从锌冶炼废渣中综合回收铟的生产工艺及实践

闫明江

（甘肃有色冶金职业技术学院，甘肃 金昌737100）

稀有金属—铟，由于其质地柔软，延展性好，被广泛的应用于电子、宇航、高新技术、能源等领域[1-3]。尽管自然界当中也存在铟的独立矿物，如硫铟铜矿，水铟矿等，但回收成本较高，一般不直接利用独立矿物进行冶炼生产。目前国内外生产铟都是利用有色金属冶炼过程中产生的副产品或废料，如铅、锌浸出渣、冶炼烟尘或者电解废液进行铟的回收[3-9]。从提取成本和环境保护角度考虑，只要含铟废料中铟金属含量（质量分数）超过0.002%就有提取的必要。另外，根据含铟原料来源，各个企业也采用了不同的办法。例如，某铅锌冶炼企业是把粗铅冶炼产生的熔渣，w(In)约0.5%~0.8%，作为精铟生产的原料。国内河南豫光金铅公司在此基础上，加以改进。利用锌冶炼浸出渣，经过中浸→低浸→水解，得到产物铟绵。而湖南水口山有色集团王锦鸿[11]则根据企业原有工艺，利用三段逆流浸出，将铟浸出率提高到89.24%。国内某厂精矿原料中w(In)较高，达到0.1%以上。该厂采取了传统工艺处理锌精矿提取锌，其主要生产工艺包括：中性浸出→低酸浸出→高酸浸出和铁矾法沉铁，从中性浸出液里电解提取锌，精矿中绝大部分铟入铁钒渣中富集于浸出渣，少量的铟残留于高酸浸出渣。然后将矾渣和高浸渣混合后，经高温焙烧、浸出、萃取、电解和铸锭后制得金属铟。该工艺技术成熟、操作简单，高浸渣和铁矾渣经提铟后，其中的锌进入萃铟余液，亦可以返回锌系统回收，提高了锌的总回收率[12，13]。

因此，根据铟的来源不同，其分离回收方法也不同。某企业根据含锌、铁、铟冶炼废渣原料，提出了“两段酸浸+中和除杂+锌粉置换+火法熔炼+电解精炼”工艺综合回收废渣中的铟，铟的回收率达到85%以上，同时综合回收废渣中的铁、锌，实现了资源综合利用的，也获得了非常不错的经济效益。

1 原料

某企业原料为炼锌后的含铟、锌、铁废料，原料结果见表1。

表1 含铟原料化学成分 %

2 生产工艺流程（见图1）

图1 锌、铁、铟废料回收锌、铟处理工艺流程

2.1 两段浸出

2.1.1 中性浸出

中性浸出条件：硫酸初始质量浓度140 g／L，液固体积质量比6∶1，反应终点pH为5.0~5.4，加热搅拌，温度80℃，浸出时间4 h。中性浸出后，铟几乎全部富集在浸出渣中，浸出渣中w(In)为0.21%，浸出渣的质量约为浸出前质量的1/3。

2.1.2 高酸浸出

中性浸出后的渣采用高温、高酸浸出，液固比3∶1，开始酸为300 g/L，浸出温度90~95℃，浸出时间3~4 h，酸性浸出渣渣率（固含）为32%~35%，浸出渣含w(Zn)为0.5%~0.85%、w(In)为0.015%~0.017%。浸出液中ρ(In)为50~60 g/L。

2.2 中和除杂

采用碳酸钠对溶液进行中和，调节pH5.0，使锌、铁从溶液中分离。

2.3 锌粉置换

用锌粉从酸浸液中将铟置换沉淀，将中和除锌、铁后液调节pH为1～1.5，温度≥20℃，将粒度80～120目锌粉（含锌99.9%，粒度80～120目）分批加入反应槽中，置换反应时间为72 h。置换完后得到海绵铟，将海绵铟取出，经过清洗和浸泡,铟置换率≥95%。粗铟成分为：w(In)为95%～98%；w(Zn)为1%～2%；w(Sn)为0.02%～0.50%；w(Pb)为0～0.1%；w(T)为l.0%～0.5%；w(Cd)0～0.1%；其他元素微量。

2.4 碱熔

在320~350℃碱层覆盖下的条件下，用不锈钢制坩锅将锌粉置换得到的海绵铟进行高温熔炼，以进一步富集铟，w(In)达到98%以上，同时除去Zn、Sn等杂质。

2.5 电解精炼

在电流密度为40～70 A/m2，槽电压为0.2～0.35 V，电解液温度20～30℃条件下的条件下，同极中心距保持在60～70 mm，电解5～7 d。生产出合格精铟（含w(In)≥99.993%）。

3 结论

1）采用两段浸出，铟的浸出率在92%以上，实现了大量锌和铟的有效分离；中浸液通过净化可得到锌产品，铟则富集于中浸出渣中。高酸、高温浸出铟的浸出率为90%～95%，。

2）铟的直收率达到85%，仍然不太理想，今后需要有效提高铟浸出率，进一步提高铟的综合回收率。

3）建议采用新型多种萃取剂协同萃取分离方法或树脂吸附法分离和富集铟，将可能是一个提高铟综合回收率的方向。