镉烟尘联合法处理(treatment of cadmium dust by combined process)

镉烟尘经浸出、置换和精炼等联合方法处理制取精镉的过程。为镉生产方法之一。

方法   在有色金属硫化矿的焙烧和熔炼作业中收集的镉烟尘也是生产镉的重要原料。表1列出几种镉烟尘的主要成分。这些镉烟尘的特点是含有较多的砷、锑、铊及少量稀有金属，处理时除回收镉外，还要考虑综合回收其中的有价金属。从镉烟尘中回收镉的方法视其成分而定。镉烟尘的处理与铜镉渣处理(见电解沉积法生产镉)的不同之处在于烟尘需经富集，然后使镉转入溶液。

联合法处理一般包括两个基本过程：(1)含镉烟尘(含镉在10％以下)用火法富集到一定品位，然后使镉转入溶液获得高品位海绵镉；(2)海绵镉经压团、熔化及精馏产出精镉。表2列举镉烟尘的一些处理方法。图中所示为中国用联合法提取镉的原则工艺流程。它的主要优点是流程简单，金属回收率高(>71.29％)，产品质量好，产出精镉纯度稳定在99.995％以上。

镉烟尘浸出   镉烟尘中的镉以氧化镉状态存在，通常采用稀硫酸进行两段浸出。一段为中性浸出，二段为酸性浸出。中性浸出终点pH控制在4.8～5.2，浸出温度为318～328K。所得中性浸出液加入铁盐和高锰酸钾，使砷随氢氧化铁沉淀除去。所得中性浸出液进行二段酸性浸出。二段酸性浸出的浸出温度为343～348K，浸出终止时含游离硫酸60g／L，溢流返回中性浸出。二段酸性浸出渣含铅较高，送往炼铅。

金属镉制取   除砷后的溶液含镉30g／L，含游离硫酸6～12g／L，加锌粉置换产出海绵镉。产物含镉75％～90％、锌5％～8％及少量铅、铜等杂质。海绵镉压团后熔化铸成粗镉锭，含镉99％左右。如需纯度更高的镉，则用精馏法精炼进一步提纯。

镉精馏   粗镉经交替进行多次蒸发与冷凝，分离杂质产出精镉的过程。海绵镉经压团、熔化、铸锭所得的粗镉一般还含有铜(0.1％～0.2％)、铅(0.1％～0.5％)等杂质，纯度达不到应用要求，可采用精馏法进一步提纯。镉精馏是利用镉与杂质金属在同一温度下蒸气压和蒸发速度的不同来获得纯镉的方法。镉与主要杂质金属的沸点如下：

金属                     镉          锌         铅         铜          铁

沸点T／K         1038      1180      2013    2840       3008

镉的沸点比主要杂质金属沸点都低，只要控制好精馏条件就可使镉与它们分离。

镉精馏在精馏塔中进行，精馏条件为：

燃烧室温度T／K                   1343～1353

塔底温度T／K                       1314～1323

塔上部温度T／K                   893～913

气体冷凝器温度T／K           953～973

液体冷凝器温度T／K            843～863

从塔釜上升的气相与塔顶冷凝回流的液相在接近平衡的条件下逆流接触。在此接触过程中，沸点低易挥发的镉从液相向气相转移，沸点高难挥发的杂质金属铜、铅等则从气相向液相转移，于是镉在塔顶富集，而铜、铅等杂质金属则在残精馏液中富集，达到镉的精馏提纯目的。精馏产出的精镉纯度很高，一般在99.995％以上。