連續離子交換單向順行水洗分離銦錫氧化物的製作方法
2023-09-13 11:08:35 3
連續離子交換單向順行水洗分離銦錫氧化物的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種連續離子交換單向順行水洗分離銦錫氧化物的方法。連續離子交換系統由一個帶有20個樹脂柱的圓盤，和一個多孔分配閥組成。通過圓盤的轉動和閥口的轉換，使分離柱在一個工藝循環中完成了吸附，水洗，解吸的全部工藝過程。上述方法包括以下步驟，從廢舊液晶面板上得到玻璃基片，將其粉碎得到玻璃粉末與弱酸混合加熱攪拌；然後得酸性混合溶液；利用連續交換柱作為順行水洗分離平臺，對含有銦錫氧化物的混合溶液進行分離，收集到的溶液中加入氫氧化鈉，得到絮狀沉澱，固液分離後，乾燥即可得到高純度的氫氧化銦的白色粉末，達到回收金屬銦的目標。其過程中所有的溶液與水均在連續交換系統內循環再次使用。
【專利說明】連續離子交換單向順行水洗分離銦錫氧化物
【技術領域】
[0001]本發明涉及從銦錫氧化物中回收銦的技術。具體地說，本發明涉及酸溶氧化和液相色譜分離技術，以及現代自動化工業生產連續離子交換技術綜合應用，從廢舊液晶破碎玻璃中回收銦的方法。
【背景技術】
[0002]銦礦物多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。雖然在一些有色金屬精礦中銦得到初步富集，但由於銦品位低，一般不可直接作為提銦原料。而上述有色金屬精礦經過冶煉或高爐煉鐵後得到的粗鋅、粗鉛、爐渣、浸出渣、溶液、煙塵、合金、陽極泥等是提銦的主要原料。
[0003]銦的提取工藝以萃取-電解法為主，這也是現今世界上銦生產的主流工藝技術。其原則工藝流程是:含銦原料一富集一化學溶解一淨化一萃取一反萃取一鋅(鋁)置換一海綿銦一電解精煉 一精銦。
[0004]廢舊液晶破碎玻璃主要回收的是金屬銦和玻璃。銦是各類平面液晶顯示器生產中至關重要的成分。世界市場上平面顯示器的快速增長成為全世界銦的生產的最重要的用戶。液晶顯示平中銦的含量大約在20ppm-200ppm，具有較大的回收價值，玻璃可作為一般廢物回收利用。
[0005]隨著手機、筆記本電腦、液晶電視等家用電器的迅速普及，透明電極的銦用量急速增大，尤其是國內外對於液晶面板需求的急速增加，銦資源枯竭的加快，都促使銦價格的快速上漲。國際市場銦的價格也從上世紀90年代開始不斷上漲，一度超過10000元/公斤。更嚴重的是稀缺金屬銦的資源枯竭已成為人類不得不面臨的危機。據專家介紹，從目前來看，尚不存在其它金屬在上述領域可以替代銦元素，因此銦具有極其重要的戰略價值。目前，全球已探明金屬銦的儲量僅為1.6萬噸，是已探明黃金儲量的1/6。銦這種稀缺、面臨資源枯竭的戰略性資源，對於我國這樣既是資源出口大國又是銦高附加值產品的進口大國來說，控制出口、保護資源；加快銦高技術、高附加值產品產業化進程；儘快實現銦的有效回收、循環利用，應是國家和相關企業的歷史責任，無疑具有重大戰略、社會、經濟意義。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題是針對傳統的處理工藝比較費時且工作不連續，固定床/單柱離子分離系統是在一種間歇式的工藝中一步一段時間的進行所有步驟的操作，此類工藝已經無法滿足現代工業的自動化生產的需求。
[0007]本發明提供了一種全系統化全自動連續離子交換單向順行水洗分離銦錫氧化物生產流程，從廢舊液晶破碎玻璃中得到銦錫氧化物，並將其分離、提純同步完成。連續離子交換系統由一個帶有20個樹脂柱的圓盤，和一個多孔分配閥組成。通過圓盤的轉動和閥口的轉換，使分離柱在一個工藝循環中完成了吸附，水洗，解吸的全部工藝過程。且在連續離交系統中，離子分離的所有工藝步驟在同時進行。[0008]上述方法步驟如下:
[0009]I)從廢舊液晶面板上剝離玻璃基片。
[0010]2)將玻璃基片粉碎得到玻璃粉末。
[0011]3)將玻璃粉末與鹽酸進行混合攪拌。
[0012]4)將上述攪拌後的酸性混合溶液進生固液分離，得到玻璃粉末與含有銦錫氧化物的混合溶液。
[0013]5)將上述得到的混合性酸性溶液注入連續離子交換系統中進行單向順行水洗，利用液相色譜分離技術完成多重分離的工作，並提純銦、錫及其它混合金屬金屬元素。
[0014]6)在所得到的各階段反應溶液中加入氫氧化鈉混合，得到絮狀沉澱物。
[0015]7)固液分離上述絮狀沉澱物並乾燥，得到高純度的氫氧化銦粉末。
[0016]其中上述方法所述的步驟2)中玻璃粉末的粒徑範圍為80-100目。
[0017]其中上述方法所述的步驟3)中使用的鹽酸溶液濃度為10% -15%。
[0018]其中上述方法所述的步驟3)中玻璃粉末與鹽酸的質量比為1:3.5-1:4.5。
[0019]其 中上述方法所述的步驟4)中混合酸溶液使用二維攪拌器進行混合攪拌，並恆溫加熱600C，攪拌2小時，最大範圍最快速地析出銦錫氧化物成分。
[0020]其中連續離子交換分離並純化銦元素，分為5個工作區間段進行連續分離，分別為區間I)原液PH〈1.5 ;區間2)含錫液PH=L 5-2.5 ;區間3)中間液PH=2.5-4.5 ;區間4)含銦液PH=4.5-5.5 ;區間5)洗脫液PH>5.5。
具體實施方法
[0021]本發明提供了一種系統化全自動連續離子交換順行水洗分離銦錫氧化物回收提取金屬銦的生產工藝流程，方法步驟如下:
[0022]I)從廢舊液晶面板上剝離玻璃基片，使用電動卷邊拆片機將偏光片與液晶面板玻璃基片剝離。
[0023]2)將玻璃基片粉碎得到玻璃粉末，用剪刀或電動破碎機先將大片的玻璃基片分解為50mm-80mm尺寸大小的玻璃碎片，再將小尺寸的玻璃碎片倒入研磨機內，研磨至80-100目的粉末。
[0024]3)將玻璃粉末與濃度為10% -15%的鹽酸進行混合攪拌，混合酸溶液使用二維攪拌器進行旋轉的同時前後運動的混合攪拌，並恆溫加熱600C，攪拌2小時，最大範圍最快速地析出玻璃粉末上的銦錫氧化物成分。
[0025]4)將上述攪拌後的酸性混合溶液使用過濾器或離心機進行固液分離，得到玻璃粉末與含有銦錫氧化物的混合溶液。
[0026]5)將上述得到的混合性酸性溶液注入連續離子交換系統設備中進行單向順行水洗，利用液相色譜分離技術分段完成多重分離的工作，並提純銦、錫及其它混合金屬金屬元素，以PH值的不同分為5個工作區間，在連續交換設備上設置工作及回收區間，區間1)PH值小於1.5範圍內；區間2)PH值在1.5-2.5範圍內；區間3)PH值在2.5-4.5範圍內；區間
4)PH值在4.5-5.5範圍內；區間5) PH值在大於5.5範圍；PH值的監測可用PH值電子監測儀實時監測，並使用其中關鍵參數完成控制整個連續交換系統的水洗工作速度及時間。此方法節省人工及等待時間，使用工業控制PLC設備可完成無人工看守，達到完成自動化生產工作目標。連續離子交換系統由一個帶有20個樹脂柱的圓盤，和一個多孔分配閥組成。通過圓盤的轉動和閥口的轉換，使分離柱在一個工藝循環中完成了吸附，水洗，解吸的全部工藝過程。且在連續離交系統中，離子分離的所有工藝步驟在同時進行。相比而言，固定床離子分離系統是在一種間歇式的工藝中一步一段時間的進行所有步驟的操作，此工藝已經無法滿足現代工業的生產需求。
[0027]6)在所得到的分階段回收的溶液中加入氫氧化鈉混合，得到絮狀沉澱物，即是氫氧化銦沉澱。使用沉降過濾槽回收氫氧化鈉沉澱物並使液體分離並即時排放到循環水系統一步完成。由於溶液中銦的含量低溶液多，故此設備的應用可減少溶液存放容器的體積及溶液、水的浪費，即時循環再使用。
[0028]7)固液分離後，乾燥沉澱物，即得到高純度的氫氧化銦粉末。
【權利要求】
1.一種系統化全自動連續離子交換單向順行水洗分離銦錫氧化物的方法。其特徵是，銦錫氧化物的分離與提純一次性地由連續離子交換系統同步完成。連續離子交換系統由一個帶有20個樹脂柱的圓盤，和一個多孔分配閥組成。通過圓盤的轉動和閥口的轉換，使分離柱在一個工藝循環中完成了吸附，水洗，解吸的全部工藝過程。且在連續離交系統中，離子分離的所有工藝步驟在同時進行。該方法步驟如下: 1)從廢舊液晶面板上剝離玻璃基片。 2)將玻璃基片粉碎得到玻璃粉末。 3)將玻璃粉末與鹽酸進行混合攪拌。 4)將上述攪拌後的酸性混合溶液進生固液分離，得到玻璃粉末與含有銦錫氧化物的混合溶液。 5)將上述得到的混合性酸性溶液注入連續離子交換系統中進行單向順行水洗，利用液相色譜分離技術完成多重分離的工作，並提純銦、錫及其它混合金屬金屬元素。 6)在所得到的各階段反應溶液中加入氫氧化鈉混合，得到絮狀沉澱物。 7)固液分離上述絮狀沉澱物並乾燥，得到高純度的氫氧化銦粉末。
2.根據權利要求1所述的全自動化系統化處理廢舊液晶破碎玻璃，並從銦錫氧化物分離銦的方法，其特徵在於:所述的步驟2)中玻璃粉末的粒徑範圍為80-100目。
3.根據權利要求1所述的全自動化系統化處理廢舊液晶破碎玻璃，並從銦錫氧化物分離銦的方法，其特徵在於:所述的步驟3)中使用的鹽酸溶液濃度為10% -15%。
4.根據權利要求1所述的全自動化系統化處理廢舊液晶破碎玻璃，並從銦錫氧化物分離銦的方法，其特徵在於:所述的步驟3)中玻璃粉末與鹽酸的質量比為1: 3.5-1: 4.5。
5.根據權利要求1所述的全自動化系統化處理廢舊液晶破碎玻璃，並從銦錫氧化物分離銦的方法，其特徵在於:所述的步驟4)中混合酸溶液使用二維攪拌器進行混合攪拌，並恆溫加熱600C，攪拌2小時，最大範圍最快速地析出銦錫氧化物成分。
6.根據權利要求1所述的全自動化系統化處理廢舊液晶破碎玻璃，並從銦錫氧化物分離銦的方法，其特徵在於:所述的步驟5)其中連續離子交換分離並純化銦元素，分為5個工作區間段進行連續分離，分別為區間D原液PH〈1.5 ;區間2)含錫液PH=L 5-2.5 ;區間3)中間液PH=2.5-4.5 ;區間4)含銦液PH=4.5-5.5 ;區間5)洗脫液PH>5.5。
【文檔編號】C22B58/00GK103981367SQ201410135430
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】趙康 申請人:趙康