一種從銦淨化渣中回收粗銦方法與流程
2023-05-10 05:46:41 1
本發明涉及溼法冶金技術領域，尤其是一種從銦淨化渣中回收粗銦方法。
背景技術：
銦的提取方式包括浸出、萃取、反萃取、淨化、置換等工藝步驟，而在銦的反萃取過程中，一般採用鹽酸或者鹽酸弱鹼鹽作為反萃取液，使得銦不斷的循環富集，並且達到50g/L以上，實現分離；但是，在循環富集的過程中，其它雜質，如As、Sb、Bi的含量也會跟著富集，在銦達到50g/L以上後，這些雜質也富集到了5g/L以上，使得在置換銦之前，必須要對其進行淨化處理，使得As、Sb、Bi等雜質得到脫除。
對於上述萃取銦的混合液進行雜質脫除處理，採用的方法主要是：鐵粉除雜處理，並且補加硫化鈉作深度淨化，使得萃取銦的混合液中的雜質含量得到降低；但是，在鐵粉除雜，補加硫化鈉深度淨化過程中，將會導致大量的銦進入淨化渣中，使得淨化渣中的銦含量達到2％以上，因此，對於淨化渣中銦進行回收，能夠有效降低銦提取成本，降低銦資源浪費。
目前，對於上述淨化渣中銦的回收，主要採用的是硫酸或鹽酸浸出，再經過萃取-反萃取回收銦，但這樣處理，銦的回收率僅僅只能達到80-90％，而且在此過程中，也必然會導致淨化渣中大量存在的As、Sb、Bi等也進入萃取溶液中，使得對於銦的處理過程中，不斷的產生新的銦淨化渣。鑑於此，又有研究者採用氫氧化鈉溶液洗脫砷後，再進行酸浸取、萃取、反萃取銦；但當在該工藝中，採用質量濃度為5％的氫氧化鈉溶液洗脫處理銦淨化渣，也僅僅只有50％的砷被洗脫掉，導致銦淨化渣中的砷含量依然在3-5％左右；當採用質量濃度為10％的氫氧化鈉溶液洗滌淨化渣時，能夠使得砷洗脫80-90％，但是對於Sb、Bi等其它雜質基本不能被洗掉，在進行酸浸出處理時，再次被浸出；而且在鹼洗滌處理後，再採用酸浸出，又會導致酸的用量增加，造成處理成本較高。
除此之外，還有研究者採用高壓氧浸出工藝，對銦淨化渣中的銦進行浸出回收，雖然，該法能夠使得銦的浸出率較高，但依然難以擺脫As、Sb、Bi等雜質的浸出，而且該法導致投入成本較大，生產企業利潤較差。
為此，現有技術中，對於浸出、萃取、反萃取、淨化、置換步驟進行銦提取淨化過程中產生的淨化廢渣，尤其是採用鹽酸或者鹽酸弱鹼鹽作為反萃取液，再採用鐵粉和硫化鈉混合置換銦產生的淨化廢渣，其處理方式為：將銦淨化渣與鋅渣混合返迴轉窯焙燒回收，該法雖然能夠實現大量的雜質金屬元素的分離，但是其能耗高、汙染大、回收率較差；而且對於採用鹽酸處理過程中，含有大量的氯元素，使得其在迴轉窯處理揮發的過程中，進入氣體成分中，造成後續處理難度較大。
基於此，本研究者針對採用鹽酸或者鹽酸弱鹼鹽作為反萃取液，再採用鐵粉和硫化鈉混合置換銦產生的淨化廢渣中的銦的回收，提供一種新思路。
技術實現要素：
為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供一種從銦淨化渣中回收粗銦方法。
具體是通過以下技術方案得以實現的：
一種從銦淨化渣中回收粗銦方法，將銦淨化渣採用硫酸調製成漿液後，注入到隔膜電解槽陽極室中，採用石墨作為陽極，鈦板或石墨板作為陰極，通入80-120A/m2的直流電，電解槽電壓為1.2-1.8V，溫度為40-50℃下電解8-12h，取出陰極板，得到粗銦；過濾電解液，濾液返回與硫酸混合調製銦淨化渣成漿液，濾渣為電解渣。
所述的銦淨化渣為採用鹽酸或者鹽酸弱鹼鹽作為反萃取液，再採用鐵粉和硫化鈉混合置換銦產生的淨化廢渣。
所述的銦淨化渣成分含量為：In2％～5％、Cd0.5％～5％、As3％～10％、Bi0.5％～2％、Sn0.2％～0.5％、Cl5％～10％。
所述的硫酸，其濃度為100-150g/L。
所述的漿液，液固比為7-10。
所述的調製成漿液，調製時溫度為60-70℃。
所述的濾液返回與硫酸混合，混合後的硫酸濃度為100-150g/L。
現有技術中，大多數的技術是針對高含量銦原料物質中如何提取銦的處理，如專利號為201310038246.3的文獻，其主要報導的是對銦純度進行提純處理；再如專利申請號為201510896090.1文獻報導的是採用還原法從ITO廢靶材中回收銦，而對於從採用鹽酸或者鹽酸弱鹼鹽作為反萃取液，再採用鐵粉和硫化鈉混合置換銦產生的淨化廢渣中，採用隔膜電解-浸出同步進行處理回收銦的研究還未見報導。
本發明創造通過隔膜電解槽中電解-浸出同時進行，使得在陽極室內加強銦淨化渣中銦的浸出；而且結合在電解過程中，陽極板上析出的氧氣對銦淨化渣中In2S3氧化，使得銦得到大幅度的浸出，提高了銦的浸出率；而且在電解處理過程中，採用低電流密度以及低電壓的控制，使得Co2+、Sn2+、Pb2+、Fe3+、Cu2+等不會在陰極上析出，尤其是Cd2+、Zn2+等由於電壓不夠，也不能被電解出來，從而實現銦的大量電解析出；而且處理過程中，溫度控制在40-50℃，使得能耗較低的同時，能夠大幅度的將銦浸出，阻礙了其他雜質元素的析出，提高了陰極板上析出的銦的品質，提高了銦的回收率，降低了銦資源的浪費，也避免了氯元素的帶入。
具體實施方式
下面結合具體的實施方式來對本發明的技術方案做進一步的限定，但要求保護的範圍不僅局限於所作的描述。
以下試驗操作過程中，以以下成分含量的銦淨化渣為原料進行處理：In 3.85％、Fe 6.98％、Cd 2.61％、As 8.13％％、Bi 1.47％、Sn 0.36％、Cl 6.37％，H2O 52.21％。
對照1直接硫酸浸出處理：
浸出液為硫酸溶液，H2SO4 150g/L，液固比L/S＝5，溫度T＝85℃，攪拌浸出時間為3h，過濾。
檢測：浸出液中In 6.13g/L、Fe12.4g/L、As10.57g/L、Bi2.48g/L、Cl 10.34g/L；浸出渣含In1.76％，渣率35.7％，銦浸出率83.68％。
對照2直接硫酸浸出處理：
浸出液為硫酸溶液，液固比L/S＝7.5，H2SO4 200g/L，溫度T＝90℃，攪拌浸出時間為4h，過濾。
檢測：浸出渣含In1.45％，渣率37.1％，銦浸出率86.02％。
對照3氫氧化鈉溶液洗滌後，硫酸浸出：
洗滌條件為：液固比L/S＝5，NaOH 50g/L，溫度T＝80℃，攪拌洗滌時間為1h，過濾。洗滌液含As 9.43g/L、In 0.021g/L、Cl 8.35g/L。
浸出條件為：液固比L/S＝5，H2SO4 150g/L，溫度T＝85℃，攪拌浸出時間為3h，過濾。
檢測：浸出液：In 6.57g/L、Fe10.27g/L、As3.86g/L、Bi2.13g/L、Cl 2.11g/L；浸出渣含In1.44％，渣率31.52％；銦浸出率88.21％。
對照4氫氧化鈉溶液洗滌後，硫酸浸出：
洗滌條件：液固比L/S＝5、NaOH 75g/L、溫度T＝85℃進行洗滌，攪拌洗滌時間為1.5h，過濾。洗滌液含As11.51g/L、In 0.024g/L、Cl 10.16g/L。
浸出條件為：液固比L/S＝7.5，H2SO4 200g/L，溫度T＝85℃，攪拌浸出時間為4h，過濾。浸出渣：In0.96％，渣率33.12％；銦浸出率91.75％。
實施例1礦漿隔膜浸出電解處理：
將銦淨化渣用100g/L的H2SO4溶液按液固比L/S＝8調漿，在溫度為60℃下攪拌1h。
將上述漿液注入到隔膜電解槽陽極室中並進行攪拌，以石墨作為陰陽極板，電流密度80A/m2、槽電壓1.3V，電解溫度40℃，浸出電解時間12h。
將陽極室電解後的漿液放出、過濾，得到電解浸出渣和電解廢液。
電解浸出渣含In 0.637％，渣率48.31％，In浸出率為92.0％。
電解廢液含In 0.529g/L、Fe4.82g/L、As2.15g/L、H2SO4 93.6g/L。
實施例2礦漿隔膜浸出電解處理：
將銦淨化渣用實例1之電解廢液按液固比L/S＝10調漿，補加H2SO4至150g/L，在溫度為65℃下攪拌1h。
將上述漿液注入到隔膜電解槽陽極室中並進行攪拌，以石墨作為陽極板，鈦板作為陰極板，流密度120A/m2、槽電壓1.7V，電解溫度45℃，浸出電解時間10h。
將陽極室電解後的漿液放出、過濾，得到電解浸出渣和電解廢液。
電解浸出渣含In 0.283％，渣率53.47％，In浸出率為96.07％。
電解廢液含In 0.632g/L、Fe5.47g/L、As2.57g/L、H2SO4 145.8g/L。
實施例3
將銦淨化渣用實例2之電解廢液按液固比L/S＝10調漿，在溫度為70℃下攪拌1h。
將上述漿液注入到隔膜電解槽陽極室中並進行攪拌，以石墨作為陽極板，鈦板作為陰極，流密度100A/m2、槽電壓1.5V，電解溫度45℃，浸出電解時間12h。
將陽極室電解後的漿液放出、過濾，得到電解浸出渣含In 0.194％，渣率54.94％，In浸出率為97.23％。
陰極得到粗銦片，銦的純度為92.63％，銦電解析出率為76.94％。
本發明創造的銦淨化渣中回收銦，通過隔膜電解處理後，銦的純度達到90％以上，銦的析出回收率較高，處理成本較低，能耗較低。