KADMIUM (Cadmium)           48CdII

 

VÝVOJ VÝROBY A VLASTNOSTI KADMIA

 

Kadmium jako prvek byl objeven začátkem 19. století a původně se používal jen v barvířství. S rozvojem průmyslu koncem 19. a začátkem 20. století se začalo kadmia stále více používat.

            Kadmium - Cd - je bílý kov, podobný cínu. Má nízkou teplotu tavení (302,9 °C) i varu (770 °C). Atomovou hmotnost má 112,41 a měrnou hmotnost 8,64 g/cm3.

Vyrábějí se z něho alkalické akumulátory, nízkotavitelné slitiny a speciální pájky, slouží jako legovací přísada do mědi i k pokovování součástek a v poslední době se uplatňuje též v jaderné technice.

 

SUROVINY K VÝROBĚ KADMIA

 

V přírodě se vyskytuje kadmium jako sirník kademnatý CdS (minerál greenockit) nebo uhličitan kademnatý CdCO3 (minerál otavit). Kadmiové rudy se samostatně vyskytují v přírodě v bezvýznamném množství, ovšem kadmium je téměř vždy obsaženo v rudách zinkových a někdy i v rudách olovnatých. Jako surovina k jeho výrobě slouží:

a) měďnatokadmiová sráž, vznikající při čištění roztoku ZnSO4 před

elektrolýzou zinku;

b) zinkový prach z alonže při destilační výrobě zinku;

c) kondenzát z kadmiové destilační kolony;

d) poletavé prachy z pražení a aglomerace zinkových a olověných koncentrátů.

            Z těchto surovin je možno získat kadmium žárovým i mokrým způsobem, ovšem převážná většina kadmia se získává mokrým způsobem. Nejčastější surovinou k jeho výrobě je měďnatokadmiová sráž.

 

VÝROBA KADMIA ŽÁROVÝM ZPŮSOBEM

 

            Žárovým způsobem se zpracovávají bohatší suroviny, jako např. sráže z loužených úletů obsahující kadmium, zinkový prach s destilace zinku, kondenzát z kadmiové destilační kolony apod. Takový materiál se destiluje v retortách podobně jako zinek. Při destilaci se používá litinových retort a destiluje se přímo do alonže, bez předložky, při teplotě 600 až 800°C (pod teplotou varu zinku). Získaný kondenzát se za přídavku uhlí jako redukovadla znovu destiluje. Destilací se získá hutní kadmium, které má po přetaveni čistotu až 99,5 % Cd. Přetavuje se pod vrstvou louhu sodného. Žárový způsob má však malou výtěžnost kadmia.

 

VÝROBA KADMIA MOKRÝM ZPŮSOBEM

 

            Mokrý způsob výroby kadmia záleží v louženi suroviny kyselinou sírovou. Kadmium se zinkem přechází do roztoku, olovo a většina mědi zůstávají v nerozpustném zbytku. Z výluhu se sráží kadmium zinkovým prachem jako kadmiová houba. Její zpracováni je stejné jako zpracováni kadmiové houby z měďnatokadmiové sráže vznikající při čištěni roztoku pro elektrolýzu zinku.

            Měďnatokadmiová sráž se zpracovává zpravidla tímto způsobem:

 

Sráž se nechává ležet 1 až 4 týdny volně na vzduchu, aby se částečně

okysličila, a pak se louží vratným elektrolytem z elektrolýzy zinku. Při loužení se rozpouští kadmium a měď zůstává ve zbytcích. Z výluhu se cementačně sráží zinkovým prachem nebo na zinkových deskách kadmiová houba, která se po odfiltrováni rozpouští v kyselině sírové nebo ve vratném kadmiovém elektrolytu. Získaný roztok obsahuje 100 až 150 g Cd/dm3 a asi 10 g Zn/dm3. Je-li třeba, odstraňuje se z roztoku železo, kobalt a nikl.

            Kadmium se sráží z upraveného roztoku elektrolyticky. Při elektrolýze se většinou používají stejné elektrody i vany jako při elektrolýze zinku. Elektrolýza probíhá při hustotě proudu 30 až 60 A/m2 a při teplotě 30 až 35°C. Vratný elektrolyt z elektrolýzy kadmia obsahuje asi 120 g H2SO4/dm3 a používá se k loužení kadmiové houby.

            Elektrolyticky vyloučené kadmium se přetavuje pod vrstvou louhu sodného a odlévá se do housek. Má čistotu 99,95 %.

            Mokrým způsobem se získává z měďnatokadmiové sráže 80 až 85 % kadmia, avšak celková výtěžnost kadmia ze zinkových koncentrátů bývá jen zřídka větší než 50 %.