镉冶炼车间设计(design of cadmium recovery plant)

以锌冶炼厂含镉副产物为主要原料，采用火法和湿法冶金工艺，生产精镉或电镉的锌冶炼厂车间设计。设计主要内容为工艺流程选择、主要设备、车间配置、技术特点和主要技术指标。原料中含镉副产物有焙烧产出的含镉烟尘，浸出液净化所产铜镉渣和锌精馏产出的高镉锌等。

简史   美国安纳康达公司(Anaconda Co.)大瀑布厂(Great Falls Plant)于1915年建设镉冶炼车间，每月处理经过焙烧的铜镉渣约2000t。中国沈阳冶炼厂于1953年开始从铜镉渣中回收镉，韶关冶炼厂于1977年开始以锌精馏所产高镉锌为原料生产精镉。

原料   镉在选矿过程中大部分进入锌精矿，在冶炼过程中，富集于不同的副产物中，成为炼镉的主要原料，化学成分见表1。

工艺流程选择   工艺流程有火法、湿法和湿法一火法联合工艺三种，根据原料及成分选定。

(1)火法工艺流程。以高镉锌和镉灰为原料，其成分除锌、镉外，含其他杂质较少，可在1080～1140℃进行精馏，产出粗镉(含Cd>97％，Zn<3％)。粗镉经碱性精炼除锌可获得精镉。

(2)湿法工艺流程。通常用于处理铜镉渣，一般湿法工艺流程见图1。

(3)湿法-火法联合工艺流程。通常用于处理含镉烟尘，用酸浸、置换获海绵镉后采用火法处理。比全湿法工艺流程简短，能耗较低。湿法一火法联合工艺流程见图2。

主要设备   有搅拌槽、电解槽、精炼锅和精馏塔等。

(1)搅拌槽。通常采用机械搅拌槽。槽体由钢板制作，内衬以防腐蚀耐磨材料。常用于生产过程中的浸出、置换、净化和溶解工艺。用于浸出时，液固比为5～6：1。

(2)电解槽。和锌电解槽基本相同(见锌电积车间设计)。

(3)精炼锅。形状通常为半球形，用钢或灰口铁铸成，也可用钢板焊制，供精炼和熔化用。

(4)精馏塔。由加料器、塔盘、塔盘底座、渣锅和冷凝器组成。塔体由22～24块碳化硅制成的塔盘严密叠置而成。塔体外有燃烧室，由预热煤气与空气混合燃烧供热。

车间配置   通常与锌浸出液净化车间或锌精馏车间靠近布置。为保证产品质量，镉电解和熔铸避免布置在有腐蚀性气体和粉尘多的作业区，一般设有隔墙与其他作业场地分开。湿法工艺流程镉冶炼车间配置见图3。

技术特点   镉为有毒元素，在冶炼过程中产生的含镉废水、气体和粉尘是主要的镉污染源。设计时须对浸出、置换、溶解、熔化等设备采取密闭、机械抽风和设除尘设施。以防止有毒物质外漏扩散，并使排放物达到排放标准。含镉污水需经严格处理达标后才能排放。

主要技术指标   见表2。