的工藝是浸出液中的鎘經(jīng)過(guò)兩輪鋅粉置換后，得到大于80%的海綿鎘，經(jīng)壓團(tuán)后熔鑄成粗鎘。此方法存在鋅粉消耗量大，成本高，海綿鎘品位難控制等缺點(diǎn)。本研究是將旋流電積技術(shù)（EMEW）應(yīng)用于富鎘液中鎘的回收。

2 試驗(yàn)研究

2.1 試驗(yàn)原料

本試驗(yàn)研究的原料富鎘液是安徽某企業(yè)濕法煉鋅中浸出液凈化渣采用廢電解液浸出所得，主要成分如表1，從表中可以看出，影響海綿鎘品位的雜質(zhì)元素含量較高，同時(shí)溶液中鋅離子濃度超過(guò)了200g/L，浸出液在室溫下出現(xiàn)硫酸鋅結(jié)晶，因此給本研究帶來(lái)了較大的困難。

表1 原料富鎘液的分析結(jié)果

2.2 試驗(yàn)設(shè)備

表2 試驗(yàn)儀器

2.3 試驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果討論

因原料溶液粘度較大，常溫下無(wú)法達(dá)到設(shè)定流量，且溶液中的硫酸鋅濃度較高，在常溫下易形成硫酸鋅結(jié)晶堵塞管道，所以在下面的試驗(yàn)中溫度條件都設(shè)定為50℃。

2.3.1 電流密度對(duì)旋流電積鎘粉、電流效率的影響

試驗(yàn)條件為：電積液循環(huán)量為200L/h，控制電積液pH為4.0左右，電流密度控制在200A/m2、150A/m2、100A/m2、50A/m2，考察不同的電流密度下，電流效率及電積鎘綿產(chǎn)品質(zhì)量。

表3 電流密度對(duì)海綿鎘質(zhì)量及電流效率的影響

圖1 電流密度對(duì)海綿鎘品位及電流效率的影響

根據(jù)上述項(xiàng)目試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著旋流電積電流密度的提高，海綿鎘品位逐漸降低，當(dāng)電流密度達(dá)到150A/m2時(shí)，海綿鎘中品位為85%。同時(shí)從表3可以看出，隨著電流密度的增加，電流效率降低，因此控制電流密度在100A/m2為佳。

2.3.2 電解液循環(huán)量對(duì)旋流電積鎘粉、電流效率的影響

試驗(yàn)條件為：電流密度為100A/m2，電解液pH控制在4.0左右，電解液循環(huán)量控制在100L/h、150L/h、200L/h、250L/h，考察不同的電積液循環(huán)量下，電流效率及電積鎘粉產(chǎn)品質(zhì)量。

表4 不同循環(huán)量下，海綿鎘質(zhì)量

圖2 電解液循環(huán)量對(duì)電流效率及海綿鎘品位的影響

從表4及圖2中可以看出，隨著電積液循環(huán)量的增加，電流密度逐漸增加，海綿鎘的品位先增加后降低，當(dāng)電解液循環(huán)量達(dá)到225L/h時(shí)，海綿鎘的品位達(dá)到增大值且電流效率最佳，因此認(rèn)為電解液循環(huán)量225L/h為最佳。但當(dāng)電積循環(huán)量超過(guò)225L/h時(shí)，容易堵塞管道。因此認(rèn)為當(dāng)電解液循環(huán)量為200L/h時(shí)，即可滿足電積條件要求。

2.3.3 溶液pH對(duì)旋流電積海綿鎘、電流效率的影響

試驗(yàn)條件為：電流密度為100A/m2，電積液循環(huán)量控制在200L/h，調(diào)節(jié)電解液pH至2.0～3.0、3.0～4.0、4.0～5.0等不同梯度的pH范圍，考察不同的pH梯度范圍內(nèi)，旋流電積效率及海綿鎘產(chǎn)品的品位變化。

表5 電積液pH對(duì)電流效率的影響

從表5中可以看出，隨著溶液pH的提高，旋流電積鎘的電流效率明顯提高。pH控制在3.0～4.0與pH控制在4.0～5.0之間，其電流效率相差較小。因此pH在4.0左右進(jìn)行旋流電積為最佳。

3 結(jié)論

從上述試驗(yàn)結(jié)果可以看出，采用旋流電積技術(shù)直接從富鎘液中電積生產(chǎn)品位高于80%海綿鎘產(chǎn)品技術(shù)上是可行的，而且可以確定最佳條件為：電流密度100A/m2以下，電解液循環(huán)量約200L/h，電解溫度控制在50℃，控制電積液pH為4.0左右。