Переработка медно-кадмиевого кека по непрерывной схеме с получением медного кека и кадмиевой губки

Для получения медного кека и кадмиевой губки используется медно-кадмиевый кек после фильтрации на фильтр-прессах «Ларокс» или второй стадии очистки и сгущения (НС 2-го сгустителя), отработанный электролит, острый пар, сжатый воздух.

Характеристика сырья:

Медно-кадмиевый кек:

цинк - 35 – 50 %;

кадмий - 3 – 5 %;

медь - 6 – 12 %

Медно-кадмиевая пульпа с мешалок (кек с ф/п «Ларокс») насосом КНЗ 8/32 периодически закачивается в бак-сборник объёмом 100 м³ (22-й агитатор).

Выщелачивание медно-кадмиевого кека ведётся в агитаторах №18, 19. Основная цель этой операции заключается в переводе цинка и кадмия в раствор и выделение меди от этих металлов, для облегчения последующей переработки кадмиевых растворов; растворителем служит отработанный электролит с кислотностью не менее 155-210 г/л.

Медный кек с фильтр-прессов № 17-18 с помощью насоса порционно задаётся в агитатор №18. Для ускорения выщелачивания агитаторы оснащены воздушными и паровыми опусками для поддержания температуры и перемешивания. В агитаторе № 18 происходит процесс растворения по реакции:

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑

Cd + H₂SO₄ = CdSO₄ + H₂↑

Cu + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂↑

Полноту выщелачивания определяют экспресс - анализом по заданным режимам технолога цеха.

Режим в агитаторе № 18:

кислотность (массовая концентрация Н₂SО₄) - не менее 60 г/л;

содержание меди - не менее 15 г/л;

температура - не менее 70 ⁰С.

Верхний слив по желобу поступает в агитатор № 19, где продолжается процесс выщелачивания, по мере готовности пульпа из агитатора № 19 насосом перекачивается в агитатор № 15; в этот же агитатор подаётся свежая порция медно-кадмиевого кека для снижения содержания меди до 300 – 500 мг/л, доводится рН пульпы до 3,3 – 4,3 при температуре 60-80⁰ С.

Основные реакции в 15-16 агитаторах:

Zn + CuSO₄ = ZnSO₄ + Cu ↓

Cd + CuSO₄ = CdSO₄ + Cu ↓

После процесса выщелачивания и нейтрализации в агитаторах 15, 16, 17 часть пульпы из 17 агитатора с параметрами: рН 3,5-4,5, температура 60-80⁰ С, попадает в бак-сборник №20 и подается на фильтр-пресса №17-18 на фильтрацию, для получения богато-кадмиевого раствора и оборотного медного кека, который направляется на довыщелачивание. Другая часть пульпы направляется в бак-сборник медной пульпы, откуда откачивается в ЦВОЦ для медно-хлорной очистки.

Состав медной пульпы:

- кадмий - 0,4-0,5 %;

- цинк - не более 12 %;

- медь - не менее 35 %;

- свинец - не более 0,5 %;

- цинк мет. - не более 0,1 %.

Богато-кадмиевый раствор следующего состава:

- кадмий - 5 – 10 г/л;

- цинк - 120 – 130 г/л;

- медь - не менее 0,3 г/л;

- рН - 4,5 – 4,8;

- твёрдого - не более 2 г/л.

По желобу богато-кадмиевый раствор поступает в агитатор с механическим перемешиванием № 13-14, объёмом – 80 м³ каждый. В агитаторы задаётся расчётное количество соли Шлиппе и цинковой пыли, так как при выщелачивании в раствор наряду с цинком, кадмием и медью переходят кобальт, сурьма и другие примеси. После осаждения кадмия цинковой пылью, пульпа из агитаторов № 13-14 насосом КНЗ 8/32 подаётся на фильтр-пресса № 13–14, откуда разгружается в автомобиль кадмиевая губка и отправляется на участок получения кадмия цех выщелачивания окиси цинка.

Состав кадмиевой губки:

- кадмия - не менее 30 %;

- цинка - не более 25 %;

- меди - не более 5,0 %

Бедно-кадмиевый раствор с фильтр-прессов № 13-14 поступает в бак-сборник, откуда насосом КНЗ 8/32 подаётся на промывочные сгустителя.

Нижний слив агитатора № 17 насосом КНЗ 8/32 подаётся на фильтр-пресс № 20. При разборке медный кек разгружается в контейнера и на автотранспорте вывозится на склад ЦОЦК для дальнейшей отгрузки на ЗГОК.

Состав медного кека:

- кадмия - не более 1,0 %;

- цинка - не более 10 %;

- меди - не менее 45 %

Фильтрат поступает в агитаторы №13 – 14 для получения кадмиевой губки. Получение губки описано выше.

Пример расчёта необходимого количества раствора соли Шлиппе и цинковой пыли для осаждения меди, кадмия и кобальта. Для расчёта примем следующие исходные данные:

- объём раствора - 70 м³;

- содержание кадмия - 10 г/л;

- содержание меди - 0,5 г/л;

- содержание хлора - 30 мг/л;

- концентрация сурьмы в приготовленном растворе - 5 г/л.

Расчёт расхода соли Шлиппе примем из расчёта по весовому соотношению кобальта к сурьме: 0,8 – 2,0:1, то есть на 30 мг/л кобальта в растворе должно быть 60 мг/л сурьмы, 30 мг/л кобальта - 30 г/м³, тогда в 70 м³ раствора будет:

30 х 70 = 2100 г кобальта.

Необходимо загрузить в раствор 4200 г сурьмы, расход раствора сурьмы составит:

4200:5 = 840 л раствора с содержанием 5 г/л сурьмы.

Теоретический расход пыли составит:

 

для осаждения меди: 65,4 = 1,03 г цинковой пыли

63,5

для осаждения кадмия: 65,4 = 0,58 г цинковой пыли

112,4

Если содержание меди в растворе 0,5 г/л, то расход пыли составит:

0,5 г/л – 500 г/м³

500 х 70 х 1,03 = 36050 г или 36 кг цинковой пыли

Расход на кадмий, с содержанием 10 г/л в растворе:

10 г/л – 10 кг/м³

10 70 х 0,58 = 406 кг цинковой пыли.