我国精炼锌产量逐年增加,湿法炼锌副产物铜镉渣量也随之不断增大,铜镉渣属于危险固体废物,其中含有多种有价金属,必须对其加以回收处理。此外,铜镉渣为铜含量较高的含铜废料,相对于贫铜矿具有更高的研究利用价值。本文针对湿法炼锌行业副产物铜镉渣的成分及结构特性,结合旋流电积技术对存在析出电位差异的复杂多金属离子溶液分离与提取的优势,以云南某湿法炼锌厂副产物铜镉渣为研究对象,采用常压氧化酸浸-旋流电积的方式回收铜镉渣中的有价金属铜。浸出过程是从铜镉渣中综合回收利用其中有价金属的关键步骤,研究了常压条件下不同工艺参数对铜镉渣氧化酸浸浸出效率的影响,结果表明:当硫酸浓度为150g/L、液固比为4:1、过氧化氢用量为理论计算值的4倍、浸出时间为60min、浸出温度为30℃、原料粒径为-75μm、搅拌速度为300r/min的条件下,铜和镉的浸出率均可达97%以上,由于渣中部分锌以硫化锌的形式存在,因此锌的浸出率较低。根据铜镉渣浸出液中铜离子的浓度,设计了三段旋流电积从铜镉渣模拟浸出液中回收金属铜的研究方案,并考察了不同电流密度和循环流量对每段电积过程相关技术参数的影响。研究结果表明:第一阶段控制溶液中终点铜离子浓度为18g/L-20g/L,当电流密度为300A/m~2,电解液循环流量为400L/h时,阴极铜纯度可达99.996%以上,电流效率可达98.75%;第二阶段控制溶液中终点铜离子浓度为7g/L-10g/L,当电流密度为400A/m~2,循环流量为700L/h时,阴极铜的纯度可达99.99%以上,电流效率可达到98.93%;第三阶段控制溶液中终点铜离子浓度在0.5g/L以下,当电流密度为200A/m~2,循环流量为500L/h时,可得到纯度大于99.9%的阴极铜,电流效率可达到93.37%。采用三段旋流电积的方式可使溶液中的铜离子浓度降低至0.1g/L以下,溶液中的铜离子在阴极上的电沉积率达99%以上。为探究不同的旋流电积工艺对电流效率、铜离子电沉积率、阴极铜品质及电积过程中杂质离子迁移规律等的影响,对铜镉渣浸出液在不除杂的情况下分别采用一段旋流电积、两段旋流电积和三段旋流电积等三种方式进行电积实验。研究结果表明:三种不同的电积工艺下浸出液中铜离子在阴极上的电沉积率分别达到96.78%、99.20%和99.08%;采用分段旋流电积时的电流效率可明显从90.52%提高至98%以上;当溶液中的铜离子浓度降低到10g/L以下时,溶液中杂质离子的浓度开始出现较大波动;采用分段旋流电积获得的阴极铜产品表面光泽度更好,产品表面光滑,结晶、凸瘤等较少。采用分段电积的方式不仅可以提高阴极电流效率、降低能耗,还可以提高溶液中铜离子在阴极上的电沉积率和获得更好的阴极铜产品形貌品质。