專利名稱：從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銦冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是涉及一種從鋅濕法冶煉廢渣 產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝方法。
背景技術(shù)：
鋅濕法冶煉廢渣是一種成分復(fù)雜、含有價(jià)元素較多，屬于難處理和綜 合利用的廢渣。國(guó)內(nèi)綜合回收的方法有絮凝劑浮選法、通過(guò)收集氧化物煙塵和 采用濕法浸出回收鎵、鍺、銦等的揮發(fā)法；國(guó)外多采用的是熱酸浸出，萃取法 回收等。
浮選法是基于礦物顆粒自身表面具有疏水性或經(jīng)浮選藥劑作用產(chǎn)生或增強(qiáng) 疏水性的機(jī)理實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離。
揮發(fā)法國(guó)瑪格海拉港是世界上第一個(gè)實(shí)現(xiàn)從鋅濕法冶煉廢渣提取鎵、銦、 鍺的工廠，它是將鋅濕法冶煉廢渣在125(TC回轉(zhuǎn)窯中煙化，然后再堿洗脫氟氯， 中浸脫鋅后酸浸，用單寧沉鍺，后液經(jīng)中和、酸溶、氨水中和，可得到富銦的 沉淀物。
萃取法國(guó)內(nèi)采用P204作為銦的主要萃取劑，從低酸浸出液中采用萃取法 萃取。與國(guó)內(nèi)的萃取劑不同，國(guó)外用于銦萃取的萃取劑有DS5834、 C-2HPP、 Cyanex301、 P507、 P5708、 D2EHMTPA、 Cyanex923、 Cyanex272等，這些萃取 劑較P204性能有較大的提高，但這類萃取劑在國(guó)內(nèi)尚未得到工業(yè)化的應(yīng)用。
浮選法操作比較簡(jiǎn)單，避免了大量化學(xué)試劑的應(yīng)用，對(duì)環(huán)境的危害比較小， 但是在絮凝劑的選擇上比較困難，往往會(huì)影響有效成分的回收率。
揮發(fā)法雖然可對(duì)廢渣中的有效成分進(jìn)行回收和綜合利用，但ZnO原料進(jìn)入浸出流程前需考慮脫除氟、氯。
國(guó)內(nèi)采用P204作為提取銦的主要萃取劑，但是該萃取劑存在萃取乳化、
反萃取劑濃度高、萃取劑損耗量大、萃取率低等缺點(diǎn)，同時(shí)再生能力也不強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，提供一種從鋅濕法 冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝方法。
本發(fā)明一種從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝方法通過(guò)下述
技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明一種從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工 藝方法，包括如下步驟，氧化鋅酸化、分離，氧化鋅酸浸后液除雜，分離，置 換除雜，分離，濃縮，分離，氧化鋅酸化后的二次浸出，分離，除雜后富含銦 液的多級(jí)離心萃取，反萃，置換，熔煉，除雜，電解得金屬銦，其特征在于 所述的氧化鋅酸化過(guò)程中采用硫酸進(jìn)行酸化，其工藝條件為硫酸濃度為120 125g/L，液固比2 3:1， pH4.5，浸出溫度70 80。C，攪拌浸出1.5h;所述的 氧化鋅酸浸后液除雜過(guò)程中采用雙氧水進(jìn)行深度氧化除鐵，其工藝條件為雙氧 水加入量3.6:20(vtG/。)，反應(yīng)溫度80 85"C，反應(yīng)時(shí)間3 4h;所述的氧化鋅酸 化后的二次浸出過(guò)程中采用硫酸進(jìn)行酸化浸出，其工藝條件為硫酸溶液加入量 140 g/L，液固比為2 3:1，浸出溫度100 120°C，攪拌浸出1. 5h;所述的除 雜后富含銦液的多級(jí)離心萃取采用Cyanex923與P204混合作為復(fù)合萃取劑， 有機(jī)相和水相的體積比為1:1，在20 g/L的硫酸介質(zhì)中，萃取劑的濃度為30%， 室溫下振蕩5min后靜置分相；所述的反萃采用3mol/L的HC1禾n 2 mol/L的 ZnCl2混合液作為反萃取劑，反萃取的工藝條件為1.33N鹽酸，相比O/A二20: 1，平衡時(shí)間15 min，溫度為室溫。
本發(fā)明一種從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝方法與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下有益效果本發(fā)明從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的 工藝方法所述的銦冶煉生產(chǎn)工藝參數(shù)和設(shè)備適應(yīng)高海拔、低氣壓環(huán)境；Zn0原料 進(jìn)入浸出流程前不需脫除氟、氯；采用的低溫處理工藝，避免了可溶性二氧化 硅的溶解，減輕了二氧化硅乳化現(xiàn)象；采用雙氧水除雜工藝，工藝操作容易控 制，雙氧水與浸山液混勻程度好，除雜徹底；浸出液萃取后，液體經(jīng)濃縮結(jié)晶 生成一水硫酸鋅，工藝簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)；30%P204+7O%Cyanex923高效新型 復(fù)合萃取劑的應(yīng)用可以使銦回收率提高10 15%。


本發(fā)明一種從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝方法有如下附
圖
圖1為本發(fā)明一種從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的方法工藝流 程示意圖2為本發(fā)明一種從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝方法酸 度對(duì)銦浸出率的影響曲線圖3為本發(fā)明一種從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝方法溫 度對(duì)銦浸出率的影響曲線圖4為本發(fā)明一種從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝方法時(shí) 間對(duì)銦浸出率的影響曲線圖5為本發(fā)明一種從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝方法溶 液酸度對(duì)雙氧水除鐵率的影響曲線圖6為本發(fā)明一種從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝方法反 應(yīng)溫度對(duì)雙氧水氧化除鐵效果的影響曲線圖7為本發(fā)明一種從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝方法酸度對(duì)銦二次浸出率的影響曲線圖8為本發(fā)明一種從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝方法溫 度對(duì)銦二次浸出率的影響曲線圖9為本發(fā)明一種從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝方法時(shí) 間對(duì)銦二次浸出率的影響曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明一種從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提 取銦的工藝方法技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
如圖l一圖9所示，本發(fā)明一種從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的 工藝方法，包括如下步驟，氧化鋅酸化、分離，氧化鋅酸浸后液除雜，分離， 置換除雜，分離，濃縮，分離，氧化鋅酸化后的二次浸出，分離，除雜后富含 銦液的多級(jí)離心萃取，反萃，置換，熔煉，除雜，電解得金屬銦，其特征在于 所述的氧化鋅酸化過(guò)程中采用硫酸進(jìn)行酸化，其工藝條件為硫酸濃度為120 125g/L，液固比2 3:1， pH4.5，浸出溫度70 8CTC,攪拌浸出1.5h;所述的 氧化鋅酸浸后液除雜過(guò)程中采用雙氧水進(jìn)行深度氧化除鐵，其工藝條件為雙氧 水加入量3.6:20(vt。/t))，反應(yīng)溫度80 85'C，反應(yīng)時(shí)間3 4h;所述的氧化鋅酸 化后的二次浸出過(guò)程中采用硫酸進(jìn)行酸化浸出，其工藝條件為硫酸溶液加入量 140 g/L，液固比為2 3:1，浸出溫度100 120°C，攪拌浸出1. 5h;所述的除 雜后富含銦液的多級(jí)離心萃取采用Cyanex923與P2(M混合作為復(fù)合萃取劑， 有機(jī)相和水相的體積比為1:1，在20 g/L的硫酸介質(zhì)中，萃取劑的濃度為30%， 室溫下振蕩5min后靜置分相；所述的反萃采用3mol/L的HC1和2 mol/L的 ZnCL混合液作為反萃取劑，反萃取的工藝條件為1.33N鹽酸，相比0/A二20: 1，平衡時(shí)間15 min，溫度為室溫。所述的復(fù)合萃取劑的配比為30% P204 + 70% Cyanex923作為萃取劑。 所述的氧化鋅酸浸壓濾得到的后液化學(xué)成分Zn: 124g/L; Fe: 30 40g/L; 所述的除鐵后液經(jīng)濃縮、結(jié)晶得到硫酸鋅，除鐵后的固相中Fe: 20%; Zn: 9 10%; In: <0.006%;除鐵后液經(jīng)濃縮、干燥得到的硫酸鋅化學(xué)成分Zn: 35%， Fe: <0.02%， Cd<0.0005%;經(jīng)壓濾得到的固相再次酸浸后得到的固相廢渣化 學(xué)成分Zn: 10 12%， Pb: 30 35%， In: 0.02 0.03%; 二次浸出液i夜相化學(xué) 成分Zn:》98g/L， Fe: 30g/L， In: 0.2 0.5g/L ;所述的萃余液Zn: 98 g/L， In: <0. 03 g/L;所述的反萃液In: >40g/L。
實(shí)施例1。
提銦物料(鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅)主要化學(xué)成分Zn:》35%; In: 0. 05%。
氧化鋅酸浸過(guò)程
酸浸過(guò)程中采用硫酸，主要反應(yīng)如下 ZnO + H2S04 = ZnS04 + H20 ln203 + 3H2S04 = In2(S04)3 + 3H20 PbO + H2S04 = PbS04 + H20
同時(shí)氧化鋅物料中的Cu、 Fe等雜質(zhì)也部分與硫酸反應(yīng)，形成可溶性的硫酸
鹽進(jìn)入溶液，由于鐵為三價(jià)離子，所以萃取時(shí)對(duì)銦的影響很大，而其它的離子 則不被萃取。
酸度、溫度、浸酸時(shí)間等對(duì)浸出率有很大的影響，隨著酸度的增加，各種 成分的浸出率增大。
通過(guò)對(duì)圖2、 3、 4的分析，并結(jié)合高海拔、氣壓低的特點(diǎn)以及鋅濕法冶煉 廢渣產(chǎn)生的氧化鋅性質(zhì)，確定提銦酸浸工藝操作條件為硫酸濃度120 125 g/L，液固比2 3:1， PH4. 5，浸出溫度70 80。C，攪拌浸出1. 5h。
氧化鋅酸浸壓濾得到的后液主要化學(xué)成分Zm 125g/L; Fe: 30 40 g/L。 氧化鋅酸浸后液除雜工藝
除雜過(guò)程中使用雙氧水進(jìn)行深度氧化除鐵。控制溫度80 85'C，反應(yīng)時(shí)間 3h。溶液酸度對(duì)雙氧水除鐵率的影響如圖5所示。因此pH值控制在3 4之間。 反應(yīng)溫度對(duì)雙氧水氧化除鐵率的影響如圖6所示。
通過(guò)對(duì)圖5、 6的分析，并結(jié)合高海拔氣候特點(diǎn)以及氧化鋅酸浸后液的性質(zhì)， 除雜工藝操作條件為雙氧水加入量為3.6:20 ("%)，反應(yīng)溫度80 85°C，反 應(yīng)時(shí)間3 4 h， pH 3 4。除鐵后(除鐵率較高，可達(dá)80%以上)液經(jīng)濃縮、
結(jié)晶得到硫酸鋅。
除鐵后的固相中，F(xiàn)e: 20%; Zn: 9 10%; ln:<0. 006%。
除鐵后液經(jīng)濃縮、干燥得到的硫酸鋅化學(xué)成分
Zn: 35%， Fe:<0.02%， Cd:<0. 0005%。 氧化鋅酸浸后的固相(一浸渣)二次浸出工藝
氧化鋅酸浸后，經(jīng)壓濾得到的固相(一浸渣)主要化學(xué)成分Zn: 20%， In:O. 06 0. 07%。
二次浸出過(guò)程中酸度、溫度、浸酸時(shí)間等對(duì)In的浸出率有很大的影響。 從圖7中可以得知，最佳的浸出酸度是氫離子的濃度為2.5 mol/L。 從圖8中得出，最佳的浸出溫度應(yīng)該控制在90 100 °C。 從圖9中得出，最佳的浸出時(shí)間是90 100 min。
通過(guò)對(duì)圖7、 8、 9的分析，結(jié)合高海拔氣候特點(diǎn)以及氧化鋅酸浸后同相(一 浸渣)的特點(diǎn)，二次浸出工藝操作條件為140g/L的硫酸溶液，液固比2 3:1， 浸出溫度100 120°C，攪拌浸出1.5h。經(jīng)壓濾得到的固相(一浸渣)再次酸浸后得到的廢渣(固相)主要化學(xué)成分: Zn: 10 12%， Pb: 30 35%， In: 0. 02 0. 03%。 二次浸出液(液相)主耍化學(xué)成 分Zn:》98 g/L， Fe: 30 g/L， In: 0.2 0.5 g/L。
除雜后液(富含銦的液體)的萃取
Cyanex923與P204混合作為復(fù)合萃取劑，其中Cyanex923是一種Lewis 堿，可以和作為L(zhǎng)ewis酸的P204發(fā)生相互締合作用，來(lái)抑制P204對(duì)鐵的萃 取，使銦的反萃更加容易。采用復(fù)合萃取劑，F(xiàn)e"對(duì)復(fù)合萃取劑的干擾作用相對(duì) 減弱，起到了屏蔽作用，大大的降低了對(duì)Fe3+的萃取率。
30% P204 + 70% Cyanex923作為萃取劑，有機(jī)相和水相的體積比為1: 1，
在20 g/L的硫酸介質(zhì)中，萃取劑的濃度30%，室溫下振蕩5 min后靜置分相。
萃余液Zn: 98 g/L， In: <0.03 g/L。
反萃
采用3mol/L的HC1和2 mol/L的ZnCl2混合液作為反萃取劑。反萃取的 條件為1.33 N鹽酸，相比0/A二20: 1，平衡時(shí)間15min，溫度為室溫。反 萃液In: 〉40g/L。
權(quán)利要求
1、一種從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝方法，包括如下步驟，氧化鋅酸化、分離，氧化鋅酸浸后液除雜，分離，置換除雜，分離，濃縮，分離，氧化鋅酸化后的二次浸出，分離，除雜后富含銦液的多級(jí)離心萃取，反萃，置換，熔煉，除雜，電解得金屬銦，其特征在于所述的氧化鋅酸化過(guò)程中采用硫酸進(jìn)行酸化，其工藝條件為硫酸濃度為120～125g/L，液固比2～3∶1，pH4.5，浸出溫度70～80℃，攪拌浸出1.5h；所述的氧化鋅酸浸后液除雜過(guò)程中采用雙氧水進(jìn)行深度氧化除鐵，其工藝條件為雙氧水加入量3.6∶20vt％，反應(yīng)溫度80～85℃，反應(yīng)時(shí)間3～4h；所述的氧化鋅酸化后的二次浸出過(guò)程中采用硫酸進(jìn)行酸化浸出，其工藝條件為硫酸溶液加入量140g/L，液固比為2～3∶1，浸出溫度100～120℃，攪拌浸出1.5h；所述的除雜后富含銦液的多級(jí)離心萃取采用Cyanex923與P204混合作為復(fù)合萃取劑，有機(jī)相和水相的體積比為1∶1，在20g/L的硫酸介質(zhì)中，萃取劑的濃度為30％，室溫下振蕩5min后靜置分相；所述的反萃采用3mol/L的HCl和2mol/L的ZnCl2混合液作為反萃取劑，反萃取的工藝條件為1.33N鹽酸，相比O/A＝20∶1，平衡時(shí)間15min，溫度為室溫。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝 方法，其特征在于所述的復(fù)合萃取劑的配比為30% P204 + 70% Cyanex923作為萃取劑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝方法，其特征在于所述的氧化鋅酸浸壓濾得到的后液化學(xué)成分Zn: 124g/L;Fe: 30 40g/L;所述的除鐵后液經(jīng)濃縮、結(jié)晶得到硫酸鋅，除鐵后的固相中Fe: 20%; Zn: 9 10%; In: <0.006%;雙氧水除鐵后液經(jīng)濃縮、干燥得到的硫酸鋅 化學(xué)成分Zn: 35%， Fe: <0.02%， Cd<0.0005%;經(jīng)壓濾得到的固相再次酸浸后得到的固相廢渣化學(xué)成分Zm 10 12%， Pb: 30 35%， In: 0.02 0. 03%; 二次浸出液液相化學(xué)成分Zn:》98g/L， Fe: 30g/L， In: 0.2 0.5g/L ; 所述的萃余液Zn: 98 g/L， In: <0.03 g/L;所述的反萃液In: >40g/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種銦冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是涉及一種從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝方法。本發(fā)明方法所述的氧化鋅酸化過(guò)程中采用硫酸進(jìn)行酸化；所述的氧化鋅酸浸后液除雜過(guò)程中采用雙氧水進(jìn)行深度氧化除鐵；所述的氧化鋅酸化后的二次浸出過(guò)程中采用硫酸進(jìn)行酸化浸出；所述的除雜后富含銦液的多級(jí)離心萃取采用Cyanex923與P204混合作為復(fù)合萃取劑；所述的反萃采用3mol/L的HCl和2mol/L的ZnCl₂混合液作為反萃取劑。本發(fā)明從鋅濕法冶煉廢渣產(chǎn)生的氧化鋅中提取銦的工藝方法所述的銦冶煉生產(chǎn)工藝參數(shù)和設(shè)備適應(yīng)高海拔、低氣壓環(huán)境；工藝簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)；本發(fā)明方法和復(fù)合萃取劑的應(yīng)用可以使銦回收率提高10～15％。
文檔編號(hào)C22B3/08GK101597692SQ200910059918
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者宋裕華 申請(qǐng)人:宋裕華