權(quán)利要求

1.鋅鉛廠含銦粉塵提銦的工藝，其特征在于，包括以下步驟： S1，脫水氧化：將含銦粉塵在真空加熱條件下進(jìn)行脫水還原富集處理，獲得含水量小于2％的預(yù)處理粉塵； S2，破碎球磨：對(duì)預(yù)處理粉塵進(jìn)行研磨活化處理，獲得活化的含銦粉塵； S3，浸出處理：將活化的含銦粉塵進(jìn)行浸出處理，獲得含銦精制液； S4，置換處理：對(duì)含銦精制液進(jìn)行置換處理，獲得粗銦。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅鉛廠含銦粉塵提銦的工藝，其特征在于，在S1中，真空度為0.065～0.08MPa，加熱階段包括一次保溫階段和二次保溫階段： 一次保溫階段：溫度為110～120℃，保溫時(shí)間為60～120min； 二次保溫階段：溫度為950～1050℃，保溫時(shí)間為20～30min，并通入還原性氣體。 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋅鉛廠含銦粉塵提銦的工藝，其特征在于，在S1中，含銦粉塵中銦元素的含量為500～1500g/t。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅鉛廠含銦粉塵提銦的工藝，其特征在于，在S2中，活化的含銦粉塵的粒度小于或者等于200目。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅鉛廠含銦粉塵提銦的工藝，其特征在于，在S3中，浸出處理包括一級(jí)浸出和二級(jí)浸出： 一級(jí)浸出：以活化的含銦粉塵為原料，以硫酸溶液、磷酸溶液和檸檬酸溶液其中或幾種作為浸出劑，浸出溫度為60～85℃，水浴攪拌1～2h，進(jìn)行渣液分離得到一級(jí)浸出液和一級(jí)浸出渣； 二級(jí)浸出：以一級(jí)浸出渣為原料，以硫酸溶液、磷酸溶液和檸檬酸溶液其中或幾種作為浸出劑，浸出溫度為25～40℃，攪拌，進(jìn)行渣液分離得到二級(jí)浸出渣和含銦精制液。 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋅鉛廠含銦粉塵提銦的工藝，其特征在于，進(jìn)行二級(jí)浸出前，對(duì)一級(jí)浸出渣依次進(jìn)行液化清洗和脫水處理： 液化清洗：清洗劑為水或乙醇，清洗次數(shù)3～5次； 脫水處理：真空度為0.065～0.08MPa，脫水溫度為75～95℃，保溫時(shí)間60～180min。 7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋅鉛廠含銦粉塵提銦的工藝，其特征在于，在一級(jí)浸出時(shí)，硫酸溶液濃度為2.0～3.0mol·L -1，檸檬酸溶液或磷酸溶液濃度為0.2mol·L -1。 8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋅鉛廠含銦粉塵提銦的工藝，其特征在于，在二級(jí)浸出時(shí)，硫酸溶液濃度為1.0～2.0mol·L -1，檸檬酸溶液或磷酸溶液濃度為0.1mol·L -1。 9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅鉛廠含銦粉塵提銦的工藝，其特征在于，在S4中，在含銦精制液中加入鋅粉，鋅粉與含銦精制液中銦的物質(zhì)的量之比為1:1～1:5。 10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅鉛廠含銦粉塵提銦的工藝，其特征在于，在S4中，含銦精制液的pH為1.0～2.0。

說(shuō)明書

鋅鉛廠含銦粉塵提銦的工藝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有色金屬冶金領(lǐng)域和二次資源綜合利用的領(lǐng)域，具體為鋅鉛廠含銦粉塵提銦的工藝。

背景技術(shù)

銦是一種稀貴金屬，在自然界中沒(méi)有獨(dú)立礦床，常與鉛鋅錫和銅礦伴生存在，大部分以稀散狀態(tài)存在于閃鋅礦和方鉛礦中。由于銦的特殊物化性質(zhì)，稀散金屬銦廣泛應(yīng)用于能源、電子、光電和現(xiàn)代化信息產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域，需求量不斷增大。然而銦在金屬礦石中含量一般是萬(wàn)分之幾，提取銦的過(guò)程通常較為復(fù)雜，流程長(zhǎng)，因而在鉛鋅礦的冶煉等過(guò)程中多次富集回收銦具有實(shí)際意義及明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

銦冶金生產(chǎn)的原料主要來(lái)自于鉛、鋅、錫、銅等重有色金屬冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的含銦物料。根據(jù)原料特點(diǎn)，通常先獲得含低濃度銦的浸出液，再對(duì)其進(jìn)行處理。

目前國(guó)內(nèi)對(duì)其處理工藝主要為富集(銦)—萃取—反萃—置換—電解，該工藝流程長(zhǎng)且過(guò)程復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，銦分散損失嚴(yán)重，使得銦回收率低。在萃取過(guò)程中，由于浸出液中銦濃度低，從而反萃液中銦濃度低且反萃液體積大，導(dǎo)致銦回收率低、試劑消耗量大、廢水處理困難。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鋅鉛廠含銦粉塵提銦的工藝。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種鋅鉛廠含銦粉塵提銦的工藝，包括以下步驟：

S1：將含銦粉塵在真空加熱條件下進(jìn)行脫水還原富集處理，獲得含水量小于2％的預(yù)處理粉塵；

S2：對(duì)預(yù)處理粉塵進(jìn)行研磨活化處理，獲得活化的含銦粉塵；

S3：將活化的含銦粉塵進(jìn)行浸出處理，獲得含銦精制液；

S4：對(duì)含銦精制液進(jìn)行置換處理，獲得粗銦。

優(yōu)選的，在S1中，真空度為0.065～0.08MPa，加熱階段包括一次保溫階段和二次保溫階段：

一次保溫階段：溫度為110～120℃，保溫時(shí)間為60～120min；

二次保溫階段：溫度為950～1050℃，保溫時(shí)間為20～30min，并通入還原性氣體。

優(yōu)選的，在S1中，含銦粉塵中銦元素的含量為500～1500g/t。

優(yōu)選的，在S1中，還原性氣體為CO、H 2、CH 4等。

優(yōu)選的，在S2中，活化的含銦粉塵的粒度小于或者等于200目。

優(yōu)選的，在S2中，利用破碎機(jī)和球磨機(jī)對(duì)預(yù)處理粉塵進(jìn)行球磨活化，并將破碎的粉塵進(jìn)行分級(jí)，將粒度小于或者等于200目的粉塵記為活化粉塵，粒度大于200目的粉塵記為再處理粉塵，再處理粉塵需進(jìn)行再次破碎球磨，直至粒度小于200目。

優(yōu)選的，球磨時(shí)，料球比為1:2～1:4，轉(zhuǎn)速為350～550r·min -1，球磨時(shí)間4～8h。

優(yōu)選的，在S3中，浸出處理包括一級(jí)浸出和二級(jí)浸出：

一級(jí)浸出：以活化的含銦粉塵為原料，以硫酸溶液、磷酸溶液和檸檬酸溶液其中一種或幾種作為浸出劑，浸出溫度為60～85℃，水浴攪拌1～2h，進(jìn)行渣液分離得到一級(jí)浸出液和一級(jí)浸出渣；

二級(jí)浸出：以一級(jí)浸出渣為原料，以硫酸溶液、磷酸溶液和檸檬酸溶液其中一種或幾種作為浸出劑，浸出溫度為25～40℃，攪拌，進(jìn)行渣液分離得到二級(jí)浸出渣和含銦精制液。

優(yōu)選的，進(jìn)行二級(jí)浸出前，對(duì)一級(jí)浸出渣依次進(jìn)行液化清洗和脫水處理：

液化清洗：清洗劑為水或乙醇，清洗次數(shù)3～5次；

脫水處理：真空度為0.065～0.08MPa，脫水溫度為75～95℃，保溫時(shí)間60～180min。

優(yōu)選的，在一級(jí)浸出時(shí)，硫酸溶液濃度為2.0～3.0mol·L -1，檸檬酸溶液或磷酸溶液濃度為0.2mol·L -1。

優(yōu)選的，一級(jí)浸出時(shí)，需進(jìn)行水浴攪拌，時(shí)間1～2h。

優(yōu)選的，在二級(jí)浸出時(shí)，硫酸溶液濃度為1.0～2.0mol·L -1，檸檬酸溶液或磷酸溶液濃度為0.1mol·L -1。

優(yōu)選的，進(jìn)行浸出處理時(shí)均采用機(jī)械攪拌方式，轉(zhuǎn)速為350～550r·min -1。

優(yōu)選的，在S4中，在含銦精制液中加入鋅粉，鋅粉與含銀溶液中銦的物質(zhì)的量之比為1:1～1:5。

優(yōu)選的，在S4中，含銦精制液的pH為1.0～2.0。

優(yōu)選的，在S4中，需進(jìn)行攪拌，攪拌速度為120～150r·min -1，反應(yīng)時(shí)間為2～4h。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明一種鋅鉛廠含銦粉塵提銦的工藝?yán)谜婵占訜釛l件下脫水還原富集處理、研磨活化、浸出處理和置換處理進(jìn)行銦元素的提取，減少了萃取工藝的操作，工藝流程操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低，對(duì)銦元素的提取較為徹底，減少了銦元素的流失，從而提升了銦元素的回收率。

進(jìn)一步的，脫水是為了去除粉塵所帶的自由水及部分結(jié)合水；還原富集是使粉塵中的鋅等較銦易還原物質(zhì)還原，將未還原的含銦粉塵富集。

進(jìn)一步的，還原性氣氛條件下的二次保溫溫度需低于含銦氧化物還原的溫度，當(dāng)溫度為950～1050℃時(shí)，鋅能夠被還原成鋅單質(zhì)，以蒸汽形式揮發(fā)，對(duì)其收集可作為回收鋅的物料，同時(shí)該溫度范圍可保證含銦氧化物不還原，從而待保溫完成后將含銦粉塵富集，可提高粉塵中銦的品位。In 2O 3與還原性氣體在1507℃下自發(fā)反應(yīng)生成In 2O；在1144℃下自發(fā)反應(yīng)生成液態(tài)單質(zhì)銦。

進(jìn)一步的，適當(dāng)?shù)那蚰ヌ岣呶锪现秀煹幕钚裕蚰r(shí)間過(guò)短，容易造成物料不均勻；而時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，物料粘在磨球上，造成物料損失。

進(jìn)一步的，一級(jí)浸出是為將粉塵中的未反應(yīng)完全的鋅等雜質(zhì)元素先進(jìn)入溶液，節(jié)省后續(xù)置換工序所需的鋅粉用量。

進(jìn)一步的，脫水處理是為了去除一級(jí)浸出渣上所帶的自由水及部分結(jié)合水，便于進(jìn)行后序的二級(jí)浸出。

進(jìn)一步的，利用鋅粉電極電位與銦相比更負(fù)的特性，將銦從溶液中置換出來(lái)將其富集。隨著pH不斷增大，銦離子以氫氧化銦的形態(tài)存在于渣中。pH小于1.0時(shí)，置換過(guò)程中部分鋅粉與溶液中H +反應(yīng)，使得鋅粉耗量增加；pH大于2.0時(shí)，影響置換速度，故加入的鋅粉量需大于理論量。

進(jìn)一步的，攪拌速度過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)影響銦置換率。溫度升高，鋅與溶液中H +反應(yīng)加快，降低鋅利用率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種鋅鉛廠含銦粉塵提銦的工藝的流程示意框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。

實(shí)施例中所用的鋅鉛廠含銦粉塵主要成分包括：Zn 40％-60％，Pb 5％-10％，F(xiàn)e3％-10％，In 500-1500g/t。

實(shí)施例1

S1，脫水氧化：將鋅鉛廠含銦粉塵在110℃，真空度0.065MPa條件下保溫120min，保溫完成后未經(jīng)冷卻，立即升溫至950℃，在還原性氣氛下二次保溫30min，采用的還原性氣體為CO。

S2，破碎球磨：將脫水還原富集后的粉塵塊在破碎機(jī)中破碎，至粉塵塊成為大小均勻的顆粒后，在球磨機(jī)中高強(qiáng)度研磨活化。球磨條件為料球比1:2，轉(zhuǎn)速350r·min -1，球磨時(shí)間8h。

S3，浸出處理：一級(jí)浸出：原料為一級(jí)粉塵，以硫酸溶液為浸出劑，濃度為2.0mol·L -1，浸出溫度為60℃，采用機(jī)械攪拌，轉(zhuǎn)速350r·min -1。水浴攪拌2h，待浸出液和浸出渣冷卻至室溫，進(jìn)行渣液分離。

液化清洗：用水對(duì)一級(jí)浸出渣液洗3次。

脫水處理：將一級(jí)浸出渣在75℃，真空度0.065MPa下保溫180min。

二級(jí)浸出：將脫水后的一級(jí)浸出渣和浸出劑混合，在25℃、硫酸溶液濃度1.0mol·L -1的條件下攪拌1.5h。攪拌方式為機(jī)械攪拌，轉(zhuǎn)速350r·min -1。待浸出液和浸出渣冷卻至室溫，進(jìn)行二次渣液分離，分離制得的溶液即為含銦精制液。

S4，置換處理：加入鋅粉置換，鋅粉與銦物質(zhì)的量之比為1:1，pH為1.0。溫度為25℃，攪拌速度為150r·min -1，反應(yīng)時(shí)間為2h，得到粗銦。

經(jīng)計(jì)算分析，銦的回收率為92.6％。

實(shí)施例2

S1，脫水氧化：將鋅鉛廠含銦粉塵在115℃，真空度0.07MPa條件下保溫90min，保溫完成后未經(jīng)冷卻，立即升溫至1000℃，在還原性氣氛下二次保溫25min，采用的還原性氣體為H 2。

S2，脫水氧化：將脫水還原富集后的粉塵塊在破碎機(jī)中破碎，至粉塵塊成為大小均勻的顆粒后，在球磨機(jī)中高強(qiáng)度研磨活化。球磨條件為料球比1:3，轉(zhuǎn)速450r·min -1，球磨時(shí)間6h。

S3，浸出處理：一級(jí)浸出：原料為一級(jí)粉塵，以硫酸溶液和檸檬酸溶液為浸出劑，硫酸溶液濃度為2.5mol·L -1，檸檬酸溶液濃度為0.2mol·L -1，浸出溫度為70℃，攪拌方式為機(jī)械攪拌，轉(zhuǎn)速450r·min -1。水浴攪拌1.5h，待浸出液和浸出渣冷卻至室溫，進(jìn)行渣液分離。

液化清洗：用水對(duì)一級(jí)浸出渣液洗4次。

脫水處理：將一級(jí)浸出渣在85℃,真空度0.07MPa條件下保溫90min。

二級(jí)浸出：將脫水后的一級(jí)浸出渣和浸出劑混合，在35℃，硫酸溶液濃度為1.5mol·L -1，檸檬酸溶液濃度為0.1mol·L -1的條件下攪拌1.0h。攪拌方式為機(jī)械攪拌，轉(zhuǎn)速450r·min -1。待浸出液和浸出渣冷卻至室溫，進(jìn)行二次渣液分離，分離制得的溶液即為含銦精制液。

S4，置換處理：加入鋅粉置換，鋅粉與銦物質(zhì)的量之比為1:3，pH為1.5。溫度為25℃，攪拌速度135r·min -1，反應(yīng)時(shí)間為3h，得到粗銦。

經(jīng)計(jì)算分析，銦的回收率為93.8％。

實(shí)施例3

S1，脫水氧化：將鋅鉛廠含銦粉塵在120℃，真空度0.08MPa條件下保溫60min，保溫完成后未經(jīng)冷卻，立即升溫至1050℃，在還原性氣氛下二次保溫20min，采用的還原性氣體為CH 4。

S2，破碎球磨：將脫水還原富集后的粉塵塊在破碎機(jī)中破碎，至粉塵塊成為大小均勻的顆粒后，在球磨機(jī)中高強(qiáng)度研磨活化。球磨條件為料球比1:4，轉(zhuǎn)速550r·min -1，球磨時(shí)間4h。

S3，浸出處理：原料為一級(jí)粉塵，以硫酸溶液和磷酸溶液為浸出劑，硫酸溶液濃度為3.0mol·L -1，磷酸溶液濃度為0.2mol·L -1，浸出溫度為85℃，攪拌方式為機(jī)械攪拌，轉(zhuǎn)速550r·min -1。水浴攪拌1h，待浸出液和浸出渣冷卻至室溫，進(jìn)行渣液分離。

液化清洗：用水對(duì)一級(jí)浸出渣液洗5次。

脫水處理：將一級(jí)浸出渣在95℃,真空度0.08MPa條件下保溫60min。

二級(jí)浸出：將脫水后的一級(jí)浸出渣和浸出劑混合，在40℃，硫酸溶液濃度為2.0mol·L -1，磷酸溶液濃度為0.1mol·L -1的條件下攪拌0.5h，轉(zhuǎn)速550r·min -1。待浸出液和浸出渣冷卻至室溫，進(jìn)行二次渣液分離，分離制得的溶液即為含銦精制液。

S4，置換處理：加入鋅粉置換，鋅粉與銦物質(zhì)的量之比為1:5，pH為2.0。溫度為25℃，攪拌速度為120r·min -1，反應(yīng)時(shí)間為4h，得到粗銦。

經(jīng)計(jì)算分析，銦的回收率為94.2％。

鋅鉛廠含銦粉塵提銦的工藝.pdf