富鎘液的旋流電積工藝試驗研究

江少杰

（銅冠有色金屬，安徽 池州 247100）

1 試驗研究背景

鋅濕法冶煉過程中針對鎘元素的回收，現在普遍采用的工藝是浸出液中的鎘經過兩輪鋅粉置換后，得到大于80%的海綿鎘，經壓團后熔鑄成粗鎘。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。本研究是將旋流電積技術（EMEW）應用于富鎘液中鎘的回收。

2 試驗研究

2.1 試驗原料

本試驗研究的原料富鎘液是安徽某企業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元素含量較高，同時溶液中鋅離子濃度超過了200g/L，浸出液在室溫下出現硫酸鋅結晶，因此給本研究帶來了較大的困難。

表1 原料富鎘液的分析結果

2.2 試驗設備

表2 試驗儀器

2.3 試驗內容及結果討論

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

2.3.1 電流密度對旋流電積鎘粉、電流效率的影響

試驗條件為：電積液循環量為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品質量。

表3 電流密度對海綿鎘質量及電流效率的影響

圖1 電流密度對海綿鎘品位及電流效率的影響

根據上述項目試驗結果顯示，隨著旋流電積電流密度的提高，海綿鎘品位逐漸降低，當電流密度達到150A/m2時，海綿鎘中品位為85%。同時從表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 電解液循環量對旋流電積鎘粉、電流效率的影響

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

表4 不同循環量下，海綿鎘質量

圖2 電解液循環量對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，當電解液循環量達到225L/h時，海綿鎘的品位達到增大值且電流效率最佳，因此認為電解液循環量225L/h為最佳。但當電積循環量超過225L/h時，容易堵塞管道。因此認為當電解液循環量為200L/h時，即可滿足電積條件要求。

2.3.3 溶液pH對旋流電積海綿鎘、電流效率的影響

試驗條件為：電流密度為100A/m2，電積液循環量控制在200L/h，調節電解液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，旋流電積效率及海綿鎘產品的品位變化。

表5 電積液pH對電流效率的影響

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左右進行旋流電積為最佳。

3 結論

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