Плавка и рафинирование кадмия
|
В результате гидрометаллургической переработки кадмийсодержащего сырья получается или катодный осадок кадмия в виде тонких листов, или цементный кадмий, который брикетируют. Для получения плотных отливок катодный кадмий или брикетированную кадмиевую губку переплавляют. Для уменьшения потерь металла улетучиванием кадмий плавят под защитным слоем из расплавленной щелочи. Одновременно в процессе плавки, применяя различные флюсы, дополнительно рафинируют металл от примесей цинка, таллия, никеля. Брикетированный цементный кадмий, по сравнению с катодно осажденным металлом, содержит повышенные количества цинка, таллия и особенно никеля. Поэтому рафинирование цементного кадмия требует белее длительного времени, большего расхода флюсов и сопровождается большими потерями кадмия. Рафинирование кадмия от цинка основано на свойстве этого металла и его окислов при взаимодействии с расплавленной едкой щелочью образовывать цинкаты: Zn + 2 NaOH = Na2O * ZnO + H2; ZnO + 2 NaOH = Na2О * ZnO + Н2О. Кадмий и его окись слабо реагируют с расплавленной щелочью. Цинкаты натрия переходят в щелочной плав, который постепенно густеет. Снятый с поверхности металла щелочной плав выщелачивают водой, а твердые корольки кадмия отделяют и возвращают на переплавку. Для рафинирования от таллия в ванну вмешивают хлористый аммоний. При этом таллий хлорируется и всплывает на поверхность расплавленного металла в виде хлористого дросса, который является одним из видов сырья для получения таллия. Для очистки расплавленного кадмия от никеля В. Андреев и В. Кузенталь предложили алюминатный способ. По диаграмме состояния системы кадмий — алюминий эти металлы образуют при плавлении два слоя. Жидкий алюминий растворяет при 649 °С 5% (по массе) Cd. В кадмии алюминий не растворяется. На диаграмме состояния никель — алюминий имеется эвтектика при 630 °С, содержащая около 8% Ni. При вмешивании в расплавленный кадмий, загрязненный никелем, алюминия образуются два слоя: верхний — алюминиевый, насыщенный никелем, и нижний — кадмиевый, почти не содержащий никеля. Никельалюминиевый сплав (дросс) содержит 3—4 % Ni и около 90 % Cd. После охлаждения расплавленной ванны до 350 °С дросс снимают, а очищенный от никеля кадмий рафинируют от алюминия едким натром. |
