我国葫芦岛锌厂的硫化锌精矿采用高温焙烧工艺。烟气经高温电收尘收集的高温尘及回转窑二次焙烧收集的烟尘以及水口山矿务局第一、二、四冶炼厂锌精矿焙烧收集的双漩涡灰和电尘等含镉高,是炼镉的原料。这种含镉烟尘的成分列于表1。
表1 含镉烟尘的成分
类别 | Zn | Cd | Pb | Cu | As | Fe | Ss | Sso4 |
高温尘 | 40± | 5~6 | 4~5 | - | - | - | - | - |
镉尘 | 18~20 | 18~23 | - | - | - | - | - | - |
双旋灰 | 47~52 | 0.8~1.1 | 6~12 | 0.4~0.7 | 0.2~0.8 | 11~13 | 1~2 | 2~4 |
电尘 | 35~40 | 2~4 | 15~25 | 0.2~0.3 | 0.3~1 | 0.3~1.2 | 1.2~3 | 2~4 |
水口山矿务局第三冶炼厂采用全湿法流程处理这种烟尘,基本过程类似于Cu-Cd渣的电积法生产流程。镉冶炼回收率为88.75%,电镉品位为99.99%。
葫芦岛锌厂采用湿法-火法联合流程处理含镉烟尘,生产工艺流程如图1。这种方法的主要优点是流程简单,金属回收率高,1980年镉的总回收率达到71.29%,产品质量高,产出的精镉纯度稳定在99.995%以上。
图1 葫芦岛锌厂从烟灰提取镉流程
该厂于1958年试验成功了粗镉精馏精炼法。镉精馏塔塔体高5.585m,由28块塔盘组成,塔盘尺寸为360×250mm。精馏的技术条件如下:
入炉粗镉品位/% 98~99
燃烧室温度/K 1343~1353
底部温度/K 1313~1323
上部温度/K 893~913
气体冷凝器温度/K 953~973
液体冷凝器温度/K 843~863
加料器温度/K 773~823
精镉锅温度/K 753~773
粗镉熔化锅温度/K 723~773
单位受热面生产率/(kg·(m2·d)-1) 965~980
镉回收率/% >99.7
镉直接产出率/% >98
生产1t镉单耗/%
烧碱/kg 12~14
煤/kg 650~700
水/t 1.5~2
塔底排出的镉渣成分为:70%~72%Cd,13%~15%Pb,0.02%~1.08%Zn,3.1%~4.6%Cu,2.1%~3.1%Fe,3.5%~4.9%As,0.1%~0.2%T1。此渣送去回收铊。
日本三日市电热法炼锌厂的烧结过程产生的烟气,经电收尘收集的烟尘中也富集了镉(含镉20%),加上佐贺关炼铅厂的电炉烟尘。采用硫酸化焙烧-浸出-置换-真空蒸馏-熔铸流程提取镉(图2),产出99.999%的高纯镉。
图2 三日市电热法炼锌厂从烧结烟尘提取镉的生产流程