銦礦提取的來(lái)源及銦加工生產(chǎn)工藝流程:
銦礦物一般伴生在有色金屬硫化礦物中,特別是硫化鋅礦,其次是方鉛礦、氧化鉛礦、錫礦、硫化銅礦和硫化銻礦等。目前煉銦分兩種,一種是原生銦和再生銦,原生銦主要來(lái)源于礦產(chǎn)中,我國(guó)的廣西是重要的銦生產(chǎn)基地,當(dāng)?shù)劂煹V產(chǎn)資源較為豐富,為銦的工業(yè)化生產(chǎn)提供了有利的條件。另一種就是再生銦,再生銦主要是從廢棄金屬中回收銦來(lái)進(jìn)行冶煉提純,但再生銦占的總量不大。再生銦主要是從鉛、鋅、銅、錫等礦石冶煉過(guò)程中回收的副產(chǎn)品。銦的提取工藝及萃取以電解法為主,這也是現(xiàn)今世界上銦生產(chǎn)的主流選礦工藝技術(shù)。其銦的生產(chǎn)工藝流程一般為:含銦原料→富集→化學(xué)溶解→凈化→萃取→反萃取→鋅(鋁)置換→海綿銦→電解精煉→精銦。
目前較常見(jiàn)也較適合于工業(yè)化生產(chǎn)的幾種銦回收技術(shù):世界上銦產(chǎn)量的90%都來(lái)自鉛鋅冶煉廠的副產(chǎn)物。銦的冶煉回收方法主要是從銅、鉛、鋅的冶煉浮渣、熔渣及陽(yáng)極泥中通過(guò)富集加以回收。我們通過(guò)根據(jù)回收原料的來(lái)源及含銦量的差別,通采應(yīng)用不同的銦提取方法及工藝,從而達(dá)到高效回收銦的效果。常用的工藝技術(shù)有氧化造渣、金屬置換、電解富集、酸浸萃取、萃取電解、離子交換、電解精煉等。溶劑萃取法是一種高效分離提取工藝也是目前較為常用的一種方法。離子交換法用于銦的回收,還未見(jiàn)工業(yè)化的報(bào)導(dǎo)。在從較難揮發(fā)的錫和銅內(nèi)分離銦的過(guò)程中,銦多數(shù)集中在煙道灰和浮渣內(nèi)。在揮發(fā)性的鋅和鎘中分離時(shí),銦則富集于爐渣及濾渣內(nèi)。依照現(xiàn)在的銦生產(chǎn)水平來(lái)看生產(chǎn)銦的方法雖然有多種,但目前較常見(jiàn)、而且較有效較適合于工業(yè)化生產(chǎn)的銦回收工藝只有以下幾種方法:
1.從煉鋅副產(chǎn)品中回收銦;
該銦分離提取技術(shù)以煉鋅中產(chǎn)生的凈液殘?jiān)鳛樵希确蛛x和浸出,脫銅、脫鋁,除去原料中與鎵銦性質(zhì)相似的重金屬,然后在富集鎵銦的溶液中加入鹽酸,混合攪拌,調(diào)整酸度之后,再用醚萃取銦,使它和鎵及其它金屬分離。較后用水反萃出銦,再經(jīng)置換,熔融和電解。 在每次電解中需調(diào)整電流密度和電解液的酸度,以除去微量的鎘、錫和鋁等,生產(chǎn)出4 N 以上的金屬銦。此外,銦的選擇性分離法是把鉛、鋅冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的含有微量的銦煙塵、陽(yáng)極泥等各種殘?jiān)约半娊馀懦鲆鹤鳛樵希捎煤腿╈⑺岫?2-乙基己基)酯的有機(jī)溶劑,于pH小于1.0的條件下,對(duì)含銦及其它金屬的硫酸溶液萃取,然后用鹽酸在30-700C 進(jìn)行反萃,從而選擇性分離銦。其萃取銦的效率可高達(dá)98%以上。
2.硬鋅真空蒸餾提鋅和富集鍺銦銀;
“硬鋅真空蒸餾提鋅和富集鍺銦銀”項(xiàng)目屬于材料學(xué)科,冶金技術(shù)領(lǐng)域科研項(xiàng)目。硬鋅是粗鋅火法精餾過(guò)程中產(chǎn)出的一種中間產(chǎn)物,是由粗鋅中的高沸點(diǎn)物質(zhì)組成,其主要是以鋅鉛鐵砷為主體并含有鍺銦銀等元素的多元合金。硬鋅的產(chǎn)出率約占粗鋅處理量的4%。該技術(shù)用“真空蒸餾法提鋅和富集鍺銦銀”的新流程及新工藝,并成功地研制了與該工藝流程配套的生產(chǎn)選礦設(shè)備,突破了常規(guī)的在現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)上進(jìn)行技術(shù)改造的傳統(tǒng)做法,取得了成功。瑞光非金屬選礦專家認(rèn)為:硬鋅真空蒸餾提鋅和富集鍺銦銀技術(shù)屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng),且安全可靠,操作方便,無(wú)“三廢”污染,屬“綠色冶金”新技術(shù),符合國(guó)家所倡導(dǎo)的資源綜合利用的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,具有新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性。
3.從礦渣中回收金屬銦;
該銦分離提純技術(shù)從銻、鋅礦渣中回收金屬銦一般采用酸化浸出-萃取法。在其他礦渣中如鐵礬渣、銅渣等也含有稀散金屬銦。冰銅冶煉轉(zhuǎn)爐吹煉得到的銅渣中銦含量達(dá)0.6%~0.95%,具有較大的回收價(jià)值。從鐵礬渣中富集、回收銦可采用還原揮發(fā)處理和萃取提銦新工藝,將鐵礬渣在高溫下用炭還原,并加入某助劑使銦從渣中揮發(fā)出來(lái),形成富銦物料,再進(jìn)行浸出-萃取-電積,可得到純度為99.99%的高純銦,銦回收率大于80% ,同時(shí)解決了鐵礬渣的污染問(wèn)題。
4.從煙灰中回收金屬銦;
冶煉煙灰中主要含有鋅、鉛、銅和鐵等金屬,同時(shí)含有少量銦。銦在冶煉煙灰中主要以In2O3,In2S3和In2(SO4)3等物相存在。從冶煉煙灰中回收銦主要采用酸浸—溶劑萃取法。株洲冶煉集團(tuán)采用硫酸直接浸出—萃取法從鉛浮渣反射爐煙塵中提取銦,在200g?L-1硫酸溶液中浸出,銦的浸出率為90%,用P204作萃取劑,適當(dāng)條件下溶液中銦的萃取率可達(dá)85%,用HCl作反萃劑,反萃率在95%以上。在酸浸過(guò)程中加入NaCl有利于進(jìn)一步提高銦的浸出率。對(duì)鉛煙灰進(jìn)行酸化焙燒—水浸,銦浸出率提高到88%以上。在萃取過(guò)程中采用P204水平箱萃取法,銦的萃取率從90%提高到95%。
5.從廢水中回收金屬銦;
1)萃取法
在銦的富集與回收中,萃取是重要的方法,萃取劑包括二(2一乙基己基)膦酸(HDEHP、P204),P5708、P507D、P350、PV?HQPF、Cyanex923、TR-PO、TBP和石油亞砜等。
2)離子交換法
萃淋樹(shù)脂具有萃取劑流量少,柱負(fù)載量高,傳質(zhì)性能好等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于分離工程。
3)液膜法
液膜分離法是一種高效、快速、節(jié)能的高新分離技術(shù)。以P291為流動(dòng)載體,L113A為表面活性劑,液體石臘為膜增強(qiáng)劑,煤油為膜溶劑,硫酸和硫酸肼水溶液為內(nèi)相試劑,用該乳狀液膜體系對(duì)銦進(jìn)行分離富集。
6.從合金中回收金屬銦;
以鉛、錫等為主體的多元合金及金屬化合物,含有銦、鍺等有價(jià)金屬,可采用堿熔、酸浸的方法回收銦、鍺等有價(jià)金屬。如電爐底鉛是以鉛、錫等為主體的多元合金及金屬化合物,往電爐底鉛中加入NaOH,進(jìn)行堿熔和堿煮,將細(xì)浸出渣酸浸,兩段酸浸的銦總浸出率達(dá)99%,銦直收率達(dá)84.3%。