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镉常识

镉是银白色有光泽的金属,密度8.64,熔点320.9℃,沸点765℃,有韧性和延展性。镉在潮湿空气中缓慢氧化并失去金属光泽,加热时表面形成棕色的氧化物层。高温下镉与卤素反应激烈,形成卤化镉。也可与硫直接化合,生成硫化镉。镉溶于酸,但不溶于碱。氧化镉和氢氧化镉的溶解度都很小,它们溶于酸,但不溶于碱。镉可形成多种配离子,如Cd(NH3)、Cd(CN)、CdCl等。镉的毒性较大,被镉污染的空气和食物对人体危害严重。
 
   镉的主要矿物有硫镉矿、菱镉矿及方镉矿等,但均不形成单独矿床。镉赋存于锌矿、铅锌矿和铜铅锌矿石中,尤其是在浅色的闪锌矿中含量较高,一般为0.1-0.5%,高达5%,镉在浮选时大部分进入锌精矿,在焙烧过程中富集于烟尘中。在湿法炼锌厂的硫酸锌溶液净化过程中产出的铜镉渣(含镉4~20%),火法炼锌厂的粗锌精馏过程中产出的镉灰(含镉10~30%)和某些铜、铅冶炼厂的富镉尘均可提取镉。由于镉污染环境,铅锌冶炼厂必须从排放物中回收镉。镍镉和铁镉蓄电池的极板等各种工业废料也是提取镉的二次原料。
 
   镉的提取方法分为从铜镉渣中提隔的湿法和从富镉尘中提镉的联合法。湿法提镉为我国多数工厂所采用,主要包括:铜镉渣浸出、置换沉淀海绵镉、海绵镉溶解、镉液净化、电解沉积和熔化铸锭等工序。
 
   铜镉渣主要含有锌、镉、铜等金属及其氧化物,还含有少量的砷、锑、铁、钴、镍、铊等。用15克/升的硫酸溶液在 80~90℃浸出,当酸含量降至4~5克/升时加MnO2,使镉、铁氧化,加石灰水[Ca(OH)2]中和除铁、砷和锑。此时,浸出液成分为Cd>10克/升、Fe<1克/升、Cu 0.05克/升,pH=5.2~5.4。浸出液调整pH为3~4后,加入锌粉(为理论量的1.2~1.3倍)置换,得到海绵镉。硫酸锌滤液(含Cd<50毫克/升=返回锌系统。海绵镉经自然氧化后,用含40~70克/升H2SO4的溶液浸出。用KMnO4氧化并加石灰水中和水解,以进一步除铁。过滤后的滤液用新鲜海绵镉置换除铜。电解滤液得到电积镉。镉电积的操作与锌电积相似,但由于镉易长成树枝状结晶,所以用低电流密度(65~100安/米2)电解。电流效率80~90%,槽压2.4~2.5伏。电解液成分(克/升):Cd 60~150、Zn 30~40、H2SO4 100~160,温度25~30℃,为了改善镉在阴极析出状态,可添加动物胶。电镉在熔融烧碱覆盖下熔化并脱锌,制成镉锭、镉棒和镉粒等形状。含杂质较多的树枝状镉,可用真空蒸馏法单独处理。
 
     由于浸出和置换过程中能产生剧毒的砷化氢(AsH3),其他过程中也产生含镉的有害气体,所以应有良好的通风排气等安全措施。
 
     联合法提镉是我国火法炼锌厂和铜铅冶炼厂采用的方法。镉尘先经焙烧脱去砷、锑等杂质,得到浸出性能良好的焙砂,再用稀硫酸浸出。浸出液经氧化水解脱去铁、砷,有时还加碳酸锶(SrCO3)脱铅。净化后的含镉溶液用锌粉置换得到海绵镉,加压成团,在铸铁锅中于熔融烧碱保护下,铸成粗镉锭。将粗镉加入精馏塔内精馏提纯,杂质从塔的下部渣锅中排出;精镉由塔顶镉蒸气冷凝产出,纯度在99.99%以上。镉的回收率可达99.7%。
 
   被镉污染的空气比被镉污染的食物对人体的危害更严重。冶金车间工作环境空气中含金属镉和可溶性镉尘的极限值规定为200微克/米3,氧化镉烟雾的极限值为100微克/米3。含镉大于0.5ppm的废水不许排放。
 
   镉用于制造轴承合金、特殊易熔合金、耐磨合金、焊锡,镉对盐水和碱液有良好的抗蚀性能,可以用作钢构件的电镀防腐层,但近年来因镉有毒性,此项用途有减缩的趋势。镍-镉和银-镉电池具有体积小,容量大的优点。镉是制造钎焊合金和低熔点合金的主要成分之一。镉具有较大热中子俘获截面,因此含银80%、铟15%和镉5%的合金可用作原子反应堆的控制棒

本文引用地址:http://www.metalnews.cn/ys/show-142696-1.html

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