CN102978411B - 一种粗铟铸型渣的综合回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种粗铟铸型渣的综合回收方法，包括以下步骤：A、粗铟铸型渣硫酸浸出；B、浸出液采用海绵铟净化；C、净化液锌片置换，分离后得到海绵铟；D、压团与铸型：将步骤A的浸出渣洗水、步骤C的海绵铟水洗后压团，然后混合铸型得到含锌粗铟；E、脱锌锡：将含锌粗铟加入熔融的碱中，待熔化后加入硝酸钠，脱去含锌粗铟中的锌锡，得到含铟品位为99wt%以上的粗铟。本发明提供的综合回收方法中，从粗铟铸型渣中提取铟回收率高达98%以上，得到的粗铟品位为99wt%以上，同时能分离出锌镉、使铅锡等有价金属得到富集，有利于后续工序回收；工艺可靠、生产成本低。

Description

一种粗铟铸型渣的综合回收方法

技术领域

本发明涉及一种有色金属冶金领域，特别涉及一种湿法炼锌中粗铟铸型渣的综合回收方法。

背景技术

铟的冶炼工艺一般包括了海绵铟的压团与铸型工序，铸型过程中除得到粗铟外，还会产生一种碱渣即粗铟铸型渣。粗铟铸型渣中一般含铟在20%左右，同时还含有一定量的锌、铅、锡等有价金属，特别是当海绵铟质量较差时，粗铟铸型渣中铟的含量超过50%。部分企业对铸型渣采取堆放处理，既乱费了资源，同时又占用了场地，也成为污染源；有些企业把铸型渣返浸出工序重新浸出，导致生产工艺复杂、生产成本高，且铟回收率低、其它有价金属分散，得不到有效回收。

因此，如何从粗铟铸型渣中综合回收铟、锌、铅等有价金属且高效回收铟，并分离出锌、镉和富集铅、锡等有价金属，同时改善生产环境和降低生产成本是有待进一步探索的难题。

发明内容

本发明解决了目前现有技术中处理粗铟铸型渣的方法中存在的上述缺陷，提供了一种粗铟铸型渣的综合回收方法。

具体地，本发明的技术方案为：

一种粗铟铸型渣的综合回收方法，包括以下步骤：

A、硫酸浸出：将粗铟铸型渣采用硫酸浸出，分离后得到浸出液与浸出渣；

B、海绵铟净化：往步骤A的浸出液中加入海绵铟进行净化，将浸出液中的有价金属离子还原成金属并富集于渣中，分离后得到净化液；

C、锌片置换：将步骤B的净化液用锌片置换，分离后得到置换液和海绵铟；

D、压团与铸型：将步骤A的浸出渣水洗得到洗渣，将步骤C的海绵铟水洗后压团，然后与洗渣混合铸型，得到含锌粗铟；

E、脱锌锡：将步骤D的含锌粗铟加入熔融的碱中，待含锌粗铟熔化后加入硝酸钠，脱去含锌粗铟中的锌锡，得到含铟品位为99wt%以上的粗铟。

作为本发明的进一步改进，步骤A中，所述硫酸的浓度为150～200g/L，且硫酸与粗铟铸型渣的质量液固比为3:1～6:1。

作为本发明的进一步改进，步骤A中，浸出的条件包括：反应温度为60～85℃，浸出时间1～3小时，浸出液中含硫酸为20～80g/L。

作为本发明的进一步改进，步骤B中，所述海绵铟的用量为将浸出液中有价金属离子全部还原成金属的所需的理论用量的0.95～1.05倍。

作为本发明的进一步改进，步骤B中，净化的条件包括：温度为50～85℃，时间为40～120分钟。

作为本发明的进一步改进，步骤C中，锌片的用量为过量，置换的条件包括：温度为50～80℃，反应时间为6～12小时，终点pH值为4～4.5。

作为本发明的进一步改进，步骤C中，还包括将置换液返湿法炼锌系统回收锌与镉的步骤。

作为本发明的进一步改进，步骤A中，浸出渣水洗的条件包括：洗涤水与浸出渣的质量液固比为3:1～8:1，洗涤温度为50～70℃，洗涤时间为20～60分钟；步骤D中，海绵铟水洗的条件包括：洗涤水与海绵铟的质量液固比为5:1～10:1，洗涤时间为15～45分钟。 

作为本发明的进一步改进，步骤D中，水洗后的海绵铟压团的压力为40～80吨，铸型的熔化温度为300～450℃，熔融时间为45～90分钟，含锌粗铟中的锌含量为3~7wt%。

作为本发明的进一步改进，步骤E中，硝酸钠的用量为含锌粗铟质量的5～10%；脱锌锡的条件包括：温度为420～500℃，时间为30～60分钟。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的粗铟铸型渣的综合回收方法，从粗铟铸型渣中提取铟的回收率高达98%以上，得到的粗铟品位为99wt%以上；且得到的置换液中氯含量低于0.05g/L，可直接进入湿法炼锌系统回收锌镉；同时铅、锡等有价金属得到富集，有利于后续工序回收。综上，本发明提供的综合回收方法，具有工艺可靠、生产成本低、铟回收率高及综合回收其它各种有价金属的优点，适宜从粗铟铸型渣中综合回收铟、锌、铅等有价金属。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种粗铟铸型渣的综合回收方法，如图1所示，包括以下步骤：

A、硫酸浸出：将粗铟铸型渣采用硫酸浸出，分离后得到浸出液与浸出渣；

B、海绵铟净化：往步骤A的浸出液中加入海绵铟进行净化，将浸出液中的有价金属离子还原成金属并富集于渣中，分离后得到净化液；

C、锌片置换：将步骤B的净化液用锌片置换，分离后得到置换液和海绵铟；

D、压团与铸型：将步骤A的浸出渣水洗得到洗渣，将步骤C的海绵铟水洗后压团，然后与洗渣混合铸型，得到含锌粗铟；

E、脱锌锡：将步骤D的含锌粗铟加入熔融的碱中，待含锌粗铟熔化后加入硝酸钠，脱去含锌粗铟中的锌锡，得到含铟品位为99wt%以上的粗铟。

根据本发明的方法，先采用硫酸对粗铟铸型渣进行浸出处理，将粗铟铸型渣中的铟、锌、镉等有价金属浸入溶液中，然后经过液固分离，得到浸出液与浸出渣。浸出渣送浆洗，得到的洗渣送铸型工序；而浸出液则送下一工序——海绵铟净化。

本发明中，浸出时采用的硫酸为本领域技术人员常用的各种硫酸，例如其硫酸的浓度为150～200g/L。优选情况下，浸出时，硫酸与粗铟铸型渣的质量液固比为3:1～6:1。本发明中，浸出的条件包括：反应温度为60～85℃，浸出时间1～3小时，浸出液中含硫酸为20～80g/L。

浸出渣浆洗的条件包括：洗涤水与浸出渣的质量液固比为3:1～8:1，洗涤温度为50～70℃，洗涤时间为20～60分钟；

海绵铟净化的步骤包括：往步骤A的浸出液中加入海绵铟进行净化，使浸出液中所含铅、锡、铋等各种有价金属离子被还原成金属，并富集于渣中，分离后得到净化液与净化渣。其中，净化渣可返铅系统回收铅、锡等有价金属，而净化液送下一工序——锌片置换。

本步骤B中，所述海绵铟的用量为将浸出液中有价金属离子全部还原成金属的所需的理论用量的0.95～1.05倍。净化的条件包括：温度为50～85℃，时间为40～120分钟。

锌片置换的步骤为：往净化液中加入锌片进行置换，分离后得到置换液和海绵铟。置换液中含有锌与镉，其氯含量低于0.05g/L，因此可直接返湿法炼锌系统回收锌镉，其中锌用于生产电锌，镉用于生产精镉。

本发明中，为保证将净化液中的铟彻底置换，锌片的用量为过量。置换的条件包括：温度为50～80℃，反应时间为6～12小时，终点pH值为4～4.5。

根据本发明的方法，然后对置换后得到的海绵铟进行水洗，脱去海绵铟中的可溶性杂质。优选情况下，海绵铟水洗的条件包括：洗涤水与海绵铟的质量液固比为5:1～10:1，洗涤时间为15～45分钟。 

本发明中，海绵铟水洗后的洗水以及步骤A中浸出渣水洗后的洗水均可返回用于硫酸浸出，一方面可回收洗水中的有价金属铟及洗水中的酸，另一方面也可减少浸出过程中水的消耗，在提高铟回收率的同时，节约了生产成本。

然后将水洗后的海绵铟压团，压团的压力为40～80吨；然后与步骤A中浸出渣水洗后得到的洗渣混合，一起进行铸型；由于置换时锌片过量，因此铸型后得到的粗铟中还含有少量锌，即为含锌粗铟。优选情况下，铸型的熔化温度为300～450℃，熔融时间为45～90分钟。铸型后得到的含锌粗铟中的锌含量为3~7wt%。

然后对含锌粗铟进行脱锌锡处理，具体包括将该含锌粗铟加入熔融的碱中，待含锌粗铟熔化后加入硝酸钠，发生反应脱去含锌粗铟中含有的锌锡，从而得到含铟品位为99wt%以上的粗铟。

本步骤中，所述硝酸铵可直接采用工业硝酸铵。优选情况下，硝酸钠的用量为含锌粗铟质量的5～10%。脱锌锡的条件包括：温度为420～500℃，时间为30～60分钟。

本发明提供的粗铟铸型渣的综合回收方法中，从粗铟铸型渣中提取铟的同时，使置换液中氯含量低于0.05g/L，其可直接返湿法炼锌系统回收锌镉，成功的解决了锌冶炼厂副产品铟的回收过程中，产生的置换后液直接返锌系统生产电锌中氯的问题；而经过本发明的方法回收得到的粗铟的品位超过99wt%，同时铅、锡等有价金属得到富集，更有利于后续工序回收；且有工艺可靠、生产成本低、铟回收率高及综合回收其它各种有价金属的优点，适宜从粗铟铸型渣中综合回收铟、锌、铅等有价金属。

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例中所采用原料均通过商购得到。

实施例1

步骤A：将粗铟铸型渣按质量液固比3∶1加入到150g/L的硫酸中，控制反应温度为60℃，浸出时间1小时，浸出液中含硫酸为20g/L，固液分离得浸出液与浸出渣，浸出液送下一工序；浸出渣进行浆洗，洗涤条件为：洗涤水与浸出渣的质量液固比为3：1，洗涤温度为50℃，洗涤时间为20min，得到洗渣。

步骤B：50℃下往浸出液中加入新鲜海绵铟进行净化，海绵铟的加入量为将浸出液中有价金属全部置换还原所需铟的理论用量的1.0倍，反应时间为40分钟，液固分离得净化液与净化渣，净化渣返铅系统回收铅锡等有价金属，净化液送下一工序。

步骤C：往净化液中加入过量锌片置换，置换过程保持温度为50℃，反应时间6小时，终点pH值为4，得到海绵铟和置换液，海绵铟送下一工序，而置换液返湿法炼锌系统回收锌镉。

步骤D：将步骤C的海绵铟进行水洗，洗涤条件为：洗涤水与海绵铟的质量液固比为5：1，洗涤时间为15min；将水洗后的海绵铟在压力为40吨的条件下压团，并与步骤A的洗渣一起进行铸型，铸型的熔化温度：300℃，熔融时间：45min，得到含锌粗铟，其成份按质量百分比为：In 92.73%、Zn 6.71%、Sn 0.142%。

步骤E：将步骤D的含锌粗铟进行脱锌锡，脱锌锡的温度500℃，将含锌粗铟加入至熔融的片碱中，且工业硝酸钠的加入量为粗铟重量的10%，脱锌锡时间：60分钟。

通过上述步骤，得到粗铟品位为99.53%，其杂质成份按质量百分比为： Sn 0.012%、Bi 0.084%、Pb 0.084%、Cu 0.0032%，铟的回收率是98. 37%。

实施例2

步骤A：将粗铟铸型渣按质量液固比5∶1加入到180g/L的硫酸中，控制反应温度为75℃，浸出时间2小时，浸出液中含硫酸为50g/L；固液分离得浸出液与浸出渣，浸出液送下一工序；浸出渣进行浆洗，洗涤条件为：液固比为6：1，洗涤温度为60℃，洗涤时间为40min，得到洗渣。

步骤B： 60℃下往浸出液中加入新鲜海绵铟进行净化，海绵铟的加入量为将浸出液中有价金属全部置换还原所需铟的理论用量的1.1倍，反应时间为80分钟，液固分离得净化液与净化渣，净化渣返铅系统回收铅锡等有价金属，净化液送下一工序。

步骤C：往净化液中加入过量锌片置换，置换过程控制温度在65℃，反应时间9小时，终点pH值为4.2，得到海绵铟和置换液，海绵铟送下一工序，而置换液返湿法炼锌系统回收锌镉。

步骤D：将步骤C的海绵铟进行水洗，洗涤条件为：洗涤水与海绵铟的质量液固比为8：1，洗涤时间为30min；将水洗后的海绵铟在压力为60t的条件下压团，并与步骤A的洗渣一起进行铸型，铸型的熔化温度：380℃，熔融时间：70min，得到含锌粗铟，其成份按质量百分比为：In 94.16%、Zn 5.18%、Sn 0.108%

步骤E：将步骤D的含锌粗铟进行脱锌锡，脱锌锡的温度480℃，将含锌粗铟加入至熔融的片碱中，且工业硝酸钠的加入量为粗铟重量的8%，脱锌锡时间：45分钟。

通过上述步骤，得到粗铟品位为99.65%，其杂质成份按质量百分比为： Sn 0.0071%、Bi 0.074%、Pb 0.063%、Cu 0.0024%，铟的回收率是98. 95%。

实施例3

步骤A：将粗铟铸型渣按质量液固比6∶1加入到200g/L的硫酸中，控制反应温度为85℃，浸出时间3小时，浸出液中含硫酸为80g/L；固液分离得浸出液与浸出渣，浸出液送下一工序；浸出渣进行浆洗，洗涤条件为：液固比为8：1，洗涤温度为70℃，洗涤时间为60min，得到洗渣。

步骤B： 70℃下往浸出液中加入新鲜海绵铟进行净化，海绵铟的加入量为将浸出液中有价金属全部置换还原所需铟的理论用量的1.2倍，反应时间为120分钟，液固分离得净化液与净化渣，净化渣返铅系统回收铅锡等有价金属，净化液送下一工序。

步骤C：往净化液中加入过量锌片置换，置换过程控制温度在80℃，反应时间12小时，终点pH值为4.5，得到海绵铟和置换液，海绵铟送下一工序，而置换液返湿法炼锌系统回收锌镉。

步骤D：将步骤C的海绵铟进行水洗，洗涤条件为：洗涤水与海绵铟的质量液固比为10：1，洗涤时间为45min；将水洗后的海绵铟在压力为80t的条件下压团，并与步骤A的洗渣一起进行铸型，铸型的熔化温度：450℃，熔融时间：90min，得到含锌粗铟，其成份按质量百分比为：In 95.51%、Zn 4.15%、Sn 0.87%

步骤E：将步骤D的含锌粗铟进行脱锌锡，脱锌锡的温度420℃，将含锌粗铟加入至熔融的片碱中，且工业硝酸钠的加入量为粗铟重量的5%，脱锌锡时间： 30分钟。

通过上述步骤，得到粗铟品位为99.76%，其杂质成份按质量百分比为： Sn 0.0067%、Bi 0.037%、Pb 0.082%、Cu 0.0033%，铟的回收率是99.05%。

Claims (4)

1.一种粗铟铸型渣的综合回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、硫酸浸出：将粗铟铸型渣采用硫酸浸出，分离后得到浸出液与浸出渣，浸出渣浆洗得到洗渣；所述硫酸的浓度为150～200g/L，且硫酸与粗铟铸型渣的质量液固比为3:1～6:1；浸出的条件包括：反应温度为60～85℃，浸出时间1～3小时，浸出液中含硫酸为20～80g/L； 

B、海绵铟净化：往步骤A的浸出液中加入海绵铟进行净化，将浸出液中的有价金属离子还原成金属并富集于渣中，分离后得到净化液；所述海绵铟的用量为将浸出液中有价金属离子全部还原成金属的所需的理论用量的0.95～1.05倍；净化的条件包括：温度为50～85℃，时间为40～120分钟； 

C、锌片置换：将步骤B的净化液用锌片置换，分离后得到置换液和海绵铟；锌片的用量为过量，置换的条件包括：温度为50～80℃，反应时间为6～12小时，终点pH值为4～4.5；还包括将置换液返湿法炼锌系统回收锌与镉的步骤； 

D、压团与铸型：将步骤C的海绵铟水洗后压团，然后与步骤A的洗渣混合进行铸型，得到含锌粗铟；

E、脱锌锡：将步骤D的含锌粗铟加入熔融的碱中，待含锌粗铟熔化后加入硝酸钠，脱去含锌粗铟中的锌锡，得到含铟品位为99wt%以上的粗铟；硝酸钠的用量为含锌粗铟质量的5～10%；

所述步骤D海绵铟水洗后的洗水以及步骤A中浸出渣浆洗后的洗水均返回用于硫酸浸出。

2.根据权利要求1所述的综合回收方法，其特征在于，步骤A中，浸出渣浆洗的条件包括：洗涤水与浸出渣的质量液固比为3:1～8:1，洗涤温度为50～70℃，洗涤时间为20～60分钟；步骤D中，海绵铟水洗的条件包括：洗涤水与海绵铟的质量液固比为5:1～10:1，洗涤时间为15～45分钟。

3.根据权利要求1所述的综合回收方法，其特征在于，步骤D中，水洗后的海绵铟压团的压力为40～80吨，铸型的熔化温度为300～450℃，熔融时间为45～90分钟，含锌粗铟中的锌含量为3~7wt%。

4.根据权利要求1所述的综合回收方法，其特征在于，脱锌锡的条件包括：温度为420～500℃，时间为30～60分钟。