铟是稀散金属之一,地壳上没有单独的铟矿床,主要富集于硫化矿,特别是闪锌矿内。含铟原料的世界储量按金属量计约为2985t,其探明储量中约17.7%集中分布在美国,18.4%分布在加拿大,日本和秘鲁各占约焙烧炉4%。我国铟的储量居世界第一,广西大厂是我国重要的铟基地,矿产资源丰富,开发矿山产出的高铟锌精矿中铟的含量高达0.095%
1冶炼过程中铟在产物中的分布
目前生产的大多数铟是从铅、锌、铜、锡等矿石冶炼过程中回收的副产品。在从较难挥发的锡和铜内分离铟的过程中,铟多数富集在烟道灰和浮渣内,在从挥发性的锌和镉中分离铟时,铟则富集于炉渣及滤渣内。我国生产铟主要是从铅、锌冶炼的副产品中提取。
1.1铟在铅冶炼中的分布
铟在铅精矿中的含量一般为0.005%左右。铅精矿在烧结时约3%的铟进入烟尘,在鼓风炉熔炼过程中,铟几乎平均分配于粗铅、炉渣和烟灰中,粗铅火法精炼熔析除铜时,粗铅中的铟大部分进入铜浮渣,用苏打铁屑法在反射炉处理此渣时,部分铟挥发随烟气进入收尘系统。铟在铅冶炼产物中的分布为(%):烟尘3438、炉渣31.335.7、苏打渣1.1、冰铜6.5、返回物7.18.8、无名损失33.148.2
1.2铟在锌湿法冶炼中的分布
锌精矿含铟一般为0.003%~0.013%(广西大厂矿除外),在湿法炼锌中,当锌精矿进行焙烧时,由于矿石中的铟被氧化成难挥发的氧化铟,故矿石中95%以上的铟留在焙砂中。当采用常规浸出时,80%~100%的铟留在浸出渣中,采用回转窑挥发处理渣,有60%~70%的铟进入氧化锌烟灰中,采用此种方法时,铟在锌冶炼产物中的分布为(%):氧化锌烟尘5565、回转窑渣2025、铜镉渣~5、损失~5
当采用热酸浸出黄钾铁矾法炼锌时,95%以上的铟进入浸出液中,而在随后的沉矾过程中,铟又进入矾渣,铟在此法各产物中的分布为(%):铁矾渣9093、高浸渣35、铜镉渣l2、损失23
当采用热酸浸出针铁矿法炼锌时,铟的提取方法是:在还原预中和的上清液中,加入氧化锌粉经两段中和沉铟,其铟渣即为提取铟的原料。铟在此法各产物中的分布为(%):铟渣8286.铁渣510、高浸渣35、铜镉渣12、损失34
2 回收提取铟的方法
2.1从铅冶炼过程中回收铟的方法
王耐冬、郑洪元等报道了用沉淀法及萃取法从含铟量为0.04%~0.06%的铅锌废渣中提取铟。铅锌生产中间产品先经水洗,后用浓盐酸浸出,再用氨水中和的方法,控制溶液的pH,使铟富集于溶液中,再用锌片置换成海绵铟,经水洗、压块和甘油熔融可制得纯度达98.5%的金属铟。此方法的优点是用盐酸直接浸取,对下面的工序带来了方便,铜基本残留于渣中,铁以Fe2+存在,有利于中和时铁和铟的分离。此法经过多次选择性沉淀和溶解以达到溶解铟和分离杂质的目的。但此工艺流程长,回收率低,而他们所报道的萃取法相对于沉淀法,不但操作简单,流程短,而且提高了In的回收率。此方法主要是将含In0.06%左右的O.175mm的铅渣经两段酸浸,所得的一段径出液(含铟1.5g/L),加铁屑还原,加热至检不出Fe3+为止。
姚昌洪、蒋新宇、文岳中等报道了用浸出法处理铅烟灰的工艺。前者用H2SO4+NaCL浸出铅锑烟灰,铟的浸出率可达80%以上。而后两者是将铅烟灰进行硫酸化焙烧,然后用水浸的方法处理,使铟的浸出率提高到88地中海果蝇%以上,采用此方法处理铅烟灰可大大提高铟的浸出率,并为萃取工序提供质量合格的料液。
除从铅烟灰中回收铟外,铅浮渣反射炉烟尘也是提取铟的原料之一。铅浮渣反射炉烟尘中铟大部分以In2O3和硫酸铟形态存在,刘郎明认为盐酸中的C1-1对萃取效率影响很大,考虑到铅浮渣反射炉烟尘中In2S3含量很少,因此不必使用盐酸作In2S3的溶剂。工艺选择直接用硫酸浸出烟尘,此方法的优点是既能提高铟的浸出率,又能避免C1-1对萃取效率的影响。
除以上方法外,鲁君乐、唐漠堂等提出了从含铟低的复杂锑铅精矿中富集铟的方法。他们用新氯化水解法处理广西大厂脆硫锑铅精矿,该法能将铟逐步富集,最终成适于常规流程处理的铟精矿。其工艺主要包括以下几个过程:氯化循环富集浸出铟;水解脱锑、中和沉铋,使铟进一步富集;除锡、中和除铋锑;置换沉铟制取铟精矿。此方法的优点是可使铟富集42倍多,从含铟0.041%的极复杂的脆硫锑铅精矿制取了品位高达3.62%的铟精矿。这种铟精矿完全可以用常规流程提取铟,铟的总回收率也高达78.04%。
2.2从湿法炼锌过程中回收铟的方法
我国株洲冶炼厂生产铟的主要原料是锌挥发窑氧化锌烟灰,采用的方法是锌烟灰氧化经一段中浸和一段酸浸后,用锌粉从酸浸液中将铟置换沉淀,置换渣即为提铟原料。该工艺的
优点是操作条件易于控制和掌握。缺点是流程长,铟的回收率低,特别是用锌份置换时,溶液中的砷有50%以上以的形态外逸,严重威胁工人健康。郭天立、任益民对该方法又进行了改进,为了减少设备,增大氧化锌的处理能力,该厂采用了氧化锌连续浸出流程。
会议水牌从铁矾渣中提铟的传统工艺过程是:铁矾渣干燥煅烧(焙解)—浸出萃取提铟,此方法的缺点是:(1)矾渣焙解反应不完全,铟浸出率低;当焙解温度过高时,其分解产物硫酸铟将进一步离解而生成氧化铟,会增加浸出难度;当温度过低时,铁矾晶格难以破坏,使嵌布在矾渣中的铟难以浸出。强的松龙注射液(2)盐酸消耗量大,生产成本高。(3)矾渣干燥粉尘飞扬严重,产铁红渣污染环境。(4)矾渣中的锌回收困难,回收率低。(5)处理物料量大,建设投资高。针对以上一系列缺点,陈阜东、沈弈林对此提出了技改方案。此方案是将铁矾渣先经回转窑挥发,收集氧化锌烟尘,烟尘经浸出使铟送入浸出液中萃取提铟。其优点是铁矾渣采用回转窑挥发,铟的挥发率达90%~92%工程仿真,铟富集在烟尘中,烟尘量仅为矾渣量的十分之一左右,可大大减少物料的处理量。另外,还原挥发过程中,产生的铁渣则用于进一步生产氧化铁红等,从而彻底解决铁红渣二次污染问题。
另外,李爱秋、马荣骏提出了在热酸浸出针铁矿除铁湿法炼锌工艺中,用P204直接由低酸浸出还原液中萃取回收铟的工艺。该工艺运行可靠、操作方便、铟回收率高,萃取中不产生乳化等一系列优点,可以达到有效回收铟、锌的目的。此流程与锌冶炼主流程紧密相关。
经过以上所述各种浸出方法处理铅、锌冶炼过程副产品后得到的浸出液,采用萃取的方法萃取铟,萃取剂可采用P204(DEHPA)无线数据传输EHEHPAP507D(P507中添加适量酸性磷类二聚体D)、三辛基氧化膦(TOPO)、磷酸二甲庚酯(P350),所得萃取液经反萃取后,采用锌片或铝片置换的方法可得到海绵铟,经压团、氢氧化钠熔融等方法可得到金属铟。
3结论与建议
综合比较各种提铟工艺,认为浸出萃取置换是处理不同的铅、锌冶炼副产品的成熟工艺。此法在许多铅、锌冶炼厂中得到应用,使废渣提铟走向了工业生产。
当前技术含量低、生产成本高是困扰我国铟冶炼的严重问题。目前,从铅、锌冶炼副产品中回收铟的工艺已经成熟,首要摆在我们面前的问题是如何直接从含铟的铅矿、锌矿等矿
石中,在提取主体金属铅、锌等金属的同时富集铟,使矿石的冶炼过程达到实际意义的综合目的,而非仅仅从冶炼的副产品中回收铟,这样可以大幅度的降低生产成本,提高经济效益。

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