富镉液的旋流电积工艺试验研究

江少杰

（铜冠有色金属，安徽 池州 247100）

1 试验研究背景

锌湿法冶炼过程中针对镉元素的回收，现在普遍采用的工艺是浸出液中的镉经过两轮锌粉置换后，得到大于80%的海绵镉，经压团后熔铸成粗镉。此方法存在锌粉消耗量大，成本高，海绵镉品位难控制等缺点。本研究是将旋流电积技术（EMEW）应用于富镉液中镉的回收。

2 试验研究

2.1 试验原料

本试验研究的原料富镉液是安徽某企业湿法炼锌中浸出液净化渣采用废电解液浸出所得，主要成分如表1，从表中可以看出，影响海绵镉品位的杂质元素含量较高，同时溶液中锌离子浓度超过了200g/L，浸出液在室温下出现硫酸锌结晶，因此给本研究带来了较大的困难。

表1 原料富镉液的分析结果

2.2 试验设备

表2 试验仪器

2.3 试验内容及结果讨论

因原料溶液粘度较大，常温下无法达到设定流量，且溶液中的硫酸锌浓度较高，在常温下易形成硫酸锌结晶堵塞管道，所以在下面的试验中温度条件都设定为50℃。

2.3.1 电流密度对旋流电积镉粉、电流效率的影响

试验条件为：电积液循环量为200L/h，控制电积液pH为4.0左右，电流密度控制在200A/m2、150A/m2、100A/m2、50A/m2，考察不同的电流密度下，电流效率及电积镉绵产品质量。

表3 电流密度对海绵镉质量及电流效率的影响

图1 电流密度对海绵镉品位及电流效率的影响

根据上述项目试验结果显示，随着旋流电积电流密度的提高，海绵镉品位逐渐降低，当电流密度达到150A/m2时，海绵镉中品位为85%。同时从表3可以看出，随着电流密度的增加，电流效率降低，因此控制电流密度在100A/m2为佳。

2.3.2 电解液循环量对旋流电积镉粉、电流效率的影响

试验条件为：电流密度为100A/m2，电解液pH控制在4.0左右，电解液循环量控制在100L/h、150L/h、200L/h、250L/h，考察不同的电积液循环量下，电流效率及电积镉粉产品质量。

表4 不同循环量下，海绵镉质量

图2 电解液循环量对电流效率及海绵镉品位的影响

从表4及图2中可以看出，随着电积液循环量的增加，电流密度逐渐增加，海绵镉的品位先增加后降低，当电解液循环量达到225L/h时，海绵镉的品位达到增大值且电流效率最佳，因此认为电解液循环量225L/h为最佳。但当电积循环量超过225L/h时，容易堵塞管道。因此认为当电解液循环量为200L/h时，即可满足电积条件要求。

2.3.3 溶液pH对旋流电积海绵镉、电流效率的影响

试验条件为：电流密度为100A/m2，电积液循环量控制在200L/h，调节电解液pH至2.0～3.0、3.0～4.0、4.0～5.0等不同梯度的pH范围，考察不同的pH梯度范围内，旋流电积效率及海绵镉产品的品位变化。

表5 电积液pH对电流效率的影响

从表5中可以看出，随着溶液pH的提高，旋流电积镉的电流效率明显提高。pH控制在3.0～4.0与pH控制在4.0～5.0之间，其电流效率相差较小。因此pH在4.0左右进行旋流电积为最佳。

3 结论

从上述试验结果可以看出，采用旋流电积技术直接从富镉液中电积生产品位高于80%海绵镉产品技术上是可行的，而且可以确定最佳条件为：电流密度100A/m2以下，电解液循环量约200L/h，电解温度控制在50℃，控制电积液pH为4.0左右。