一種對(duì)含銦氧化鋅煙灰進(jìn)行銦鋅回收的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及有色金屬冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種對(duì)含銦氧化鋅煙灰進(jìn)行銦鋅回收的方法,步驟一，含銦氧化鋅煙灰分析,步驟二，高溫?fù)]發(fā)富集,步驟三，高銦煙灰浸出,步驟四，中性浸出渣浸出,步驟五，酸性浸出液萃取提銦,本發(fā)明工藝針對(duì)性強(qiáng)。采用本發(fā)明回收含銦氧化鋅煙灰中銦、鋅和鉛等多種有價(jià)金屬，確保銦、鋅、鉛有較高的回收率。
【專利說明】一種對(duì)含銦氧化鋅煙灰進(jìn)行銦鋅回收的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有色金屬冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種對(duì)含銦氧化鋅煙灰進(jìn)行銦鋅回 收的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 銦是一種極具工業(yè)開采價(jià)值的稀散元素，在地殼中無獨(dú)立的礦床，多伴生于鉛、鋅 等有色金屬及鐵等礦物中，且含量極低，分布很廣。銦作為一種多用途金屬，廣泛應(yīng)用于電 子計(jì)算機(jī)、光電、能源、航天航空、國(guó)防軍事、核工業(yè)和現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)等高科技領(lǐng)域，如電子 元件、液晶顯示器的顯示屏、低熔點(diǎn)合金、精細(xì)化工中的添加劑以及原子能等方面。
[0003] 我國(guó)的銦主要來源于鋅、鉛等有色金屬冶煉過程中的中間產(chǎn)物，其中最主要的原 料是次氧化鋅。目前對(duì)次氧化鋅的處理主要采取低酸浸取一溶劑萃取法提銦。此外也有真 空蒸餾富集銦、液膜法分離富集銦、電沉積法回收鋅、濕法生產(chǎn)硫酸鋅或氯化鋅等技術(shù)的報(bào) 道，但產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用仍然存在不足。
[0004] 目前，我國(guó)典型含銦物料一次氧化鋅回收中主要存在著以下問題： (1)采用現(xiàn)有的浸取方法銦浸取率偏低，約為70%-80%，使得綜合回收過程中銦的總回 收率低于60%。
[0005] (2)由于次氧化鋅成份復(fù)雜，含有的金屬元素種類多，造成分離困難。
[0006] (3)現(xiàn)有銦萃取劑在實(shí)際生產(chǎn)中還存在很大不足。例如，萃取劑與銻有很強(qiáng)的絡(luò)合 能力，降低萃銦能力，使銦萃取率減小，干擾嚴(yán)重。
[0007] (4)酸浸渣與銦萃余液存在排放量大、回收困難的問題，現(xiàn)有企業(yè)大多對(duì)外直接排 放，將會(huì)嚴(yán)重污染和破壞生態(tài)環(huán)境。
[0008] 因此，如何提高鉛鋅冶煉過程銦的回收率，削減無組織排放，是當(dāng)前我國(guó)有色冶煉 行業(yè)面臨的關(guān)鍵技術(shù)難題之一，具有廣泛的技術(shù)、環(huán)保及市場(chǎng)需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種對(duì)含銦氧化鋅煙灰進(jìn)行銦 鋅回收的方法。
[0010] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的： 一種對(duì)含銦氧化鋅煙灰進(jìn)行銦鋅回收的方法，包括如下的步驟： 步驟一，含銦氧化鋅煙灰分析 含銦氧化鋅煙灰中的主要成分的重量比為：Zn 30-60%、Pb 8-20%、F 0.1-1%、C1 0. 5-3%, In 0. 01-0. 2% ； 步驟二，高溫?fù)]發(fā)富集 將步驟一中的含銦氧化鋅煙灰在高溫焙燒爐內(nèi)，于溫度800-1KKTC條件下進(jìn)行高溫 揮發(fā)，產(chǎn)出高銦煙灰和鋅焙砂，所述高銦煙灰中鋅、鉛和銦的重量含量分別為：Zn 5-15%，Pb 10-20%，In 0.07-0. 3%;鋅焙砂中鋅的重量含量為50-70%，銦揮發(fā)率超過95%，全部的氟、 氯、鉛、鎘揮發(fā)進(jìn)入高銦煙灰，鋅揮發(fā)率低于10% ; 步驟三，高銦煙灰浸出 將步驟二中的高銦煙灰在起始酸濃度為30-100g/L、溫度為50-80°C、液固重量比為 8-10 :1條件下進(jìn)行中性浸出0. 5-2h，浸出終點(diǎn)pH 5. 0-5. 5,鋅浸出率超過95%，產(chǎn)出中性浸 出液和中性浸出渣，中性浸出液加入碳酸鈉產(chǎn)出工業(yè)碳酸鋅產(chǎn)品； 步驟四，中性浸出渣浸出 將步驟三中的中性浸出渣加入水和硫酸后進(jìn)行酸性浸出，液固重量比為2-6 :1，起始 酸濃度為160_250g/L，浸出溫度為50-80°C，浸出時(shí)間為0. 5-3h，終酸濃度40-80g/L，銦浸 出率超過95%，產(chǎn)出酸性浸出液和酸性浸出渣，酸性浸出渣含Pb 30-60% ; 步驟五，酸性浸出液萃取提銦 所述酸性浸出液加入鐵粉凈化后，用含10_30%P204和70-90%磺化煤油組成的有 機(jī)溶劑進(jìn)行萃取，萃取的有機(jī)溶劑與酸性浸出液的體積比為1 :4_8,浸出液酸度控制在 [H+] =0· 5-2. Omol/L，攪拌時(shí)間l-10min，銦萃取率超過95%，用酸度為4-8mol/L的鹽酸溶液 做反萃劑，在銦萃取有機(jī)相與反萃劑相比為10-15 :1的條件下進(jìn)行反萃，所得反萃液用鋅 板轉(zhuǎn)換出粗銦，粗銦經(jīng)電解后獲得精銦。
[0011] 基于以上所述，所述的步驟五中反萃過后的余液返回高銦煙灰中性浸出步驟三中 處理，過量萃余液用石灰中和。
[0012] 本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)： 1、本發(fā)明工藝針對(duì)性強(qiáng)。采用本發(fā)明回收含銦氧化鋅煙灰中銦、鋅和鉛等多種有價(jià)金 屬，確保銦、鋅、鉛有較高的回收率。
[0013] 2、本發(fā)明物料適應(yīng)性強(qiáng)。在本發(fā)明流程中，對(duì)各元素的分段分離與多段對(duì)銦的富 集能適應(yīng)銦含量不同的氧化鋅物料。
[0014] 3、本發(fā)明流程優(yōu)化。本發(fā)明流程中深度脫除氟氯獲得的鋅焙砂，滿足電解鋅的要 求。
[0015] 3、本發(fā)明清潔環(huán)保。本發(fā)明中萃余液返回浸出體系，浸出渣實(shí)現(xiàn)綜合回收，大大減 少有害物料的產(chǎn)出。

【專利附圖】

【附圖說明】 [0016]
[0017] 圖1為鋅銦的浸出時(shí)間對(duì)浸出率的影響分析。
[0018] 圖2為初始酸濃度對(duì)鉛鋅浸出率的影響分析。
[0019] 圖3為初始酸濃度對(duì)銦浸出率的影響分析。
[0020] 圖4為浸出溫度對(duì)浸出率的影響分析。
[0021] 圖5為液固比對(duì)銦的浸出率的影響分析。
[0022] 圖6為液固比對(duì)鋅的浸出率的影響分析。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0024] 一種對(duì)含銦氧化鋅煙灰進(jìn)行銦鋅回收的方法，包括如下的步驟： 步驟一，含銦氧化鋅煙灰分析 含銦氧化鋅煙灰中的主要成分的重量比為：Zn 30-60%、Pb 8-20%、F 0.1-1%、C1 0. 5-3%, In 0. 01-0. 2% ； 步驟二，高溫?fù)]發(fā)富集 將步驟一中的含銦氧化鋅煙灰在高溫焙燒爐內(nèi)，于溫度1000°C條件下進(jìn)行高溫?fù)]發(fā)， 產(chǎn)出高銦煙灰和鋅焙砂，高溫焙燒爐的溫度根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行調(diào)整，一般的標(biāo)準(zhǔn)是能夠 產(chǎn)生分理出高音煙灰和鋅焙砂為標(biāo)準(zhǔn)。所述高銦煙灰中鋅、鉛和銦的重量含量分別為：Zn 5-15%，Pb 10-20%，In 0.07-0. 3%;鋅焙砂中鋅的重量含量為50-70%，銦揮發(fā)率超過95%， 全部的氟、氯、鉛揮發(fā)進(jìn)入高銦煙灰，鋅揮發(fā)率低于10% ; 步驟三，高銦煙灰浸出 將步驟二中的高銦煙灰在起始酸濃度為50g/L、溫度為65°C、液固重量比為9 :1條件下 進(jìn)行中性浸出1. 5h，浸出終點(diǎn)pH 5. 0-5. 5,鋅浸出率達(dá)到97%以上，產(chǎn)出中性浸出液和中性 浸出渣，中性浸出液加入碳酸鈉產(chǎn)出工業(yè)碳酸鋅產(chǎn)品； 步驟四，中性浸出渣浸出 將步驟三中的中性浸出渣加入水和硫酸后進(jìn)行酸性浸出，液固重量比為4 :1，起始酸 濃度為200g/L，浸出溫度為65°C，浸出時(shí)間為2h，終酸濃度40-80g/L，酸的濃度減低，銦浸 出率超過97. 3%以上，產(chǎn)出酸性浸出液和酸性浸出渣，酸性浸出渣含Pb 30-60%，鉛由于一 方面與弱酸反應(yīng)不明顯，另外鉛容易被氧化，氧化的物質(zhì)則不容易與酸進(jìn)行反應(yīng)，形成大量 難以溶解的產(chǎn)物，能夠很好的進(jìn)行回收和再利用。
[0025] 步驟五，酸性浸出液萃取提銦 所述酸性浸出液加入鐵粉凈化后，用含10-30%P204和70-90%磺化煤油組成的有 機(jī)溶劑進(jìn)行萃取，萃取的有機(jī)溶劑與酸性浸出液的體積比為1 :4-8,浸出液酸度控制在 [H+]=0. 5-2. Omol/L，攪拌時(shí)間l-10min，銦萃取率能夠達(dá)到98以上，用酸度為4-8mol/L的 鹽酸溶液做反萃劑，在銦萃取有機(jī)相與反萃劑相比為10-15 :1的條件下進(jìn)行反萃,所得反 萃液用鋅板轉(zhuǎn)換出粗銦，粗銦經(jīng)電解后獲得精銦。
[0026] 基于以上所述，所述的步驟五中反萃過后的余液返回高銦煙灰中性浸出步驟三中 處理，過量萃余液用石灰中和。
[0027] 下面的所有的實(shí)驗(yàn)都是在其他因素相對(duì)固定的情況下進(jìn)行的分析。
[0028] 在鋅和銦的浸出過程中，需要的浸出時(shí)間分為0. 5-2小時(shí)和0. 5-3小時(shí)，為了能夠 更好的得到浸出時(shí)間對(duì)浸出率的影響，分別取時(shí)間點(diǎn)值〇. 5h、l h、l. 5 h、2 h、2. 5 h、3 h，來 進(jìn)行分析，具體見圖1， 從圖上可分分出來，浸出時(shí)間對(duì)鋅的浸出沒有太大的影響，尤其是在浸出時(shí)間為1. 5 小時(shí)的時(shí)候，浸出率最高為97. 3%，但是一旦過了 1. 5小時(shí)后，浸出率會(huì)有一定下降，主要是 原因是酸的損耗加大了，鋅浸出的時(shí)間也明顯的小于銦浸出的時(shí)間，因此最佳的浸出時(shí)間 為1.5小時(shí)。銦的浸出受浸出時(shí)間影響較大，在2小時(shí)以內(nèi)，隨著時(shí)間的增加，浸出率急速 增高至97. 5%，接著隨著浸出時(shí)間的增加，酸的消耗過大，溶液pH值下降，因此最佳的浸出 時(shí)間選取2小時(shí)。
[0029] 在鋅浸出過程中，需要的初始酸的濃度為30-100g/L，為了更好的觀察到鉛、鋅加 入酸后的浸出情況，特選取30、40、50、60、70、80、90、100點(diǎn)值進(jìn)行分析，具體見下圖2， 以上的圖2中能夠很清楚的看出來，伴隨酸濃度的增加，鉛和鋅的浸出率逐漸增大，當(dāng) 酸濃度在小于50g/L的時(shí)候，鋅的浸出率隨著酸濃度的增加而增大，繼續(xù)增加酸的濃度時(shí) 候，鋅的浸出率基本上趨于穩(wěn)定，考慮到酸的消耗以及其他的金屬富集效果，因此選擇酸的 濃度在50g/L。鉛由于本身在低酸濃度條件下，一方面不易反應(yīng)，另一方面主要是因?yàn)殂U還 容易被氧化，氧化的產(chǎn)物更難被溶解，容易生成難以溶解的物質(zhì)，因此變化幅度比較小。
[0030] 在銦的浸出過程中，需要的初始酸的濃度為160_250g/l，為了更好的分析出隨著 酸的濃度的變化，對(duì)銦的浸出過程會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響，選取該區(qū)間內(nèi)的160、180、200、 220、240、250六個(gè)點(diǎn)值進(jìn)行分析，具體見下圖3， 通過以上的分析能夠很清晰的看出來，伴隨著酸的濃度的增加，銦的浸出率逐漸增大， 當(dāng)酸的濃度在小于200g/l的狀態(tài)下，浸出率隨著酸的濃度的變大，其浸出率液明天增大， 濃度大于200g/l的狀態(tài)下，基本上區(qū)域穩(wěn)定，因此將酸的濃度選擇在200g/l的點(diǎn)值最為合 理。
[0031] 在鋅銦的浸出過程中，浸出溫度也會(huì)對(duì)浸出率產(chǎn)生一定影響，為了能夠更直觀的 看出來溫度對(duì)浸出率產(chǎn)生什么樣的影響，特進(jìn)行分析，具體的選取50、55、60、65、70、75、80 的點(diǎn)值溫度進(jìn)行分析，具體如下圖4所示， 通過以上的分析可以看出來，伴隨著溫度的增加，鋅銦的浸出率也是在增大，但是其中 的鋅的浸出率隨著溫度的變化變化不大，能夠緩慢的增大到98. 4°C .其中銦的浸出率受 溫度的影響比較大，尤其是在小于65°C的區(qū)間時(shí)候，浸出率變化很快，能夠一下子上升到 98°C，然后隨著溫度的上升，浸出率的上升會(huì)變的平緩，逐步趨于穩(wěn)定，最后上升到98. 5°C， 因此綜合溫度對(duì)鋅銦的浸出率的影響的考慮，將溫度選擇在65°C最為合適。
[0032] 另外液固比也會(huì)對(duì)銦的浸出率產(chǎn)生很大的影響，銦的浸出過程中液固比2-6:1， 綜合考慮，選取2、3、4、5、6幾個(gè)點(diǎn)，來進(jìn)行分析，具體如下圖5所示， 通過以上的分析得知，銦的浸出率都會(huì)隨著液固比的增大而遞增，其中在液固比為4:1 之前，隨著液固比的增大，其浸出率迅速增大，而后開始慢慢進(jìn)行遞增，逐漸趨于平緩，最終 達(dá)到97. 5%，因此，對(duì)于銦的浸出工藝中，選擇4:1的液固比最為合適。
[0033] 另外液固比也會(huì)對(duì)鋅的浸出率產(chǎn)生很大的影響，銦的浸出過程中液固比8-10 :1， 綜合考慮，選取8、8. 5、9、9. 5、10幾個(gè)點(diǎn)，來進(jìn)行分析，具體如下圖6所示， 通過以上的分析得知，鋅的浸出率都會(huì)隨著液固比的增大而遞增，但是遞增較為緩慢， 基本上趨于趨于平緩，最終達(dá)到97. 5%，因此，液固比的變化對(duì)于鋅的浸出工藝較小，但是在 液固比為9:1時(shí)候，還是能夠看到明顯的變化，在液固比為9:1之前浸出率的增加還是比較 明顯，到了 9:1之后，基本上區(qū)域平衡，因此選擇9:1的液固比最為合適。
【權(quán)利要求】
1. 一種對(duì)含銦氧化鋅煙灰進(jìn)行銦鋅回收的方法，其特征在于：包括如下的步驟： 步驟一，含銦氧化鋅煙灰分析 含銦氧化鋅煙灰中的主要成分的重量比為：Zn 30-60%、Pb 8-20%、F 0.1-1%、C1 0. 5-3%, In 0. 01-0. 2% ； 步驟二，高溫?fù)]發(fā)富集 將步驟一中的含銦氧化鋅煙灰在高溫焙燒爐內(nèi)，于溫度800-1KKTC條件下進(jìn)行高溫 揮發(fā)，產(chǎn)出高銦煙灰和鋅焙砂，所述高銦煙灰中鋅、鉛和銦的重量含量分別為：Zn 5-15%，Pb 10-20%，In 0.07-0. 3%;鋅焙砂中鋅的重量含量為50-70%，銦揮發(fā)率超過95%，全部的氟、 氯、鉛揮發(fā)進(jìn)入高銦煙灰，鋅揮發(fā)率低于10% ; 步驟三，高銦煙灰浸出 將步驟二中的高銦煙灰在起始酸濃度為30-100g/L、溫度為50-80°C、液固重量比為 8-10 :1條件下進(jìn)行中性浸出0. 5-2h，浸出終點(diǎn)pH 5. 0-5. 5,鋅浸出率超過95%，產(chǎn)出中性浸 出液和中性浸出渣，中性浸出液加入碳酸鈉產(chǎn)出工業(yè)碳酸鋅產(chǎn)品； 步驟四，中性浸出渣浸出 將步驟三中的中性浸出渣加入水和硫酸后進(jìn)行酸性浸出，液固重量比為2-6 :1，起始 酸濃度為160_250g/L，浸出溫度為50-80°C，浸出時(shí)間為0. 5-3h，終酸濃度40-80g/L，銦浸 出率超過95%，產(chǎn)出酸性浸出液和酸性浸出渣，酸性浸出渣含Pb 30-60% ; 步驟五，酸性浸出液萃取提銦 所述酸性浸出液加入鐵粉凈化后，用含10_30%P204和70-90%磺化煤油組成的有 機(jī)溶劑進(jìn)行萃取，萃取的有機(jī)溶劑與酸性浸出液的體積比為1 :4_8,浸出液酸度控制在 [H+] =0· 5-2. Omol/L，攪拌時(shí)間l-10min，銦萃取率超過95%，用酸度為4-8mol/L的鹽酸溶液 做反萃劑，在銦萃取有機(jī)相與反萃劑相比為10-15 :1的條件下進(jìn)行反萃，所得反萃液用鋅 板轉(zhuǎn)換出粗銦，粗銦經(jīng)電解后獲得精銦。
2. 根據(jù)權(quán)利要去1所述的一種對(duì)含銦氧化鋅煙灰進(jìn)行銦鋅回收的方法，其特征在于： 所述的步驟五中反萃過后的余液返回高銦煙灰中性浸出步驟三中處理，過量萃余液用石灰 中和。
【文檔編號(hào)】C22B19/30GK104141046SQ201410353135
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】何秋安, 何占源, 何志軍, 何志剛, 李全清, 孫富有, 劉維 申請(qǐng)人:安陽市岷山有色金屬有限責(zé)任公司