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从铜镉渣中回收锌、镉、铜试验研究

文档作者：森维1 孙红燕2 彭林1 杨继生1 宋兴诚1 文档来源： 1．云南锡业集团(控股)有限责任公司 2．红河学院理学院		点击数：	更新时间： 2025年10月06日
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第34卷第1期(总第139期)
2015年2月
湿法冶金
Hydrometallurgy of China
V01．34 No．1(Sum．139)
Feb．2015
从铜镉渣中回收锌、镉、铜试验研究
森维1，孙红燕2，彭林1，杨继生1，宋兴诚1
(1．云南锡业集团(控股)有限责任公司，云南个旧661000；
2．红河学院理学院，云南蒙自661lOO)
摘要：通过小型试验和工业试验，研究了一段浸出法从铜镉渣中浸出锌、镉、铜。试验结果表明：浸出体系中添
加强氧化剂B可明显提高氧化速率和锌、镉浸出率，只需一段浸出，锌、镉浸出率均大于91％，且浸出液中杂
质含量低，不需进一步除杂；铜不被浸出而是以海绵铜形式留在渣中，渣中铜质量分数为43％～46％，此渣可
返回铜渣除氯系统循环利用。
关键词：铜镉渣；氧化剂；浸出；锌；镉
中图分类号：TF803．21；TF813；TF819．2 文献标志码：A 文章编号：1009—2617(2015)01—0029—03
DoI：10．13355／J．cnki．sfyj．2015．01．08
湿法炼锌系统的锌粉净化除铜镉段会产出大
量含有锌、铜、镉的渣(铜镉渣)，其中Zn质量分
数30％～50％，Cu质量分数1％～10％，Cd质量
分数7％～20％。这种渣为冶炼中间产物，直接
销售价格低廉，大多数锌冶炼厂都进行综合回收，
一般将锌以硫酸锌形式返回锌系统，铜以海绵铜
渣形式回收，镉以海绵镉或精镉锭形式回收[1屯]。
目前，处理铜镉渣的方法主要有2种。1)二段浸
出法[2。5]：将铜镉渣加废电解液或硫酸进行二段逆
流浸出，浸出过程中加二氧化锰或压缩空气进行
氧化，浸出液含硫酸锌和硫酸镉，送镉置换工段回
收镉、锌，浸出渣为铜渣。2)直接浸出法L6书]：用浓
度较高的硫酸浸出铜镉渣，将锌、铜、镉直接转入
溶液，然后再用锌粉置换铜得到海绵铜渣，置换镉
得到海绵镉，置换液含硫酸锌返回系统回收锌。
这2种方法存在以下缺陷：二段浸出法流程长，反
应速度慢(需1～2 d)，二氧化锰消耗量大，铜渣品
位低，浸出液含杂质高；直接浸出法的浸出液含杂
质高，且铜也被浸出进入溶液，需消耗大量锌粉来
置换海绵铜。因此，本文作者探索了采用一段浸
出法处理铜镉渣：浸出过程中添加强氧化剂B和
压缩空气，经过一段浸出将锌、镉浸出到溶液中，
而铜以海绵铜形式留在渣中。
1 试验部分
1．1 试验原料
试验原料为某冶炼锌系统一段净化产出的铜
镉渣浆。取500 mL渣浆，过滤后得到铜镉渣约
580 g，其中含水44．2％，主要成分质量分数为：Zn
41．19％，Cu 8．63％，Cd 16．08％，As 0．016％，Sb
0．017％，Mn 0．090％，Co 0．021％，Fe 0．013％。该
铜镉渣中，锌、铜、镉主要以单质金属形式存在。
废电解液为锌电解试生产期间产出的废液，
主要成分质量浓度为：H。SO。106．21 g／L，Zn
36．6 g／L，As 0．04 mg／L，Sb 0．011 mg／L，Cu 0．
013 mg／L，Cd 0．363 mg／L，Co 0．09 mg／L，Ni 0．
753 mg／L。
强氧化剂B。强氧化剂B可将镉渣中的Zn、
Cd氧化并与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸镉。主要
反应为：
Cd+H2SO。+强氧化剂B—CdSO。+H。O，
Zn+H。SO。+强氧化剂B—ZnSO。+H20。
1．2试验方法
小型试验：试验在2 L烧杯中进行。取500
mL铜镉渣浆加入烧杯中，在电炉上加热并搅拌。
加入废电解液，控制pH为3～4(置换硫酸镉溶
收稿日期：2014-03—19
基金项目：云南省教育厅科学研究基金资助项目(2013Y068)；红河学院“化学”云南省硕士点建设学科开放基金资助项目(HXZl308)。
作者简介：森维(1985一)，男，云南会泽人，硕士，工程师，主要研究方向为重金属冶炼。
万方数据
‘30‘ 湿法冶金2015年2月
液要求pH为3～4)，加热至一定温度后保温反
应一段时间，然后加入不同量强氧化剂B，反应5
rain后过滤，得到滤液和滤渣。
工业试验：将小型试验得到的最佳参数应用
于工业试验，试验在带有机械搅拌的钢衬胶衬砖
锥形槽体(q53 000 mm×3 200 mm，总容积23．7
m3)内进行，方法与小型试验一致。槽体上配有
蒸汽加热装置，并带有2根压缩空气管，起加强氧
化和搅拌功能。
2试验结果与讨论
2．1温度对浸出的影响
试验条件：反应时间30 min，pH 3～4，不加
强氧化剂B。温度对浸出的影响试验结果见表
1。可以看出，随温度升高，锌、镉浸出率增大，而
铜几乎不被浸出。结合生产实际，确定浸出温度
为80℃。
表1 温度对铜镉渣浸出率的影响
95．28 2．5×10—5 3．83
98．72 2．8×10—5 4．51
101．26 3．5×10一5 5．17
65．65 0．000 1 9．94
69．50 O．000 1 11．88
72．34 0．00G 1 13．78
2．2保温时间对浸出的影响
试验条件：温度80℃，体系pH 3～4，不加强
氧化剂B。保温时间对浸出的影响试验结果见表
2。可以看出：随保温时间延长，锌、镉浸出率增
大；但保温30 min后，锌、镉浸出率变化不大，铜
几乎不被浸出。因此，保温时间选定为30 rain。
表2保温时间对铜镉渣的浸出效果
90．37 2．7×10—5 3．52
】01．26 3．5×10—5 5．17
102．31 2，3×10一5 5．25
60．16 0．000 1 9．05
72．34 0．000 1 13．78
73。52 0．000 I 14．01
2．3强氧化剂B对浸出的影响
试验条件：温度80℃，保温时间30 rain，pH
控制在3"--4。添加不同量强氧化剂B的试验结
果见表3。可以看出：当加入强氧化剂B 30 mL
时，浸出渣为灰褐色，有90％～91％的锌被浸出，
铜几乎不被浸出，而镉浸出率只有52％～53％；
当加人强氧化剂B 45 mL时，浸出渣颜色变为暗
红色，有95％～96％的锌被浸出，铜几乎不被浸
出，以海绵铜形式留在浸出渣中，镉浸出率升高至
87％～88％；当加入强氧化荆B 60 mL时，浸出
渣中含锌、镉继续降低，颜色转为暗红色，此时锌、
镉浸出率分别为98％～99％、87％～98％，但大
量铜被浸出到溶液中，浸出率为15％～19％，说
明强氧化剂B明显过量。添加强氧化剂B明显
提高了锌、镉的浸出率，添加量以45 mL时效果
最好，锌、镉浸出率分别为95％～96％、87～
88％，铜以海绵铜形式留在浸出渣中，渣中铜质量
分数为54．14％。
表3 添加不同量强氧化剂B对铜镉渣浸出的影响
2．4工业试验
根据小型试验确定的工艺参数(温度80℃，
保温时间30 rain，pH 3～4，铜镉渣浆体积500
mL，强氧化剂B加入量45 mL)，在生产系统上进
行工业试验。每次处理铜镉渣浆5 m3，在23．7
m3锥形搅拌槽中进行，用压缩空气加强搅拌和氧
化。具体条件为：用蒸汽加热至80℃，pH控制
在3～4，反应时间延长至4 h，铜镉渣浆与酸充分
∞
∞
胁
p
垆
驴
万方数据
第34卷第1期森维等：从铜镉渣中回收锌、镉、铜试验研究·31·
反应后再加入强氧化剂B，强氧化剂B实际加入
量根据浸出渣的颜色加以调整(由灰褐色变为暗
红色时为终点，此时浸出渣中的铜主要以海绵铜
形式存在)，加强氧化剂B后浸出1 h。试验结果
见表4。可以看出：锌、镉浸出率均大于91％；铜
几乎不被浸出，以海绵铜形式留在浸出渣中，渣中
铜质量分数为43％～46％，可返回铜渣除氯系统
循环利用。
此外，强氧化剂B的加入不引入新的杂质，
所以浸出液中的杂质含量非常低，As、Sb、Fe质
量浓度均低于0．1 mg／L，不需除杂即可直接进行
镉的置换。
表4工业试验结果
3 结论
铜镉渣浸出体系中添加强氧化剂B可明显
提高铜镉渣的氧化和浸出速率，只需一次浸出即
可将铜镉渣中91％以上的锌、镉浸出到溶液中，
而且不引人新的杂质，浸出液中杂质含量低，不需
进一步除杂；而铜则以海绵铜形式留在渣中，渣中
铜质量分数为43％～46％，可以返回铜渣除氯系
统循环利用。
参考文献：
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[8]谯宁．从铜镉渣中回收锌、镉、铜的试验研究[J]．湿法冶金，
1998，17(1)：41-42．
Recovery of Zinc，Cadmium and Copper From Copper-cadmium Residue
SEN Weil，SUN Hongyan2，PENG Linl，YANG Jishen91，SONG Xingchen91
(1．Yunnan Tin Group(holding)Company Limited，Gejiu 661000，China；
2．College of Science，Honghe University，Mengzi 661100，China)
Abstract：In this paper，leaching of copper，cadmium and zinc from copper—cadmium residue by single
stage leaching process by the pilot tests and industrial tests were reseached．The results show that by
adding strong oxidant B into leaching system，the oxidation velocity and leaching of zinc and cadmium
can be increased．Leaching rate of zinc and cadmium are both higher than 9 1％by only single stage
leaching，the content of impurities is very low in the leaching solution．The copper is left in the
leaching slag as the form of sponge co．pper．The content of copper in the slag is 43％～46％．The
copper slag can be recycled in the system of dechlorine．
Key words：copper—cadmium residue；oxidant；leaching；zinc；cadmium

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