浅析金属铟的提取技术

周大国

云锡文山锌铟冶炼有限公司 云南 文山663700

铟作为一种稀有金属,银白色略带淡蓝色,质地柔软,具有良好的可塑性与延展性,能够压成片,也具有较强的导电性与光渗透性。目前,它在很多高科技领域得到了广泛的应用,包括国防军事、航空航天、核工业、电子计算机、医药卫生等行业。该金属元素在地壳中的丰度极低,平均含量只有1×10-5,大多呈分散状,主要以杂质形式存在于其它矿物中。原料中铟含量超出0.002%通常就可用于回收。因此,本文就铟的回收提取技术进行简单的论述。

1 锌冶炼过程中铟的富集与回收技术

1.1 运用常规浸出渣的直接还原挥发作用提取铟 以前是直接从含铟锌精矿中提取铟,如今主要通过常规浸出渣的直接挥发原理获取铟。先通过中性浸出与酸性浸出技术处理含铟提取原料,在浸出渣中添加还原剂,再给予干燥、高温还原处理,回收富集铟的挥发物,最后回收金属铟。研究证实,要控制好下列参数:还原温度保持在1250℃,还原剂质量分数一般为15%～20%,加料速度调整为5kg/h,在此条件下铟的挥发率可高达97%,从而提高其回收率。采用该技术提取铟除了能提升铟的回收率,而且也大幅减少了铟的冶炼流程[1]。

1.2 通过锌浸出高温硫化挥发作用提取铟 研究显示,通过高温硫化挥发富集铟的时候要注意将反应温度调节为1100℃,挥发时长保持在120 min,并且控制好原料配比:锌渣的浸出渣、石灰、煤粉、碳粉、硫化物为100:20:8:8:2。在此条件下铟的挥发率可超出90%[2]。该技术不仅适应性好,工艺流程短,而且成本小,在生产实践中具有较好的推广应用价值。

1.3 采用浮选-还原-磁选等综合技术提取铟 在浸锌渣还原焙烧-磁选分离新工艺基础上加以改良,通过分析浸出渣相关化学物相后采用浮选-还原焙烧-磁选联合技术回收铟、银等元素。研究显示,对浸锌渣做浮选处理的时候需依次进行粗选、精选、扫选流程各一次,调整剂选择Na2S,捕收剂选择丁基黄药与XY-1的混合物,起泡剂选择松醇油,浮选溶液p H保持在5.0 左右,可得到银精矿,品位为3902.1 g/t,银回收率较高。当焙烧温度设为1100℃,对浮选尾矿焙烧2h,将义马煤作为还原剂,铅、锌、铟的挥发率均超过96%[3]。焙烧完成后对冶炼渣进行磁选处理,可进一步回收金属铟。

2 回收利用锌火法冶炼副产品

2.1 从硬锌中回收铟 硬锌属于锌火法冶炼锌中产生的副产物,包括铅、锌、铟、锗等成分。一般通过硬锌真空蒸馏技术富集、回收铟。在运用上述技术时要调控好真空度,保持在66～106Pa左右,温度为1000℃,恒温蒸馏时间为40～100 min,铟的回收率可在90%以上。

2.2 通过氧化锌烟灰回收铟 湿法冶炼锌过程中会出现浸出渣,对其进行焙烧处理,挥发物中包含氧化锌,再对氧化锌做相关处理就可获得富铟渣。上述处理中涉及到中性浸出与酸性浸出两种工艺。目前,富铟渣大多采用水解方式,避免给工作人员健康造成不利影响。在氧化锌料仓中配有变频器,便于对下料速度、氧化锌各槽酸碱参数进行合理调控,加之对低浸酸度与时间掌控好,将氧化锌分批加入,可以大幅提升富铟渣的品味,提高铟的回收率。

3 回收利用锌火法冶炼渣

3.1 利用锌精馏炉中的浮渣 精馏炉中会产生一种浮渣,包括锌元素。在提取铟的过程中锌存在的主要形式为固态。若采用常规搅拌方式处理浸出铟,难度大,也容易损伤设备。另外,浸出锌中存在部分砷元素,在浸出处理的时候可能产生有毒气体,需配备相关处理设施,成本高昂。为此,选择堆浸提取铟技术,先对浮渣用硫酸做堆浸处理,用次氧化锌调节浸出液的酸碱度,待铟水解沉淀后就可过滤分离出锌与铟,然后通过硫酸浸出铟渣。通过P204萃取酸浸液,并利用锌板置换以及相关处理后获得标准铟锭。

3.2 利用富铟渣 火法炼锌中形成的硬锌、锌渣、下脚锌等废渣通过真空蒸馏提锌处理后形成一种成分独特的含铟渣就是富铟渣。有研究发现,将工艺条件调控在合适的状态下可确保铟回收率超过85%:温度为80℃,时长4～6h,中性浸出液固比为6～8:1;酸性浸出液固比为8:1,温度为80℃,浸出时长为8～10h;锌粉置换温度不低于20℃,时间为72h,p H为1～1.5 ,锌粉粒度为80～120目[4]。

总之,当前铟提取工艺较多,但效果并不显著,仍需不断的研究与探索,寻找更高效、科学的提取技术。