锌冶炼含镉烟尘制备高纯镉粉的新工艺

刘 远，郑雅杰，孙召明

(中南大学 冶金与环境学院，长沙 410083)

镉因其独特的物理和化学性质，使镍镉电池以高功率系数、长循环寿命、快速充电能力在军用无人机、通信电台和夜视仪等电子产品中得到广泛应用[1−2]，近年来，镉在光电半导体材料[3−5]方面的应用前景使高纯镉粉的制备研究受到广泛重视。 镉资源在自然界中存在于锌矿、铅锌矿和铜铅锌矿中，在浮选时大部分进入锌精矿，在焙烧过程中富集于烟尘和高镉锌中[6−7]。我国火法炼锌厂和铜铅冶炼厂含镉物料经焙烧脱除砷、锑等杂质，得到浸出性能良好的焙砂，再用硫酸浸出[8−11]，浸出液经氧化水解脱除铁、砷等杂质，净化后含镉溶液用锌粉置换得到海绵镉[12]，在铸铁锅内于熔融烧碱保护下，铸成粗镉锭。此法存在工艺流程繁琐、生产周期长、能耗高且锌粉消耗量大，而回收的镉纯度低，限制了镉的生产和应用[13]。精镉是由粗镉经电解精炼法[14]或蒸馏法[15−16]进一步提纯得到。电解精炼法生产精镉其电流效率低、电耗大、周期长、成本高、电解沉积物不稳定，仍需进一步火法精炼[17]。蒸馏法采用精馏塔分离高沸点杂质制备粗镉，再进行碱性精炼得到精镉，其设备简单，生产控制方便，在我国锌冶炼厂普遍采用，但其精镉产出率低，镉与残渣分离不彻底，存在二次污染和镉中毒隐患[18]。精镉制备镉粉的方法有等离子还原法[19]、电化学法[20−21]、蒸发法[22]等。这些方法生产镉粉制备工艺周期长、温度高，镉粒在此过程中易长大，通常得不到超细镉粉。……