一種銦反萃液淨化渣的回收方法
2023-09-23 16:00:10 2
專利名稱：一種銦反萃液淨化渣的回收方法
技術領域：
本發明涉及一種有色金屬冶煉渣的回收方法，特別涉及一種銦反萃液淨化渣的回收方法。
背景技術：
目前，尚未發現銦的單獨礦床，它以微量伴生在鋅、鉛和錫等礦物中，主要是從鋅、 鉛和錫生產的廢渣、煙塵中回收銦。隨著鋅、鉛和錫等礦物中的成分日益複雜，鋅、鉛和錫生產過程產出的廢渣、煙塵中鐵、砷、鉍、錫和銻等雜質的含量也越來越高，在銦富集過程中， 雜質也隨著銦一起進入富集渣。富集渣經兩段浸出，鐵、砷、鉍、錫、銻等雜質大部分都轉入浸出液，浸出液雖經鐵粉淨化除雜，但仍然有部分雜質繼續殘留在淨化液中，萃取提銦時， 上述雜質有不同程度地進入銦反萃液，銦反萃液若直接用鋅片置換，所得海綿銦經壓團、鑄型，一方面所得粗銦品位低，錫、鉍等有害雜質含量較高，嚴重影響銦質量和增加後續粗銦精煉成本；另一方面，雜質含量高的銦反萃液，鋅片置換所得海綿銦呈粉狀、不呈塊狀，壓團困難，海綿銦易氧化，在鑄型時有相當一部分銦會溶於鹼渣中，不僅影響銦直收率，也大幅度降低銦回收率。
因此，為避免出現上述問題，一般情況下，萃取回收銦過程產出的銦反萃液需經淨化除雜，除雜過程會產出銦反萃液淨化渣，該渣含銦一般在1%以上，含砷超過8%，同時還含有一定量的鉍、鉛、錫等有價金屬，極具回收價值。對銦反萃液淨化渣的處理，有些企業採用直接擱置處理，此種處理法既亂費了資源，同時又佔用了場地，也成為汙染源；有些企業將銦反萃液淨化渣與鉛菸灰或銅菸灰搭配處理回收銦，該法銦回收率低、生產成本高，有價金屬易分散。因此，如何從銦反萃液淨化渣中高效回收銦，並富集鉍、錫等有價金屬，同時回收利用有害元素砷，並改善生產環境、提高銦回收率和降低生產成本是有待進一步探索的難題。發明內容
本發明解決了現有技術中對銦反萃液淨化渣處理過程中存在的上述各種問題，並提供一種銦反萃液淨化渣的回收方法。它可從銦反萃液淨化渣中回收銦，並富集鉛、鉍、錫等有價金屬，同時回收利用銦反萃液淨化渣中的有害元素砷，並可避免砷在鐵粉淨化與鋅粉置換過程中產生砷化氫氣體，同時回收得到的砷可以返鋅系統中的砷鹽淨化工序作砷鹽淨化原料。本發明提供的方法可將銦直收率提高至90%以上，砷的利用率達95%，並具有工藝流程簡單、銦回收率高、操作方便、生產成本低等優點。
具體地，本發明的技術方案是一種銦反萃液淨化渣的回收方法，包括以下步驟步驟A :鹼性浸出將銦反萃液淨化渣採用NaOH溶液浸出，分離後得到鹼浸渣和鹼浸液；步驟B:酸性浸出將步驟A的鹼浸渣採用鹽酸溶液浸出，分離後得到酸浸渣和酸浸液；步驟C :鐵粉淨化往步驟B的酸浸液中加入鐵粉，將酸浸液中的Fe3+還原成Fe2+，並置換出酸浸液中的有價金屬轉入渣中富集，分離後得到淨化液和淨化渣；步驟D :鋅粉置換將步驟C的淨化液採用鋅粉置換，得到海綿銦，壓團、鑄型後得到粗銦。
作為本發明的進一步改進，步驟A中，鹼性浸出時採用的NaOH溶液的濃度為40 80g/L。
作為本發明的進一步改進，步驟A中，所述鹼性浸出的條件包括=NaOH溶液與銦反萃液淨化渣的質量液固比為3:1 6:1，浸出溫度為75 95°C，浸出時間為I 3h，終點含 NaOH 為 20 40g/L。
作為本發明的進一步改進，步驟A中，還包括檢測鹼浸液中的砷含量；當鹼浸液中含砷小於50 g/L時,將鹼浸液返鹼性浸出；當鹼浸液中含砷大於或等於50 g/L時,將鹼浸液用作硫酸鋅溶液砷鹽淨化除鈷步驟中砷鹽原料。
作為本發明的進一步改進，步驟B中，所述酸性浸出所採用的鹽酸溶液的濃度為40 120g/L。
作為本發明的進一步改進，步驟B中，所述酸性浸出的條件包括鹽酸溶液與鹼浸渣的質量液固比為3:1 8: 1，浸出溫度為50 70°C，浸出時間為I 3h，終點酸度為20 100g/L。
作為本發明的進一步改進，步驟B中，還包括檢測酸浸液中的銦含量；當酸浸液中含銦小於15 g/L時，將酸浸液返酸性浸出；當酸浸液中含銦大於或等於15 g/L時，將酸浸液送下一工序鐵粉淨化。
作為本發明的進一步改進，步驟C中，所述鐵粉用量為將酸浸液中的Fe3+還原成 Fe2+、並將酸浸液中有價金屬全部置換的理論用量的I. I I. 3倍。
作為本發明的進一步改進，步驟C中，鐵粉淨化的條件包括淨化溫度為45 75°C，淨化時間為O. 5 I. 5h。
作為本發明的進一步改進,步驟D中，鋅粉置換的條件包括置換溫度為50 700C，置換時間為2 5h，終點pH為3. 5 4。
本發明的有益效果在於本發明提供的對銦反萃液淨化渣的回收方法，先通過鹼性浸出將銦反萃液淨化渣中的有害元素砷選擇性浸出，其一方面可避免或減少後續淨化和置換工序中有毒氣體砷化氫的產生，另一方面鹼性浸出得到的砷可返鋅系統中的砷鹽淨化工序用作砷鹽淨化的原料，第三方面還可將銦和鉍、錫等有價金屬在鹼浸渣中富集；然後對鹼浸渣進行酸性浸出，將銦和鉍、錫等有價金屬選擇性浸出，再通過鐵粉淨化和鋅粉置換，從而為銦反萃液淨化渣中銦的高回收率及得到高品位的粗銦提供條件，同時，起到將鉍、錫等有價金屬富集的目的。本發明具有工藝簡單、操作性強、生產成本低、銦回收率高、有害元素砷得以回收利用、工作環境改善以及鉍錫等有價金屬得以富集的優點。
圖I為本發明的工藝流程圖。
具體實施方式
本發明中，所述銦反萃液淨化渣為本領域技術人員所公知，即為將含銦體系先經過萃取反萃，分離後的得到銦反萃液，然後對銦反萃液進行淨化除雜，除雜後即分離得到銦反萃液淨化液和銦反萃液淨化渣。該銦反萃液淨化渣中含銦一般在lwt%以上，含砷超過 8wt%，同時還含有一定量的鉍、鉛、錫等有價金屬，極具回收價值。
因此，本發明提供了一種銦反萃液淨化渣的回收方法，如圖I所示，包括以下步驟步驟A :鹼性浸出將銦反萃液淨化渣採用NaOH溶液浸出，分離後得到鹼浸渣和鹼浸液；步驟B:酸性浸出將步驟A的鹼浸渣採用鹽酸溶液浸出，分離後得到酸浸渣和酸浸液；步驟C :鐵粉淨化往步驟B的酸浸液中加入鐵粉，將酸浸液中的Fe3+還原成Fe2+，並置換出酸浸液中的有價金屬轉入渣中富集，分離後得到淨化液和淨化渣；步驟D :鋅粉置換將步驟C的淨化液採用鋅粉置換，得到海綿銦，壓團、鑄型後得到粗銦。
根據本發明的方法，先對銦反萃液淨化渣進行鹼性浸出處理，具體包括攪拌條件下，將銦反萃液淨化渣加入到裝有NaOH溶液的浸出槽中浸出，使銦反萃液淨化渣中的鋅與砷等元素浸出進入溶液，銦留在渣中得到富集。分離後，即得到鹼浸渣和鹼浸液。其中鹼浸液中富含鋅砷，其可返鋅系統中的砷鹽淨化工序，作為砷鹽淨化的原料。
本步驟A中，鹼性浸出時採用的NaOH溶液的濃度為40 80g/L。鹼性浸出的條件包括=NaOH溶液與銦反萃液淨化渣的質量液固比為3:1 6:1，浸出溫度為75 95°C，浸出時間為I 3h，終點含NaOH為20 40g/L。
本步驟A中，還包括檢測鹼浸液中的砷含量；當鹼浸液中含砷小於50 g/L時，可將鹼浸液繼續返鹼性浸出；當鹼浸液中含砷大於或等於50 g/L時，則可將鹼浸液返鋅系統中的砷鹽淨化工序。
而鹼浸渣中銦和鉍、錫等有價金屬得到富集，其送下一工序——酸性浸出。所述酸性浸出的步驟為攪拌條件下，將鹼浸渣加入到裝有鹽酸溶液的浸出槽中浸出，使鹼浸渣中的銦、錫、鉍與鐵等元素浸出進入溶液；分離後得到富集有銦、錫、鉍與鐵等元素的酸浸液。 而酸浸渣則可返鉛系統回收鉛。
本步驟B中，所述酸性浸出所採用的鹽酸溶液的濃度為40 120g/L。酸性浸出的條件包括鹽酸溶液與鹼浸渣的質量液固比為3:1 8:1，浸出溫度為50 70°C，浸出時間為I 3h，終點酸度為20 100g/L。
本步驟B中，還包括檢測酸浸液中的銦含量；當酸浸液中含銦小於15 g/L時，需將酸浸液繼續返酸性浸出；當酸浸液中含銦大於或等於15 g/L時，則可將酸浸液送下一工序——鐵粉淨化。
具體地，鐵粉淨化的步驟為攪拌條件下，往步驟B的酸浸液中加入鐵粉，將浸出液中的Fe3+還原成Fe2+，並將有價金屬鉍、錫等置換，並轉入渣中得以富集；此時分離後即得到富銦的淨化液，而鉍、錫等有價金屬則在淨化渣中富集。因此，可將淨化渣返稀貴系統，回收有價金屬鉍、錫。
本步驟C中，所述鐵粉用量為將酸浸液中的Fe3+還原成Fe2+、並將酸浸液中有價金屬全部置換的理論用量的I. I I. 3倍。鐵粉淨化的條件包括淨化溫度為45 75°C，淨化時間為O. 5 I. 5h。
淨化液則送下一工序——鋅粉置換，具體步驟為往淨化液中加入鋅粉進行置換， 分離後得到海綿銦，對該海綿銦進行壓團與鑄型，得到粗銦。
本步驟D中，鋅粉置換的條件包括置換溫度為50 70°C,置換時間為2 5h,至終點pH為3. 5 4。
為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合具體實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。實施例中所採用原料均通過商購得到。
實施例I本實施例的銦反萃液淨化渣的成份為下述重量百分比1η 4. 71%，Fe 10. 59%，Bi 2. 18%, Sn O. 40%, Zn O. 81%, As 10. 39%, Sb I. 03%。按以下步驟進行A、攪拌條件下，將上述銦反萃液淨化渣加入到裝有濃度為40g/L的NaOH溶液的浸出槽中進行鹼性浸出，銦反萃液淨化渣與NaOH溶液的質量液固比為3:1，浸出溫度為75°C，浸出時間為lh，終點含NaOH為20g/L，檢測鹼浸液中含砷為31. 56g/L，分離得到鹼浸液和鹼浸渣，其中鹼浸液可重返鹼性浸出，而鹼浸渣送下一工序；B、攪拌條件下，將步驟A製得的鹼浸渣加入到裝有濃度為40g/L的鹽酸溶液的浸出槽中進行酸性浸出，鹽酸溶液與鹼浸渣的質量液固比為3:1，浸出溫度為50°C，浸出時間為 Ih,終點酸度為20g/L，檢測酸浸液中含銦為18. 63g/L，分離得到酸浸洛和酸浸液；其中酸浸渣返鉛系統回收鉛，而酸浸液送下一工序；C、攪拌條件下，往步驟B製得的酸浸液中加入鐵粉進行淨化，鐵粉用量為將浸出液中的Fe3+還原成Fe2+以及將鉍、錫等有價金屬全部置換成金屬單質所耗鐵粉的理論用量的1.I倍，淨化溫度為45°C，淨化時間為I. 5h ;過濾後得到淨化液和淨化渣；其中淨化渣用作回收有價金屬鉍、錫的原料，而淨化液送下一工序；D、往步驟C所得的淨化液中加入鋅粉進行置換，置換溫度為50°C，置換時間為5h，終點 PH =4，得到海綿銦，然後壓團與鑄型，得到粗銦。
本實施例中，銦反萃液淨化渣鹼性浸出時，砷的浸出率是95. 19%，砷成功開路， 而銦得到了富集；銦的直收率為90. 27%，粗銦的品位按質量百分比為1η 99.38%、SnO.002%、Bi O. 052%、Pb O. 035%、Cu O.0027%。
實施例2本實施例的銦反萃液淨化渣的成份為下述重量百分比1η 4. 71%，Fe 10. 59%，Bi2.18%, Sn O. 40%, Zn O. 81%, As 10. 39%, Sb I. 03%。按以下步驟進行A、攪拌條件下，將上述銦反萃液淨化渣加入到裝有濃度為55g/L的NaOH溶液的浸出槽中進行鹼性浸出，銦反萃液淨化渣與NaOH溶液的質量液固比為4:1，浸出溫度為85°C，浸出時間為2h，終點含NaOH為30g/L，檢測鹼浸液中含砷為33. 56g/L，分離得到鹼浸液和鹼浸渣，其中鹼浸液可重返鹼性浸出，而鹼浸渣送下一工序；B、攪拌條件下，將步驟A製得的鹼浸渣加入到裝有濃度為80g/L的鹽酸溶液的浸出槽中進行酸性浸出，鹽酸溶液與鹼浸渣的質量液固比為5:1，浸出溫度為60°C，浸出時間為 2h,終點酸度為60g/L,檢測酸浸液中含銦為17. 28g/L,分離得到酸浸洛和酸浸液；其中酸浸渣作為回收鉛的原料，而酸浸液送下一工序；C、攪拌條件下，往步驟B製得的酸浸液中加入鐵粉進行淨化，鐵粉用量為將浸出液中的Fe3+還原成Fe2+以及將鉍、錫等有價金屬全部置換成金屬單質所耗鐵粉的理論用量的1.2倍，淨化溫度為65°C，淨化時間為Ih ;過濾後得到淨化液和淨化渣；其中淨化渣返稀貴系統回收有價金屬，而淨化液送下一工序；D、往步驟C所得的淨化液中加入鋅粉進行置換，置換溫度為60°C，置換時間為3h，至終點pH=3. 8，得到海綿銦，然後壓團與鑄型，得到粗銦。
本實施例中，銦反萃液淨化渣鹼性浸出時，砷的浸出率是97. 49%，砷成功開路，銦得到了富集；銦的直收率為90. 83%，粗銦的品位按質量百分比為=In 99. 58%、Sn O. 0018%、 Bi O. 041%、Pb O. 027%、Cu O.0023%。
實施例3本實施例的銦反萃液淨化渣的成份為下述重量百分比1η 4. 71%，Fe 10. 59%，Bi2.18%, Sn O. 40%, Zn O. 81%, As 10. 39%, Sb I. 03%。按以下步驟進行A、攪拌條件下，將上述銦反萃液淨化渣加入到裝有濃度為80g/L的NaOH溶液的浸出槽中進行鹼性浸出，銦反萃液淨化渣與NaOH溶液的質量液固比為6:1，浸出溫度為95°C，浸出時間為3h，終點含NaOH為40g/L，檢測鹼浸液中含砷為61. 83g/L，分離得到鹼浸液和鹼浸渣，其中鹼浸液開路返鋅系統中的砷鹽淨化工序代替三氧化二砷作為砷鹽淨化的原料，而鹼浸洛送下一工序；B、攪拌條件下，將步驟A製得的鹼浸渣加入到裝有濃度為120g/L的鹽酸溶液的浸出槽中進行酸性浸出，鹽酸溶液與鹼浸渣的質量液固比為8:1，浸出溫度為70°C，浸出時間為 3h，終點酸度為100g/L，檢測酸浸液中含銦為20. 49g/L，分離得到酸浸洛和酸浸液；其中酸浸渣返鉛系統作為回收鉛的原料，而酸浸液送下一工序；C、攪拌條件下，往步驟B製得的酸浸液中加入鐵粉進行淨化，鐵粉用量為將浸出液中的Fe3+還原成Fe2+以及將鉍、錫等有價金屬全部置換成金屬單質所耗鐵粉的理論用量的I.3倍，淨化溫度為75°C，淨化時間為O. 5h ;過濾後得到淨化液和淨化渣；其中淨化渣返稀貴系統回收有價金屬鉍、錫，而淨化液送下一工序；D、往步驟C所得的淨化液中加入鋅粉進行置換，置換溫度為70°C，置換時間為2h，至終點pH=3. 5，得到海綿銦，然後壓團與鑄型，得到粗銦。
本實施例中，銦反萃液淨化渣鹼性浸出時，砷的浸出率是98. 25%，砷成功開路，銦得到了富集；銦的直收率為91. 25%，粗銦的品位按質量百分比為=In 99. 62%、Sn O. 0015%、 Bi O. 027%、Pb O. 030%、Cu O.0022%。
以上實施例僅為本發明的優選實施方式，應當指出，對於本領域技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，所作出的若干改進，也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種銦反萃液淨化渣的回收方法，其特徵在於，包括以下步驟 步驟A :鹼性浸出將銦反萃液淨化渣採用NaOH溶液浸出，分離後得到鹼浸渣和鹼浸液； 步驟B :酸性浸出將步驟A的鹼浸渣採用鹽酸溶液浸出，分離後得到酸浸渣和酸浸液； 步驟C :鐵粉淨化往步驟B的酸浸液中加入鐵粉，將酸浸液中的Fe3+還原成Fe2+，並置換出酸浸液中的有價金屬轉入渣中富集，分離後得到淨化液和淨化渣； 步驟D :鋅粉置換將步驟C的淨化液採用鋅粉置換，得到海綿銦，壓團、鑄型後得到粗銦。
2.根據權利要求I所述的回收方法，其特徵在於，步驟A中，鹼性浸出時採用的NaOH溶液的濃度為40 80g/L。
3.根據權利要求I或2所述的回收方法，其特徵在於，步驟A中，所述鹼性浸出的條件包括=NaOH溶液與銦反萃液淨化渣的質量液固比為3:1 6:1，浸出溫度為75 95°C，浸出時間為I 3h，終點含NaOH為20 40g/L。
4.根據權利要求I或2所述的回收方法，其特徵在於，步驟A中，還包括檢測鹼浸液中的砷含量；當鹼浸液中含砷小於50 g/L時,將鹼浸液返鹼性浸出；當鹼浸液中含砷大於 或等於50 g/L時，將鹼浸液用作硫酸鋅溶液砷鹽淨化除鈷步驟中砷鹽原料。
5.根據權利要求I所述的回收方法，其特徵在於，步驟B中，所述酸性浸出所採用的鹽酸溶液的濃度為40 120g/L。
6.根據權利要求I或5所述的回收方法，其特徵在於，步驟B中，所述酸性浸出的條件包括鹽酸溶液與鹼浸渣的質量液固比為3:1 8:1，浸出溫度為50 70°C，浸出時間為I 3h，終點酸度為20 100g/L。
7.根據權利要求I或5所述的回收方法，其特徵在於，步驟B中，還包括檢測酸浸液中的銦含量；當酸浸液中含銦小於15 g/L時，將酸浸液返酸性浸出；當酸浸液中含銦大於或等於15 g/L時，將酸浸液送下一工序鐵粉淨化。
8.根據權利要求I所述的回收方法，其特徵在於，步驟C中，所述鐵粉用量為將酸浸液中的Fe3+還原成Fe2+、並將酸浸液中有價金屬全部置換的理論用量的I. I I. 3倍。
9.根據權利要求I或8所述的回收方法，其特徵在於，步驟C中，鐵粉淨化的條件包括淨化溫度為45 75°C，淨化時間為0. 5 I. 5h。
10.根據權利要求I所述的回收方法，其特徵在於，步驟D中，鋅粉置換的條件包括置換溫度為50 70°C，置換時間為2 5h，至終點pH為3. 5 4。
全文摘要
本發明提供了一種銦反萃液淨化渣的回收方法，該方法包括對銦反萃液淨化渣依次進行鹼性浸出、酸性浸出、鐵粉淨化和鋅粉置換步驟。本發明提供的銦反萃液淨化渣的回收方法，可將銦直收率提高至90%以上，有害元素砷回收利用，可代替鋅系統中砷鹽淨化工序中的三氧化二砷，砷的利用率達95%，同時還具有工藝流程簡單、操作方便、生產成本低、工作環境改善以及鉍錫等有價金屬得以富集的優點。
文檔編號C22B58/00GK102978410SQ20121058882
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者劉一寧, 林文軍, 廖貽鵬, 王文錄, 劉敏, 周萍 申請人:株洲冶煉集團股份有限公司