从含铟物料中提取铟

1、从含铟物料中提取铟一、概述     我国工厂多用P204有机溶剂萃取法从冶炼中间产物中提取铟，其优点是：     （一）P204对铟选择性较好，能从含铟很低的混合液中萃取铟。     （二）萃取富集倍率高达100倍以上。     （三）工艺简单，操作连续，便于实现自动化。     （四）铟的萃取回收率达高达9699。     从竖罐炼锌的中间产物中回收铟的原

2、料有     1、焦结所产含铟氧化锌     焦结过程中，铟随碳氢化合物燃而挥发进入氧化锌（含铟0.10.2，含锌5060）中。它是竖罐炼锌过程中数量最多、含铟品位较高的原料，约占铟总回收量的7080。     2、镉系统酸浸液     提镉原料中含有0.010.008的铟在中浸终点时水解，酸浸时进入酸浸液。     3、锌精馏过程副产的含铟粗铅     锌

3、精馏时，高沸点金属进入铅塔熔析炉，经熔析分离，铟富集于底层的粗铅中，含铟达0.51.2。     由于原料不同，制造萃取原液的方法也有所不同。含铟氧化锌经酸浸、沉硅、过滤后即得萃取原液，提镉酸浸液经沉硅、过滤后即为萃取原液。对含铟粗铅，则选经熔化，在750800的温度下鼓风氧化，使铟呈氧化铟进入浮渣，用球磨机粉碎、过筛，所得粉状氧化铟以稀硫酸浸出得到硫酸铟溶液，再与氧化锌沉硅过滤后液合并。     图1为从竖罐炼锌中间产物中回收铟工艺流程实例。  图1  竖罐炼锌中间产物中回收铟工艺流

4、程    二、原料     表1为竖罐炼锌的含铟中间产物成分实例。表1  竖罐炼锌的含铟中间产物成分实例物料名称InZnFePbCdCuAsBiSnSiO2含铟氧化锌，0.10.250600.631.861.50.150.03  0.08镉酸浸液，g/L0.040.0650601518 250.12.5  0.2粗馏粗铅，%0.51.2130.0596  0.020.320.05      三、技

5、术操作条件     （一）料液制备     1、氧化锌浸出     浸出可在机械搅拌槽内进行，采用一段酸性浸出，终点含酸2030g/L。氧化锌的主要成分是可溶性金属氧化物，易溶于稀硫酸溶液中，浸出率很高，渣率仅15，因此右浸出10个周期左右再排渣一次。氧化锌浸出技术操作条件实例如下： 温度8595液固比（56）1始酸150160g/L终酸2030g/L浸出时间23h澄清时间34h     2、沉硅  

6、60;  氧化锌浸出液与镉酸浸液含二氧化硅（SiO2）都较高，而且波动范围很大。实践中，原液含二氧化硅超过0.5g/L时，萃取过程中产生第三相。同时萃取过程中原液需保持较高的酸度，否则铜与镉在萃取中的分配系数显著下降；二氧化硅在酸性溶液中容易形成不易沉淀的胶体，因此必须加动物胶沉硅。溶液中含Si13g/L，加胶0.10.3g/L可使二氧化硅降至0.5g/L以下，沉硅技术操作条件实例如下：     温度      7080     加胶量 

7、0;  SiO2含量的1012     搅拌12h     沉淀34h     3、过滤沉硅后的溶液用刚玉过滤器过滤。其技术操作条件为：     过滤速度    0.81m3/（m2·h）     压力     0.20.3MPa     温度  &

8、#160;   5060    反吹压力  0.30.5MPa     4、粗铅氧化     含铟粗铅在铸铁锅内熔化后，鼓入压缩空气搅拌氧化，使铟与杂质金属氧化进入浮渣，与铅分离而富集。同时，产出含BiO0.1%左右的精铅。通常鼓风56h，铟的氧化即趋完全，铅液残铟为0.0010.002，浮渣率达2530，因此每锅要反复捞渣鼓风45次，、浮渣经球磨磨细，用0.42mm筛筛分，筛上铅粒返回再氧化。氧化技术操作条件实例如下：   

9、  温度750800   鼓风压力0.20.3MPa     鼓风时间56h    浮渣率2530     操作周期78h     表2为浮渣及精铅成分实例。 表2  浮渣及精铅成分，项目InZnCuFeBiSnAsCdPb浮渣11.574.650.0020.40.060.46 微87.9浮渣23.36.5 0.38微0.29微 92.5精铅0.002 0.

10、0010.0010.10.0010.0010.000599.82     5、浮渣浸出     含铟氧化浮渣用稀硫酸浸出，使铟转化为硫酸铟进入溶液。浸出的技术操作条件实例如下：     温度  8590       液固比（56）1     始酸  110120g/L    终酸2030g/L为使铟最大限度地进入溶液，一般需进行

11、23次浸出，后两次浸出的液固比可缩小至（23）1，最终渣含铟0.05以下。     6、镉酸浸液沉硅     镉酸浸液的主要成分（g/L）是：Zn  7090；Cd  2030；In 0.10.5；Fe510；SiO2 0.20.6；H2SO4 2030。     此种溶液的沉硅操作条件与氧化锌液沉硅相同，但应单独萃取，以便将萃余液返镉系统。     （二）溶剂萃取     用

12、P204有机溶剂萃取，使铟进入有机相；经酸洗除去其中的重金属杂质，再用盐酸反萃，得浓度较高的氯化铟，铟的富集倍率可达100300倍。     萃取剂P204的化学名称为二2乙基基磷酸，属于酸性萃取剂，分子量322，堆积密度0.96940.97g/cm3，粘度25.92厘泊，系淡黄色油状液体，透明，几乎无臭，易溶于苯、石油、煤油等有机溶剂中。在水中的溶解度为0.012g/L；在1mol硫酸中为0.017g/L。     P204常用34倍200号煤油稀释，以降低其粘度及密度，便于与水相分层。200号煤油密度为0.78

13、g/cm3，化学成分为C1315烷烃混合物，不宜有稀烃存在。     1、萃取     萃取技术操作条件实例如下：     萃取剂P204煤油124  O/A115；     温度  2030  原液进搅拌室速度10m3/（m2·h）；     沉淀分层流速1.84m3/（m2·h）萃余液残铟0.001g/L；   &

14、#160; 铟萃取率97。     表3为萃取原液及萃余液成分实例。 表3  萃取原液及萃余液成分，g/L项目InCdZnAs萃取原液0.19.4554.12.25萃余液0.0019.4555.12.24  2、酸性     有机相中的部分重金属离子可用稀硫酸冲洗脱除，其技术操作条件实例如下：     酸洗液含硫酸80100g/L    O/A51     操作温度 

15、 2030  有机相流速    0.42m3/（m2·h）     3、反萃     用浓盐酸反萃洗涤后的有机相，获得InCl3溶液。其技术操作条件实例如下：     反萃剂  盐酸浓度6mol/L   O/A51     操作温度  2030  有机相流速    0.42m3/（m2·h）

16、0;    葫芦岛锌厂萃取实例如下：     萃取、酸洗及反萃都在同一箱式萃取槽内进行。萃取箱共分10级，其中4级萃取，3级酸洗，3级反萃。水相与有机相逆流萃取，搅拌器转速为600650r/min，萃取流程见图2。 图2  铟萃取流程     （三）置换     用锌板置换InCl3溶液中的铟，要求在密闭并有通风设施的槽内进行，保持负压操作，严防反应过程中产生的砷化氢逸出。置换技术操作条件实例如下：  &#

17、160;  酸度  34mol  置换温度  5060     置换时间 45h  置换后液含铟0.01g/L     （四）压团熔炼     置换沉积的海绵铟，以清水洗涤34遍，用油压机压制成团（成团压力大于1.5MPa）。团块在液体烧碱保护下熔炼铸锭。熔炼温度为350450。表4为熔炼粗铟成分实例。 表4  熔炼粗铟成分，序号InZnAsCuBiFeSnPbT1Cd199.50.030.00050.01

18、70.00320.0150.140.240.00160.01299.60.010.00050.0110.0010.0310.170.160.0050.018（五）粗铟电解     1、极板制造     粗铟在甘油保护下熔化烧铸成阳极，外面用分析过滤纸包裹两层，再套榨蚕丝袋，以免电解时阳极泥落入电解液中。电解合格的成品电铟在甘油保护下熔化，铸成1mm厚的薄片，即为阴极。     2、电解液制造     将电铟溶解于分析纯硫酸中，添加NaC

19、l及动物胶，配制成如下成分：In80100g/L，NaCl80100g/L，动物胶0.51g/L，pH23。     3、电解     电解技术条件：温度2030；电流密度6080A/m2；槽电压0.250.3V，同极中心距4mm，电解周期67d，电流效率大于96，残极率4550，电解回收率95。     电铟需进行二次电解，其操作条件与一次相同，表5为二次电解析出阴极质量实例。 表5  析出阴极质量，序号InAgCuAlFeSnPbT1Cd199.960

20、.00010.00010.00010.00010.000630.000630.0160.02299.950.00010.00010.00010.00010.000630.000630.0210.02399.950.00010.00010.00010.00010.000630.000630.0230.02499.940.00010.00010.00010.00010.000630.000630.0340.02     （六）电铟精制     电铟含铊及镉较高，须用化学方法除去，其技术操作条件如下： 

21、0;   1、除镉     温度170180，甘油铟110；机械搅拌，KI加入量为镉量的23倍，时间1.52.0h/次。由于含镉量的不同可根据分析情况反复操作23次。     2、除铊     除镉后保持温度170180，甘油铟1（56），通氯化氢气体约30min并用机械搅拌。表6  为精炼后的精铟质量实例。序号InAsCuAlFeSnPbT1Cd199.9940.00010.00010.00010.00010.00070.000630.0011

22、0.001299.9940.00010.00010.00010.00010.00070.000630.00120.001399.9940.00010.00010.00010.00010.00070.000630.00100.001     四、技术经济指标     （一）各工序铟的回收率实例，     浸出  9296  置换  9698  萃取  9597  反萃  9899  熔炼 9293&

23、#160; 酸洗  9597  电解  9596。    （二）铟生产原材料单耗实例（kg/kg铟）     工业盐酸    310330     锌板（99.99）45     工业硫酸    300320     甘油 2.43     工业烧碱  

24、60; 2.53       滤纸  2张/kg铟     分析纯硫酸   0.010.02  蒸气  20003000     P204  0.81    电  100110kW·h     200号煤油    2.43     五、主要

25、设备选择     （一）浸出槽     浸出槽以钢衬花岗岩的使用效果较好，其选择计算可参照公式 NV（t/24V有）     式中V日处理矿浆或溶量，m3；          V有所选槽的有效容积，m3，为槽几何容积的0.850.9；t操作周期，h，浸出取8，净化取46，一次置换取3040min，二次置换取4050min。     （二）

26、萃取箱     铟萃取一般采用方型箱式萃取槽，每一单级萃取槽分为混合室及澄清室两部分。澄清室的有效容积为混合室的4倍。萃取槽的级数可根据实验数字确定，一般采用三级或四级萃取，三级酸洗和三级反萃，共为九级或十级。原液在混合室的流速取1012m3/（m2·h），停留时间为45min，搅拌速度600650r/min。     1、单级萃取混合室的边长L      式中Q日处理原液量，m3；         v混合室原液流速，m3/（m2·h）     2、萃取槽的有效高度h hQt/（24×60×l2）m     式中Q日处理原液量，m3；         t原液在混合室停留时间，min；         l混合室边长，m。