一種海綿鎘的熔煉方法
2023-10-08 21:25:19 2
專利名稱：一種海綿鎘的熔煉方法
技術領域：
本發明涉及的是有色金屬冶煉領域，具體地說是一種海綿鎘熔煉的方法。
背景技術：
鎘是鋅冶煉過程中產生的一種副產品，在火法煉鋅過程中，鎘主要富集在焦結過程產生的氧化鋅、制酸過程產生的高溫塵(電收塵部分)和精餾系統產生的高鎘鋅中，在溼法冶煉鋅過程中，鎘主要富集在銅鎘渣中。除精餾系統產出的高鎘鋅用火法直接提純外，其餘三種含鎘原料提取生產鎘均需要經過溼法浸出、淨化、置換生產出海綿鎘，海綿鎘再經過熔煉生產粗鎘。常規的熔煉方法是將一定量的火鹼加入熔煉鍋內，待火鹼熔化後用人工方法將海綿鎘加入到熔煉鍋內，海綿鎘熔化後攪拌，待熔融鎘中所含雜質達到指標要求時，撈出火鹼並放出鎘液鑄錠，即為粗鎘。該處理方法投資少，但勞動強度大，直產率低，僅為65 70%，含鎘的廢火鹼還需要進入溼法系統進行處理。發明內容
為了解決常規海綿鎘熔煉方法存在的技術問題，本發明提出了一種海綿鎘熔煉的方法。該方法通過海綿鎘自動加料和熔化過程、還原劑還原熔煉過程、廢火鹼水淬過程和鎘液鑄錠過程完成海綿鎘製取粗鎘。解決利用海綿鎘原料製取粗鎘的技術問題。
本發明解決技術問題所採用的技術方案是: 海綿鎘的熔煉工藝步驟: 1、海綿鎘加料和熔化過程:海綿鎘通過料盅由自動加料控制裝置加入到裝有熔融火鹼的熔煉爐內，自動加料控制裝置將控制料盅的提升、平移、下降，直至完全沒入已熔化好鹼液的熔煉爐中，停留5-10分鐘後，料盅上升離開鹼液，再下降至沒入鹼液，完成攪拌動作，如此反覆3 5次後，海綿鎘已經全部熔化，完成海綿鎘的一次加料、攪拌和熔化，自動加料控制裝置將控制料盅上升、平移、下降，再次將海綿鎘加入料盅內，完成第二次的自動加料過程，海綿鎘共分四次完成加料熔煉。熔煉爐溫度為450—500°C。
2、還原劑還原熔煉過程:海綿 鎘加料、熔化後，提高熔煉爐溫度至550—60(TC，力口入還原劑粉煤和鋅鎘合金混合物，進行攪拌，還原劑與空氣反應生成的一氧化碳將氧化鎘還原為金屬鎘，鋅鎘合金中的鋅一部分直接與氧化鎘發生置換反應，將氧化鎘還原，另一部分與火鹼反應，生成的氫氣與氧化鎘反應將之還原，恆溫靜止I小時，將熔化爐溫度降至450—500。。。
3、廢火鹼水淬過程:還原熔煉後，經過熔煉爐的放鹼液口放出的廢火鹼，經高壓水淬後，完成鹼與鎘的分離。可溶部分進入含鹼廢液中，含鹼廢液返回浸出系統作為中和劑使用，不溶部分主要為鎘粒，沉入到鹼池底部，與海綿鎘作為原料，加入到熔煉爐內進行熔煉。
4、鎘液鑄錠過程:將鎘液由熔煉爐的放鎘液口放出，進行冷凝鑄錠成為粗鎘。
還原劑為粉煤和鋅鎘合金混合物。
熔煉爐採用電加熱。
海綿鎘自動加料控制裝置: 海綿鎘熔煉自動加料控制裝置由電動葫蘆、編碼器、控制櫃、料盅組成，料盅吊掛在電動葫蘆上，控制櫃通過控制線與電動葫蘆連接，通過無線控制對電動葫蘆進行操作控制，實現電動葫蘆的雙速控制和走車變頻控制，雙速控制保證電動葫蘆的上下運動，速度控制為每分鐘運行8米，實現在料盅進入鎘熔煉爐過程中的上下運動速度控制，保證海綿鎘反應過程，整個過程由PLC控制；電動葫蘆走車的變頻控制，保證料盅平行運行平穩，保證穩定加料，確保加料位置的精確；電動葫蘆上裝有編碼器，通過編碼器對運動周期進行計數，保證加料的精準。
積極效果，本發明方法經過自動加料系統、加入還原劑、火鹼水淬步驟，實現了從海綿鎘到粗鎘的還原熔煉過程。過程連續，能耗低，汙染小，操作容易，直產率高。提高了鎘熔煉的直產率，鎘的直產率提高到了 95%以上。適宜金屬冶煉領域的海綿鎘熔煉粗鎘中應用。
圖1為本發明工藝流程圖 圖2為本發明海綿鎘自動加料控制裝置示意圖 圖中，1、電動葫蘆，2、編碼器，3、料盅，4、控制櫃，5、熔煉爐，6、控制線具體實施方式
根 據圖1的流程，其具體步驟如下: 1、海綿鎘加料和熔化過程:海綿鎘通過料盅由自動加料控制裝置加入到裝有熔融火鹼的熔煉爐內，自動加料控制裝置將控制料盅的提升、平移、下降，直至完全沒入已熔化好鹼液的熔煉爐中，停留5-10分鐘後，料盅上升離開鹼液，再下降至沒入鹼液，完成攪拌動作，如此反覆3 5次後，海綿鎘已經全部熔化，完成海綿鎘的一次加料、攪拌和熔化，自動加料控制裝置將控制料盅上升、平移、下降，再次將海綿鎘加入料盅內，完成第二次的自動加料過程，海綿鎘共分四次完成加料熔煉。熔煉爐溫度為450—500°C。
2、還原劑還原熔煉過程:海綿鎘加料、熔化後，提高熔煉爐溫度至550—60(TC，力口入還原劑粉煤和鋅鎘合金混合物，進行攪拌，還原劑與空氣反應生成的一氧化碳將氧化鎘還原為金屬鎘，鋅鎘合金中的鋅一部分直接與氧化鎘發生置換反應，將氧化鎘還原，另一部分與火鹼反應，生成的氫氣與氧化鎘反應將之還原，恆溫靜止I小時，將熔化爐溫度降至450—500。。。
3、廢火鹼水淬過程:還原熔煉後，經過熔煉爐的放鹼液口放出的廢火鹼，經高壓水淬後，完成鹼與鎘的分離。可溶部分進入含鹼廢液中，含鹼廢液返回浸出系統作為中和劑使用，不溶部分主要為鎘粒，沉入到鹼池底部，與海綿鎘作為原料，加入到熔煉爐內進行熔煉。
4、鎘液鑄錠過程:將鎘液由熔煉爐的放鎘液口放出，進行冷凝鑄錠成為粗鎘。
還原劑為粉煤和鋅鎘合金混合物。
熔煉爐採用電加熱。
根據圖2說明海綿鎘自動加料控制裝置: 海綿鎘熔煉自動加料控制裝置由電動葫蘆1、編碼器2、料盅3、控制櫃4組成，料盅3吊掛在電動葫蘆I上，控制櫃4通過控制線6與電動葫蘆I連接,通過無線控制對電動葫蘆I進行操作控制，實現電動葫蘆的雙速控制和走車變頻控制，雙速控制保證電動葫蘆I的上下運動，速度控制為每分鐘運行8米，實現在料盅3進入鎘熔煉爐5過程中的上下運動速度控制，保證海綿鎘反應過程，整個過程由PLC控制；電動葫蘆I走車的變頻控制，保證料盅3平行運行平穩，保證穩定加料，確保加料位置的精確；電動葫蘆I上裝有編碼器(2)，通過編碼器2對運動周期進行計數，保證加料的精準。
實施例1 取火鹼300公斤投入至熔化爐內，升溫到450°C，待火鹼全部熔化後，將海綿鎘500kg(含水10%)加入到料盅內，海綿鎘主要成分Cd94.12、Ζη2、Τ1 0.082,Pb0.23、Cu0.46，啟動自動加料系統，加料四次後，投入還原劑粉煤和鋅鎘合金，升溫至550--600°C，經多次攪拌後恆溫靜止I小時。還原過程結束，將溫度降至450°C。打開高壓水管閥門和鹼液放出口釺子，完成鹼液的水淬工作，將釺子插回並固定好。用吊車將鑄錠模吊至鎘液放出口前，打開鎘液放出口釺子開始鑄錠。
共加入海綿鎘2000公斤，產粗鎘1677.44公斤，鎘粒25公斤，含鎘89.8%。
粗鎘化學成分％ (質量百分比)Cd:99.2, Zn:0.03, Tl: 0.04、Pb: 0.32、Cu: 0.26鎘的直產率為98.22%，回收率為99.54%。
實施例2 取火鹼300公斤投入至熔化爐內，升溫到500°C，待火鹼全部熔化後，將海綿鎘500kg(含水10%)加入到料盅內，海綿鎘主要成分Cd95.08、Znl.8、Tl 0.085、Pb0.24、Cu0.5，啟動自動加料系統，加料四次後，投入還原劑粉煤和鋅鎘合金，升溫至550-60(TC，經多次攪拌後恆溫靜止I小時。還原過程結束，將溫度降至500°C。打開高壓水管閥門和鹼液放出口釺子，完成鹼液的水淬工作，將釺子插回並固定好。用吊車將鑄錠模吊至鎘液放出口前，打開鎘液放出口釺子開始鑄錠。
共加入海綿鎘2000公斤，產粗鎘1695.15公斤，鎘粒24公斤，含鎘90%。
粗鎘化學成分質量百分比分別為:Cd:99.3、Zn:0.03、Tl: 0.042、Pb: 0.30、Cu: 0.25鎘的直產率為98.35%，回收率為99.61%。
本發明的優點是: 1、採用電加熱系統後，熱利用率較煤氣有了較大提高，每噸鎘生產成本降低400元以上。
2、採用水淬裝置後，廢火鹼不再需要返回浸出系統，減少了人工、輔助材料(硫酸、鋅粉等)的消耗。
3、鎘的直產率高，可以達到95%以上。
權利要求
1.一種海綿鎘熔煉的方法，其特徵是:通過海綿鎘自動加料和熔化、還原劑還原熔煉、廢火鹼水淬和鎘液鑄錠過程完成海綿鎘製取粗鎘； 海綿鎘熔煉的工藝步驟: 1)、海綿鎘加料和熔化過程:海綿鎘通過料盅由自動加料控制裝置加入到裝有熔融火鹼的熔煉爐內，自動加料控制裝置將控制料盅的提升、平移、下降，直至完全沒入已熔化好鹼液的熔煉爐中，停留5-10分鐘後，料盅上升離開鹼液，再下降至沒入鹼液，完成攪拌動作,如此反覆3 5次後，海綿鎘已經全部熔化，完成海綿鎘的一次加料、攪拌和熔化，自動加料控制裝置將控制料盅上升、平移、下降，再次將海綿鎘加入料盅內，完成第二次的自動加料過程，海綿鎘共分四次完成加料熔煉，熔煉爐溫度為450—500°C ； 2)、還原劑還原熔煉過程:海綿鎘加料、熔化後，提高熔煉爐溫度至550—60(TC，加入還原劑粉煤和鋅鎘合金混合物，進行攪拌，還原劑與空氣反應生成的一氧化碳將氧化鎘還原為金屬鎘，鋅鎘合金中的鋅一部分直接與氧化鎘發生置換反應，將氧化鎘還原，另一部分與火鹼反應，生成的氫氣與氧化鎘反應將之還原，恆溫靜止I小時，將熔化爐溫度降至450—500 0C ； 3)、廢火鹼水淬過程:還原熔煉後，經過熔煉爐的放鹼液口放出的廢火鹼，經高壓水淬後，完成鹼與鎘的分離， 可溶部分進入含鹼廢液中，含鹼廢液返回浸出系統作為中和劑使用，不溶部分主要為鎘粒，沉入到鹼池底部，與海綿鎘作為原料，加入到熔煉爐內進行熔煉； 4 )、鎘液鑄錠過程:將鎘液由熔煉爐的放鎘液口放出，進行冷凝鑄錠成為粗鎘。
2.根據權利要求 1所述的一種海綿鎘熔煉的方法，其特徵是:海綿鎘熔煉自動加料控制裝置； 海綿鎘熔煉自動加料控制裝置由電動葫蘆(I)、編碼器(2 )、控制櫃(4)、料盅(3 )組成，料盅(3)吊掛在電動葫蘆(I)上，控制櫃(4)通過控制線(6)與電動葫蘆(I)連接，通過無線控制對電動葫蘆(I)進行操作控制，實現電動葫蘆的雙速控制和走車變頻控制，雙速控制保證電動葫蘆的上下運動，速度控制為每分鐘運行8米，實現在料盅(3)進入鎘熔煉爐(5)過程中的上下運動速度控制，保證海綿鎘反應過程，整個過程由PLC控制；電動葫蘆(I)走車的變頻控制，保證料盅(3)平行運行平穩，保證穩定加料，確保加料位置的精確；電動葫蘆(I)上裝有編碼器(2)，通過編碼器(2)對運動周期進行計數，保證加料的精準。
3.根據權利要求1所述的一種海綿鎘熔煉的方法，其特徵是:還原劑為粉煤和鋅鎘合金混合物。
4.根據權利要求1所述的一種海綿鎘熔煉的方法，其特徵是:熔煉爐採用電加熱。
全文摘要
本發明涉及一種海綿鎘的熔煉方法。本發明方法經過海綿鎘加料熔化、還原熔煉、火鹼水淬回收和粗鎘鑄錠過程完成從海綿鎘製得粗鎘的過程。具有能耗低，汙染小，操作容易的特點，使鎘的生產率提高到95%以上。適宜作為海綿鎘熔煉製得粗鎘的方法應用。
文檔編號C22B17/00GK103173631SQ20131010841
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月1日 優先權日2013年4月1日
發明者郭天立, 奚英洲, 趙志強, 程永強, 聶巨峰, 王豔超 申請人:葫蘆島鋅業股份有限公司, 衡陽科力威高純金屬材料有限公司