探究锌冶炼过程中铟的富集与回收技术

陆 清

西部矿业锌业分公司，青海西宁 810000

金属铟具有分散性，其质地柔软，可以拉成细丝，用量少却能实现材料物理化学性能的极大改变。现阶段，铟在电子、冶金、航空航天、医药以及化工等领域中有着广泛应用。国内铟储量大，主要分布在广西、云南和青海等省份。然而，相较于发达国家而言，我国铟利用效率不高，存在着严重的浪费现象。因此，为了提高铟的利用效率，应当大力开发高效节能的提铟技术。铟的提取大多在锌冶炼过程中进行，研究锌冶炼过程中铟的富集与回收技术具有重要意义。

1 锌冶炼过程中铟的富集与回收技术

1.1 锌湿法冶炼中铟的富集与回收技术

1.1.1 利用常规浸出渣的直接还原挥发对铟进行富集与回收

过去的提铟技术是将铟从含铟锌精矿中提取出来，现在对这一技术进行了改进，利用常规浸出渣的直接还原挥发来提取铟。通过对铟提取原料进行中性浸出以及酸性浸出，将还原剂加入到浸出渣中，然后对其进行干燥、高温还原处理，在挥发物中对铟进行富集，最后回收铟。实验研究表明，利用这一技术需要控制好以下参数：还原剂需要采用质量分数在15%～20%范围内的；还原温度应当控制在1250℃；5kg/h是最为合适的加料速度，能够提高铟的挥发率，使其达到97%。在对挥发物进行酸性浸出处理后，铟的浸出率高达93.38%，有效提高了铟的总体回收率。因此，利用常规浸出渣的直接还原挥发对铟进行富集与回收，不仅可以实现铟的回收率的显著提升，还能大大缩短铟冶炼流程。

1.1.2 利用锌浸出的高温硫化挥发对铟进行富集与回收

铟的富集与回收还可以利用锌浸出渣的高温硫挥发来实现，实践表明，这一技术手段具备诸多优良特性，包括成本低、适应性强、工艺流程短等，值得在实际生产中进行推广和应用。应用该技术需要注意以下几点：控制好锌渣的浸出渣、石灰、煤粉、碳粉、硫化物之间比例；硫化挥发温度需要控制为1100℃，挥发时间控制在2h，这种情况下能够有效提高铟挥发率，使其高达90%，生产效率较高。

1.1.3 利用浮选、还原焙烧、磁选法提取铟银

通过研究和分析浸出渣的化学和物理特性，在此基础上应用浮选、还原焙烧、磁选法来提取铟银，能够实现对铟、银的综合性回收。实验研究表明，采用这一技术需要注意下列方面：首先，在进行银的浮选时，其流程需要按照一次粗选、一次精选、一次扫选的顺序进行，调整剂选择Na2S，捕收剂选择XY-1和丁基黄药的混合物，起泡剂选择松醇油。对浮选溶液的酸碱值进行合理控制，使其数值为5，在这种情况下获取的银精矿，其品味可达3902.1g/t，同时能够有效提高银的回收率。其次，对焙烧温度和焙烧时间进行合理控制，前者为1100℃，后者为2h，还原剂选用义马煤，这样可以大大提高铟、锌以及铅的挥发率，使其高达96%。焙烧后还要对冶炼渣进行磁选，确保未被回收的银富集到磁选铁粒中，实现进一步回收。

1.2 锌火法冶炼中铟的富集与回收技术

1.2.1 利用锌火法冶炼的副产品对铟进行富集与回收

第一，利用硬锌对铟进行富集与回收。在锌冶炼中采用火法冶炼时，其副产物有硬锌，该物质富含锌、铅、铟、锗等物质。在对硬锌进行银的富集与回收时，真空蒸馏法是较为常用的方法，不仅如此，真空蒸馏法还能对硬锌中的其他金属进行有效回收。现阶段，真空蒸馏法这一技术手段已经实现了对锌、铅锌合金的回收，蒸馏残渣中有铟的富集。采用这一方法需要注意以下几点：控制好真空蒸馏的真空度，确保其在66～106Pa范围内；控制好真空蒸馏时间和温度，前者为40～100min，后者为1000℃。采用该方法，铟的回收率非常之高，甚至超过90%。

第二，利用氧化锌的烟灰对铟进行富集与回收。湿法冶炼锌会产生浸出渣，氧化锌是在对浸出渣进行焙烧挥发后出现的。然后对氧化锌进行脱氯处理，在经过中浸、低浸、铟水解等工艺处理，最后得到富铟渣。在此过程中主要应用两种浸出工艺，即中性浸出和酸性浸出。铟的水解富集是通过纳米氧化锌实现的。过去要得到富铟渣需要利用铁粉进置换，在此过程中，溶液中的砷会转化成砷化氢流散到空气中，对生产人员的身体健康造成损害。因此，现阶段富铟渣通常采取水解的方式进行。目前，富铟渣的生产工艺得到了很大程度上的完善，将变频器添加在氧化锌的料仓中，从而对下料速度、氧化锌各槽酸碱值进行有效控制，再对低浸酸度和时间进行合理调节，分批添加氧化锌，在这种情况下，富铟渣的品位得到了显著提升，然后控制好纳米氧化锌的加入量，进一步实现富铟渣品位的提升和数量的降低，从而增加铟的回收率。

1.2.2 利用锌火法的冶炼渣对铟进行富集和回收

第一，利用富铟渣对铟进行富集回收。许多废渣会在火法炼锌时产生，这些废渣包括锌渣、硬锌以及脚锌等。在考虑到酸度、浸出时间、固液比等因素的基础上，通过研究富铟渣的铟浸出率可以发现：采用这一方法需要对各类参数进行合理控制。将中性浸出固液比控制为1：8～1：6，温度控制在80℃，浸出时间控制在4～6h；将酸性浸出固液比控制为1：8，温度同样是80℃，浸出时间控制在8～10h；在置换时间上，锌粉是72h。同时还要对锌粉粒度、置换前酸碱值进行控制，前者为80～120目，后者为1～1.5。在这种情况下，铟的提取率能够显著提升。

第二，利用锌精馏炉的浮渣对铟进行富集回收。在火法炼锌中，精馏炉中会有一种浮渣产生，其内部含有金属锌的成分。在提取铟时，锌这种物质大多以固态形式存在，即金属锌。如果对浸出铟采取常规方式进行搅拌，不仅搅拌难度大，而且可能会严重磨损设备。除此之外，浸出锌中含有一些砷，在浸出过程中可能会出现毒害气体，还要设置相应处理设备，成本较高。因此，在这一提取方式上研究出堆浸提取铟技术，先使用硫酸堆浸浮渣，然后通过次氧化锌调节浸出液的酸碱值，实现铟的水解沉淀，之后对其进行过滤，分离出铟和锌这两种物质，将铟渣使用硫酸浸出。使用P204萃取酸浸液，使用锌板置换出反萃液中的海绵铟，最后经过处理得到标准铟锭。使用硫酸铜溶液处理堆浸时产生的气体，确保溶液充分吸收毒害气体。采用这提铟技术能够完全分离出铟和锌，有效提高铟的回收率，同时还能有效控制堆浸过程中产生的剧毒气体。

第三，利用铅浮渣的反射炉烟尘对铟进行富集回收。通过分析铟的相关物氧化铟、硫酸铟的性质、特点等，在此基础上应用二段硫酸浸出法进行铟的富集与提取，同样适用P204萃取浸出液，然后通过硫酸洗涤、盐酸反萃取、锌板置换、压团熔铸以及电解铸型等一系列工艺，将铟提取出来，操作方法比较简便，同时能够获取较高的铟回收率。

2 锌冶炼过程中铟的富集与回收注意事项

首先，无论是哪种提铟技术，浸出阶段都是提铟流程中必不可少的，然而，现阶段国内许多企业采用的提铟技术有一个共同缺点，即铟的浸出率过低，造成严重的资源浪费。因此，国内提铟技术的研究重点应当放在提高铟浸出率上，只有铟的浸出率得到显著提升，才能实现铟富集与回收效率的有效提升。

其次，对于不同物料中的铟，其工艺流程存在一定的差异性，处理设备和处理技术也有所不同。然而，每种提铟技术都有自己的优势和不足，需要对其进行不断研究、分析、完善和创新。例如：目前大多应用P204进行铟的萃取，尽管这种物质造价低廉、易于获取，但是提铟效果并不特别理想，而且容易产生有机相老化、乳化等问题。因此，要想完善铟的提取技术，还要加强对铟萃取剂的研究与开发。

最后，我国工业发展速度越来越快，铟的需求量将会有很大提升，但是其储存量则是有限的，目前许多地区已经出现了铟资源枯竭的现象。因此，未来铟的主要来源是贫铟资源和再生铟资源，尤其是再生铟资源。除此之外，人们的环保意识越来越强，在进行技术创新时不能忽视对生态环境的保护，技能环保的提铟技术也是提铟技术发展的未来趋势。

3 结语

综上所述，社会经济的发展促进了城市工业的发展。铟的需求量在近几年有了显著提升，国家和相关企业都开始重视提铟技术的研究和开发。近年来，随着科学技术的发展，提铟技术得到了很大程度的完善。铟的提取大多在锌冶炼过程中完成，因此，研究锌冶炼过程中铟的富集和提取技术十分必要且重要。目前针对湿法炼锌和火法炼锌都有了相关提铟技术，铟的富集与回收工艺逐渐完善。相信随着科技水平的不断提升，铟的富集与回收技术会得到更大的发展与完善。