直接從氟矽酸礦漿溶液中萃取銦的方法
2023-09-16 05:14:25
專利名稱：直接從氟矽酸礦漿溶液中萃取銦的方法
技術領域：
本發明屬於有色金屬冶金工藝技術的溼法冶金技術，具體涉及從含有錫、鉛、鐵、銦等多種金屬的氟矽酸溶液中提取銦的方法。
背景技術：
銦在地殼中的豐度為0.1×10-6，與銀相似。雖然銦不是一種特別稀有的元素，但富集程度低，不能作為單獨的銦礦開採。因此，產品幾乎是從冶煉其它金屬的副產物中提取。如從處理閃鋅礦、方鉛礦、黃錫礦、錫石和複雜的多金屬銅礦中回收等。
由於銦的化學性質，它廣泛分布於冶金工廠各工序產品中，與不易揮發的金屬(如錫和銅)共存時，銦趨向於富集在煙塵中；與揮發性金屬(如鋅和鎘)共存時，銦趨向於富集於殘渣或爐渣中。而與鉛共存時，則分散在各個產品中，因此，銦的回收率始終很低。
在錫的冶煉過程中，原料中帶入的銦約有50％進入煙塵，35％進入金屬錫。因此，錫冶煉廠通常從煙塵或錫中回收銦。
通常採用的溼法回收銦的方法是從強酸體系，如硫酸或鹽酸溶液中提取銦。強酸體系對設備腐蝕嚴重、汙染較大、操作比較困難。在含有錫的溶液中，通常採用磷酸三丁酯(TBP)作為萃取劑。近年來，隨著科技的進步，錫、鉛等精煉技術也在不斷發展，許多工廠已經採用對設備腐蝕較小、汙染較小、更容易操作的弱酸體系代替了傳統的強酸體系。但是，由於從弱酸體系中提取銦的方法之前尚無實際應用，一度出現了弱酸體系中的銦無法回收的狀況。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種直接從含有錫、鉛、鐵、銦等多種金屬離子的氟矽酸礦漿溶液中用弱酸萃取劑分離並提取稀散金屬銦的方法，其工藝簡單、對設備腐蝕較小、汙染較小、操作容易、銦的回收率高。
解決本發明的技術問題所採用的技術方案是用P204(即二乙基己基磷酸酯)與稀釋劑配製成有機萃取液，對含有錫、鉛、鐵、銦等多種金屬離子的氟矽酸溶液直接萃取銦，使水溶液中的金屬離子In3+與P204中的H+進行交換而進入有機相中，再用鹽酸作為反萃液對含銦的有機相反萃，金屬離子In3+脫離有機相，進入反萃後液，再經過中和脫雜質，置換得到海綿銦，熔鑄得到金屬銦。
本發明的具體技術方案是(1)用200#汽油作P204的稀釋劑，配成含P204為25％～30％的萃取有機相，直接從氟矽酸溶液中萃取銦，有機相比水相的萃取相比＝1∶2～5，萃取混合時間為4分鐘～5分鐘，沉清時間為8分鐘～12分鐘，萃取溫度35℃～40℃，經過四級逆流萃取。其化學反應為
(2)用6mol/l～8mol/l的鹽酸對上一步驟進入有機相的銦進行反萃，有機相比水相的反萃相比＝2∶0.8～1.0，反萃混合時間為8分鐘～10分鐘，沉清時間為10分鐘～15分鐘，反萃溫度為常溫，經過三級逆流反萃取。
(3)反萃後液用鹼中和至pH＝2～3.5；然後在此溶液中置入鋅板進行置換，直至溶液含銦低於0.01g/l時，剝下置換後附著於鋅板上的海綿銦；將海綿銦壓製成團，放於不鏽鋼鍋中，在氫氧化鈉或甘油覆蓋下加溫熔鑄成金屬銦。
本發明經過在實際生產應用中的檢驗，具有如下效果選擇P204作為萃取劑，具有對銦選擇性高，銦的負載較高，銦的回收率較高；P204有對設備腐蝕較小、價格便宜、無毒、無害、來源方便、操作容易等優點，可大大降低提取銦的生產成本；此種方法和工藝提取銦之後的萃餘液，除銦含量減少外，其餘基本成分不被破壞，可以返回原來的體系繼續使用，汙染很小，並也降低了成本；有效地解決了弱酸溶液中有價金屬銦不能利用的難題，具有很高的資源綜合利用價值。
具體實施例方式
實施例1某含銦的氟矽酸溶液，其主要成分如下(g/L)
按以下操作步驟進行萃取用有機萃取劑P204與200#汽油配成含P204為25％的萃取有機相，從該含銦的氟矽酸溶液中直接萃取銦，萃取條件為有機相與水相之比1∶2.5；混合時間4分鐘，溫度38℃，沉清時間為9分鐘，四級逆流萃取，銦的萃取率為93.16％。萃餘液(氟矽酸溶液)返回原體系繼續使用。
反萃將萃取所得富銦有機相用濃度為7mol/L的HCl溶液做反萃液進行反萃，反萃條件為有機相與反萃相(鹽酸)之比2∶1；在常溫下，混合時間8分鐘，沉清時間為12分鐘。三級逆流反萃取，銦的反萃取率為97.84％。有機相經洗滌再生後返回使用。
沉銦將反萃液加鹼中和調整酸度至pH＝3，沉澱Sn，再經過置換得到海綿銦，壓團、熔鑄後得到金屬粗銦(含銦98.39％)，銦的回收率為96.17％。
實施例2某含銦的氟矽酸溶液，其主要成分如下(g/L)
按以下操作步驟進行萃取用有機萃取劑P204與200#汽油配成含P204為30％的萃取有機相，從該含銦的氟矽酸溶液中直接萃取銦，萃取條件為有機相與水相之比1∶4；混合時間5分鐘，溫度35℃，沉清時間為10分鐘。四級逆流萃取，銦的萃取率為94.23％。萃餘液(氟矽酸溶液)返回原體系繼續使用。
反萃將萃取所得富銦有機相用濃度為6mol/L的HCl溶液做反萃液反萃，反萃條件為有機相與反萃相(鹽酸)之比2∶0.9，在常溫下，混合時間8分鐘，沉清時間為10分鐘。三級逆流反萃取，銦的反萃取率為98.65％。有機相經洗滌再生後返回使用。
沉銦將反萃液加鹼中和調整酸度至pH＝2.5，沉澱Sn，再經過置換得到海綿銦，壓團、熔鑄後得到金屬粗銦(含銦98.62％)，銦的回收率為97.73％。
實施例3某含銦的氟矽酸溶液，其主要成分如下(g/L)
按以下操作步驟進行萃取用有機萃取劑P204與200#汽油配成含P204為28％的萃取有機相，從該含銦的氟矽酸溶液中直接萃取銦，萃取條件為有機相與水相之比1∶5；混合時間5分鐘，溫度40℃，沉清時間為10分鐘，四級逆流萃取，銦的萃取率為91.32％。萃餘液(氟矽酸溶液)返回原體系繼續使用。
反萃將萃取所得富銦有機相用濃度為8mol/L的HCl溶液做反萃液反萃，反萃條件為有機相與反萃相(鹽酸)之比2∶0.8，在常溫下，混合時間10分鐘，沉清時間為15分鐘。三級逆流反萃取，銦的反萃取率為97.19％。有機相經洗滌再生後返回使用。
沉銦將反萃液加鹼中和調整酸度至pH＝3.5，沉澱Sn，再經過置換得到海綿銦，壓團、熔鑄後得到金屬粗銦(含銦97.79％)，銦的回收率為95.34％。
權利要求
1.一種直接從氟矽酸礦漿溶液中萃取銦的方法，其特徵在於工藝步驟為用P204與稀釋劑配製成有機萃取液，直接對含有錫、鉛、鐵、銦等多種金屬離子的氟矽酸溶液萃取銦，用鹽酸作為反萃液對含銦的有機相反萃，反萃後液再經過中和脫雜質，置換得到海綿銦，熔鑄得到金屬銦。
2.根據權利要求1所述的萃取銦的方法，其特徵在於(1)用200#汽油作P204的稀釋劑，配成含P204為25％～30％的萃取有機相，有機相比水相的萃取相比＝1∶2～5；(2)反萃液鹽酸為6mol/l～8mol/l的鹽酸，有機相比水相的反萃相比＝2∶0.8～1.0。
3.根據權利要求2所述的萃取銦的方法，其特徵在於萃取混合時間為4分鐘～5分鐘，沉清時間為8分鐘～12分鐘，萃取溫度35℃～40℃，經過四級逆流萃取；反萃混合時間為8分鐘～10分鐘，沉清時間為10分鐘～15分鐘，反萃溫度為常溫，經過三級逆流反萃取；反萃後液用鹼中和至pH＝2～3.5。
全文摘要
直接從氟矽酸礦漿溶液中萃取銦的方法。本發明屬於有色金屬冶金工藝技術的溼法冶金技術，具體涉及從含有錫、鉛、鐵、銦等多種金屬的氟矽酸溶液中提取銦的方法。本發明的工藝步驟為用P
文檔編號C22B58/00GK1865462SQ20061001098
公開日2006年11月22日 申請日期2006年6月23日 優先權日2006年6月23日
發明者餘曙明, 宋興誠 申請人:雲南錫業集團有限責任公司