本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种回收硫化镉中镉的方法。
背景技术：
镉是一种重要的较为稀有的有色金属，具有良好的抗腐蚀性和耐磨性，能与多种金属形成合金，具有特异的理化性能。镉又是剧毒物质，是国家“三废”排放标准中严格控制的第一类有害物质之一。镉属于重金属，蓄积性很强，一旦被动植物吸收，很难外排，导致慢性重金属中毒。镉实属是“弃之有害，用之为宝”的典型元素之一。因此，对镉资源进行回收利用具有很重要的现实意义，既能有效的降低生产成本，充分利用资源，同时又能保护环境。
目前硫化镉的主要来源有两种，一种是来源于含镉的硫镉矿，即镉存在与硫化锌采矿中，是硫化锌熔炼，精炼过程的副产物。此过程要将硫化镉从硫化锌矿中分离出来。另外一种是来源于镉污水的预处理，先用碱性中和剂加入污水中，使污水的ph值调整至8.6～8.8，让部分镉形成氢氧化镉沉淀，然后再向溶液中加入硫化剂使余下的镉形成硫化镉。硫化镉是难溶化合物，废渣中的镉经过硫化物处理后变得稳定不易浸出，之后便以硫化镉为原料，回收单质镉。
蒸馏电解法：硫化镉经过高温煅烧后会生成氧化镉和氢氧化镉，再加入盐酸将其溶解。利用盐酸挥发性，通过对含盐酸，氯化镉的酸液进行蒸馏，使盐酸和氯化镉分离。经过加热，氯化氢以气体逸出，蒸得的氯化镉白色晶体重新溶于水后，制成电解液，在电解槽中循环电解，可在阴极上制得镉粉。
离子交换法：将硫化镉沉淀用去离子水洗涤，硫化镉洗涤液加入含镉的废液中，树脂(强酸性阳离子交换树脂)先用5％盐酸转变为h型，水洗至ph为5-6，装于硬玻璃柱中，再流入含镉废水。在溶镉工序中回收镉的方法是：把镉刨花用1:50的硝酸和水先后洗净。
然而，电解法回收金属镉，要经过煅烧、酸洗、蒸馏和电解等一系列的处理过程，既造成了大量的废气废水的排放，同时也耗能巨大。通过蒸馏电解的方法处理含镉的酸废液，酸洗废液的外排会对环境造成影响。而且在电解过程中还要严格的控制电流密度，如果过小，则槽电压低，析镉速度慢，设备储量小。但是加大电流密度，析镉速度加快，槽电压增高，电耗会更高，而且会出现镉粉脱落，沉于电解槽底部，造成两极短路。因此，开发一种快速高效回收金属镉的方法是目前产业急需。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种绿色高效的回收单质镉的方法。
为了解决上述问题，本发明提出以下技术方案：
一种回收硫化镉中镉的方法，所述工艺步骤如下：
1)在惰性气体的保护下，将碱金属完全溶解于溶剂中，得到碱金属溶液，其中，所述碱金属溶液的浓度大于10-5摩尔/升，所述溶剂为有机溶剂或液氨；
2)在惰性气体的保护下，按照重量份，将1重量份的硫化镉粉体分散于0.1-10重量份的步骤1)的碱金属溶液中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行离心分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的碱金属溶液残留，即得到金属单质镉。
其进一步地技术方案为，步骤1)的碱金属与溶剂的摩尔比为1：0.0001～10。
其进一步地技术方案为，所述步骤1)中的碱金属为锂，钠，钾，铷，铯，钫，铍，镁，钙，锶，钡中的至少一种。
其进一步地技术方案为，所述步骤1)中的有机溶剂为甲胺，乙胺，乙二胺，丙胺，丙二胺，丁胺，丁二胺及多元有机胺中的至少一种。
其进一步地技术方案为，所述步骤2)的反应溶液为自由电子溶液，其中无质子存在。
与现有技术相比，本发明所能达到的技术效果包括：在密闭体系中，利用碱金属溶液与硫化镉反应，将单质镉提取出来，反应条件温和且不向外界环境排放废弃，其中的溶剂还可回收再利用，反应快速，成本低廉，不需消耗外加的电能等能量，是有效回收单质镉的简便节能的方法。
具体实施方式
下面将通过以下实施例进行清楚、完整地描述本发明的技术方案中显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
实施例1，本实施例公开了一种回收硫化镉中镉的方法，具体步骤如下：
1)在密闭容器中、惰性气体保护下，按照摩尔比碱金属：溶剂为1：0.0001-10，将碱金属完全溶解于溶剂中，得到浓度大于10-5摩尔/升的碱金属溶液，其中，所述溶剂为有机溶剂或液氨；
2)在惰性气体的保护下，按照重量份，将1重量份的硫化镉粉体分散于0.1-10重量份的步骤1)的碱金属溶液中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行离心分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的碱金属溶液残留，即得到金属单质镉。
在具体实施例中，步骤1)中的碱金属为锂，钠，钾，铷，铯，钫，铍，镁，钙，锶，钡中的至少一种。
在具体实施例中，步骤1)中有机溶剂为甲胺，乙胺，乙二胺，丙胺，丙二胺，丁胺，丁二胺及多元有机胺中的至少一种。
在具体实施例中，步骤2)的反应溶液为自由电子溶液，其中无质子存在。
需要说明的是，当选择的有机溶剂是甲胺和/或乙胺、液氨时，由于其沸点低，常温下是气态，因此，可对密闭容器进行加压，使得甲胺和/或乙胺、液氨转为液体，再进行上述工艺步骤。加压大小可由本领域技术人员自行选择，本发明对此不做限定。
对于常温下为液体的乙二胺，丙胺，丙二胺，丁胺，丁二胺及多元有机胺，则上述反应可以在常温条件下进行。
需要说明的是，为步骤2)保证充分反应，将单质镉完全析出，需保证反应的碱金属溶液较添加的硫化镉粉体过量。
硫化镉与碱金属溶液反应，反应机理为硫化镉中的镉-硫键首先被溶解的自由电子进攻，形成硫、镉双空穴，同时，镉原子被自由电子还原为零价镉。被还原的镉单原子经过自由组装与晶体生长，形成还原态的镉单质。
需要说明的是，本实施例使用的硫化镉可以是锌精矿中的硫化镉，或者是含镉废渣加入到硫化物溶液中后，反应生成的硫化镉。
本实施例提供的方法，在密闭体系中，利用碱金属溶液与硫化镉反应，将单质镉提取出来，反应条件温和且不向外界环境排放废弃，其中的溶剂还可回收再利用，反应快速，成本低廉，不需消耗外加的电能等能量，是有效回收单质镉的简便节能的方法。
实施例2，本实施例公开了一种回收硫化镉中镉的方法，具体步骤如下：
1)在惰性气体的保护下，按照摩尔比锂：乙二胺为1：0.001，将金属锂完全溶解于乙二胺中，得到浓度大于10-5摩尔/升的碱金属溶液；
2)在惰性气体的保护下，按照重量份，将1重量份的硫化镉粉体分散于0.1重量份的步骤1)的碱金属溶液中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行离心分离，并对固体物质依次进行水洗、醇洗，去除表面的碱金属溶液残留，即得到金属单质镉。
在具体实施例中，步骤2)的反应溶液为自由电子溶液，其中无质子存在。
需要说明的是，在一具体实施中，步骤3)醇洗所使用的醇为无水乙醇。
有机溶剂乙二胺在常温下为液体，因此本实施例可在常温条件下进行上述步骤的反应。
实施例3，本实施例公开了一种回收硫化镉中镉的方法，具体步骤如下：
1)在惰性气体的保护下，按照摩尔比(钾和钠)：(甲胺和乙胺)为1：10，将金属钾和钠完全溶解于甲胺和乙胺中，得到浓度大于10-5摩尔/升碱金属溶液；
2)在惰性气体的保护下，按照重量份，将1重量份的硫化镉粉体分散于0.5重量份的步骤1)的碱金属溶液中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行离心分离，并对固体物质进行水洗、醇洗交替清洗，去除表面的碱金属溶液残留，即得到金属单质镉。
在具体实施例中，步骤2)的反应溶液为自由电子溶液，其中无质子存在。
需要说明的是，在一具体实施中，步骤3)醇洗所使用的醇为无水乙醇。
需要说明的是，用于甲胺、乙胺在常温下是气体，因此本实施例中，通过对密闭容器进行加压的方式使得甲胺、乙胺液化，再将碱金属溶解。
实施例4，本实施例公开了一种回收硫化镉中镉的方法，具体步骤如下：
1)在惰性气体的保护下，按照摩尔比(铍，镁，钡)：(丙胺，丙二胺，丁胺)为1：5，将金属铍，镁，钡完全溶解于丙胺，丙二胺，丁胺中，得到浓度大于10-5摩尔/升的碱金属溶液；
2)在惰性气体的保护下，按照重量份，将1重量份的硫化镉粉体分散于5.1重量份的步骤1)的碱金属溶液中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行离心分离，并对固体物质进行水洗、醇洗交替清洗，去除表面的碱金属溶液残留，即得到金属单质镉。
在具体实施例中，步骤2)的反应溶液为自由电子溶液，其中无质子存在。
需要说明的是，在一具体实施中，步骤3)醇洗所使用的醇为无水乙醇。
实施例5，本实施例公开了一种回收硫化镉中镉的方法，具体步骤如下：
1)在惰性气体的保护下，按照摩尔比(铷)：(丁胺，丁二胺)为1：0.11，将金属铷，完全溶解于丁胺和丁二胺的混合溶液中，得到浓度大于10-5摩尔/升的碱金属溶液；
2)在惰性气体的保护下，按照重量份，将1重量份的硫化镉粉体分散于10重量份的步骤1)的碱金属溶液中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行离心分离，并对固体物质依次进行水洗、醇洗，去除表面的碱金属溶液残留，即得到金属单质镉。
在具体实施例中，步骤2)的反应溶液为自由电子溶液，其中无质子存在。
需要说明的是，在一具体实施中，步骤3)醇洗所使用的醇为无水乙醇。
有机溶剂丁胺，丁二胺在常温下为液体，因此本实施例可在常温条件下进行上述步骤的反应。
实施例6，本实施例公开了一种回收硫化镉中镉的方法，具体步骤如下：
1)在惰性气体的保护下，按照摩尔比(铍，镁)：(丁二胺)为1：0.0001，将金属铍和镁，完全溶解于丁二胺中，得到浓度大于10-5摩尔/升的碱金属溶液；
2)在惰性气体的保护下，按照重量份，将1重量份的硫化镉粉体分散于8.2重量份的步骤1)的碱金属溶液中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行离心分离，并对固体物质依次进行水洗、醇洗，去除表面的碱金属溶液残留，即得到金属单质镉。
在具体实施例中，步骤2)的反应溶液为自由电子溶液，其中无质子存在。
需要说明的是，在一具体实施中，步骤3)醇洗所使用的醇为无水乙醇。
有机溶剂丁二胺在常温下为液体，因此本实施例可在常温条件下进行上述步骤的反应。
实施例7，本实施例公开了一种回收硫化镉中镉的方法，具体步骤如下：
1)在惰性气体的保护下，按照摩尔比钠：液氨为1：1.5，将金属钠完全溶解于液氨中，得到浓度大于10-5摩尔/升碱金属溶液；
2)在惰性气体的保护下，按照重量份，将1重量份的硫化镉粉体分散于0.5重量份的步骤1)的碱金属溶液中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行离心分离，并对固体物质进行水洗、醇洗交替清洗，去除表面的碱金属溶液残留，即得到金属单质镉。
在具体实施例中，步骤2)的反应溶液为自由电子溶液，其中无质子存在。
需要说明的是，在一具体实施中，步骤3)醇洗所使用的醇为无水乙醇。
需要说明的是，液氨在常温下是气体，因此本实施例中，通过对密闭容器进行加压的方式使得液氨液化，再将碱金属溶解。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述，为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。