專利名稱：機械活化二段濕法從鋅渣氧粉中浸出回收銦的方法
技術領域：
本發明涉及了一種用機械活化二段濕法從鋅渣氧粉中浸出回收銦的方法。
背景技術：
作為一種稀散金屬，銦在地殼中的含量非常低，無獨立可供開采的礦床，主要伴生于其他金屬礦物中，以副產品形式產出，一直被作為其他礦床的伴生組成進行資源綜合利用。在中國僅與鉛鋅礦床共生銦，廣西儲量占全國的55%，廣西是世界著名的銦都。
銦生產主要分為原生銦和回收銦。中國、韓國、加拿大主要生產原生銦，再生銦主要產自韓國和中國臺灣等地對廢棄ITO靶材等物料的回收。全球銦消耗量在快速增長。 1991年全球銦消耗量僅為133噸，2005年則消耗大約1100噸銦，包括500多噸再生銦。銦的消耗量在15年內增長了 8倍。
由于銦的某些特殊性質，常用于遠紅外光電探測器、光磁器件、磁致電阻器、霍爾器件及太陽能轉換器、微波通訊、光纖通訊中的激光光源和太陽能電池材料等。目前全球大約70%的銦被用于生產ITO靶材，近年來，應用市容液晶顯示器產品，如手提電腦、平板電腦、移動電話和液晶電視機等。
綜合利用貧銦物料，回收銦資源，提高銦回收率，是銦利用的保障；而銦回收效果取決于工藝方法是否合理，是需要解決的問題。
在銦的回收工藝中，富集、萃取、反萃、電解/置換、精煉等工藝已經發展的十分成熟，而浸出工藝卻受精礦的種類、處理工藝、環境等諸多因素的影響，呈現出多種不同的形式，而各種工藝的浸出效果也相差很大。因此，銦的回收率主要取決于浸出工藝方法的選擇，國內外對浸出工藝多采用酸性體系，浸出方法常壓浸出、氧化酸浸、預處理酸浸、分段酸浸以及綜合方法等。
對于鋅渣焙燒中形成的氧粉，在焙燒過程中，由于包裹以及氧氣不足、焙燒不完全，導致鋅渣氧粉中殘余有非氧化態的銦，主要為銦的硫化物。雖然可以添加氧化劑使硫化物氧化達到浸出的目的，但使用氧化劑會使操作難度加大，且增加對設備的腐蝕，同時氧化劑分解產生的殘渣會導致后期處理困難、污染環境等問題。另外因設備、技術條件等因素的不同，導致焙燒處理后形成富銦物料在物相組成上差異很大，即使使用相同原料，有些富銦物料也只能達到50 60%的銦浸出率。鋅渣氧粉中的銦是鋅精礦浸出渣在鼓風爐或回轉窯爐高溫焙燒過程中，收集的揮發組分、粉塵。由于缺乏專門針對鋅渣氧粉的技術，目前鋅渣氧粉的銦回收率只有60 70%左右。
前人研究用鋅渣氧粉做原材料，浸出過程中加入過氧化氫作為氧化劑，對酸浸渣的銦浸出，可提高酸浸渣的銦浸出率，但是氧化浸出必須要在密封的容器中進行，因為在強酸條件下，過氧化氫表現出較強的揮發性，容易分解為水和氧氣。
我們以貧銦物料鋅渣氧粉為原料(銦主要為In2O3,還有部分未焙燒完全的硫化銦和氫氧化銦)，利用銦在PH=3.5左右開始析出In (OH)3沉淀，并與其他金屬離子在水解沉淀過程中開始沉淀時PH不同的化學性質；先進行中性浸出(pH保持在5左右)，除去Zn、Cd及部分Cu、Al等雜質；再將抽濾得到的中浸洛，在酸性條件下(pH保持在I左右)浸出，除去大部分Fe、Ti等雜質，達到提純并富集鋼的目的。
貧銦物料銦的浸出率的提高，有效利用了我國的礦產資源，對稀有金屬和稀散金屬的回收，類似的液固反應等新工藝設計和開發的研究具有十分重大的現實意義，在技術、 學術和工業經濟上具有諸多好處。同時也符合當前國家產業政策。發明內容
本發明的目的提供一種機械活化二段濕法從鋅渣氧粉中浸出回收銦的方法。
具體步驟為(I)將鋅渣氧粉放入水中，混合攪拌，固液質量比為1-1. 5: 6，得混合液。
(2)將硫酸放入步驟(I)所得的混合液中，在水解沉淀過程中，在中性浸出階段， 初始硫酸濃度140-145g/L,反應終點pH為5. 0-5. 4，溫度80_85°C，浸出時間為4小時；在 pH=5-5. 4，鋅渣氧粉中的銦殘留在浸出渣中，在中性浸出渣中銦的含量達到O. 126-0. 137%。
(3)將步驟(2)所得的中性浸出渣經過烘干后，研磨過150目篩進行酸浸，浸出階段PH保持在I. 0-1. 2，銦被浸出進入浸出液中，再通過有機物萃取和鹽酸反萃，最后用鋅粉置換出海綿銦；酸浸渣中殘留的銦返回酸浸步驟進行二次浸出。
上述鋅渣氧粉的酸浸條件為硫酸濃度300_305g/L，浸出時間4小時，高錳酸鉀體積濃度為6-6. 2%，鋅渣氧粉和硫酸的固液質量比為1-1. 2:3，浸出溫度為85±5°C，機械活化時間55-60分鐘，鋅渣氧粉中銦的浸出率為93-94%。
所述硫酸和鹽酸為分析純。
所述有機物為四氧化二磷或乙酸丁酯。
本發明所用貧銦物料鋅渣氧粉為原料，使用二段浸出方法，利用氧化劑和機械活化有效改變銦的浸出狀態，提高了銦的浸出率，縮短了浸出時間。應用該工藝條件，對貧銦物料銦的浸出率提高，有效利用我國礦產資源，對稀有金屬和稀散金屬的回收，類似的液固反應等新工藝設計和開發的研究具有十分重大的現實意義，在技術、學術和工業經濟上具有諸多益處，同時也符合當前國家產業政策。


圖I為本發明實施例工藝路線圖。
具體實施方式
實施例(I)將鋅渣氧粉放入水中，混合攪拌，固液質量比為1:6，得混合液。
( 2)將硫酸放入步驟(I)所得的混合液中，在水解沉淀過程中，在中性浸出階段，初始硫酸濃度140g/L,反應終點pH為5. 0，溫度80°C，浸出時間為4小時；在pH=5. 0，鋅渣氧粉中的銦殘留在浸出渣中，在中性浸出渣中銦的含量達到O. 130%。
(3)將步驟(2)所得的中性浸出渣經過烘干后，研磨過150目篩進行酸浸，浸出階段PH保持在I. 0，銦被浸出進入浸出液中，再通過有機物萃取和鹽酸反萃，最后用鋅粉置換出海綿銦；酸浸渣中殘留的銦返回酸浸步驟進行二次浸出。
上述鋅渣氧粉的酸浸條件為硫酸濃度300g/L，浸出時間4小時，高錳酸鉀體積濃度為6%，鋅渣氧粉和硫酸的固液質量比為1: 3，浸出溫度為85±5°C，機械活化時間60分鐘， 鋅渣氧粉中銦的浸出率為4%。
所述硫酸和鹽酸為分析純。
所述有機物為四氧化二磷。
在氧粉的浸出工藝中，主要發生的化學反應如下In2O3 (s)+3H2S04 (aq) =In2 (SO4) 3 (aq)+3H20 (I)①H2SO4 (aq)+ZnO (s) = ZnSO4 (aq) +H2O(I)②In (s) +1. 5 H2SO4=O. 5 In2 (SO4) 3+l. 5H2 (g)③當加入KMnO4作為氧化劑對鋅渣氧粉進行氧化浸出時發生的反應為5 In2S3 (s) +24KMn04 (aq) +36H2S04 (aq)=24MnS04 (aq) +12K2S04 (aq) +51 (SO4) 3 (aq) +36H20 (I)④同時KMnO4發生分解并釋放出氧氣2KMnO4 (aq) =K2MnO4 (aq) +MnO2 (s) +O2 (g)⑤2K2Mn04 (aq) =2K20 (s) +2Μη02 (s) +O2 (g)⑥分解產生的氧氣也能參與浸出反應，反應過程如下2In2S3 (s) +302 (g) +6H2S04 (aq) =2In2 (SO4) 3 (aq) +6S (s) +6H20 (I)⑦。
氧粉中銦含量很低，通過結晶紫外光度法測定銦的含量結果較為準確；在I. 4 2.6 mol/Ll/2 H2SO4介質中，加入碘化鉀使銦生成碘化銦絡銦離子(Inl4)—，與結晶紫反應生成有色絡合物，易溶于苯或甲苯呈穩定的藍紫色，以此進行光度測定，反應式如下
權利要求
1 一種機械活化二段濕法從鋅渣氧粉中浸出回收銦的方法，其特征在于具體步驟為 (1)將鋅渣氧粉放入水中，混合攪拌，固液質量比為1-1.5:6，得混合液； (2)將硫酸放入步驟(I)所得的混合液中，在水解沉淀過程中，在中性浸出階段，初始硫酸濃度140-145g/L，反應終點pH為5. 0-5. 4，溫度80-85 °C，浸出時間為4小時；在pH=5-5.4，鋅渣氧粉中的銦殘留在浸出渣中，在中性浸出渣中銦的含量達到0.126-0. 137% ； (3)將步驟(2)所得的中性浸出渣經過烘干后，研磨過150目篩進行酸浸，浸出階段pH保持在I. 0-1. 2，銦被浸出進入浸出液中，再通過有機物萃取和鹽酸反萃，最后用鋅粉置換出海綿銦；酸浸渣中殘留的銦返回酸浸步驟進行二次浸出； 上述鋅渣氧粉的酸浸條件為硫酸濃度300-305g/L，浸出時間4小時，高錳酸鉀體積濃度為6-6. 2%，鋅渣氧粉和硫酸的固液質量比為1-1. 2:3，浸出溫度為85±5°C，機械活化時間55-60分鐘，鋅渣氧粉中銦的浸出率為93-94% ； 所述硫酸和鹽酸為分析純； 所述有機物為四氧化二磷或乙酸丁酯。
全文摘要
本發明公開了一種機械活化二段濕法從鋅渣氧粉中浸出回收銦的方法。(1)將鋅渣氧粉放入水中，混合攪拌，固液質量比為1-1.5:6，得混合液。(2)將硫酸混合液中，在水解沉淀過程中，在中性浸出階段，初始硫酸濃度140-145g/L，反應終點pH為5.0-5.4，溫度80-85℃，浸出時間為4小時。(3)將步驟(2)所得的中性浸出渣經過烘干后，研磨過150目篩進行酸浸，浸出階段pH保持在1.0-1.2，銦被浸出進入浸出液中，再通過有機物萃取和鹽酸反萃，最后用鋅粉置換出海綿銦；酸浸渣中殘留的銦返回酸浸步驟進行二次浸出。本發明利用氧化劑和機械活化有效改變銦的浸出狀態，提高了銦的浸出率，縮短了浸出時間；對稀有金屬和稀散金屬的回收具有十分重大的現實意義。
文檔編號C22B7/00GK102978408SQ201210559538
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月21日 優先權日2012年12月21日
發明者陳南春, 諶斯, 張衍, 高軍 申請人:桂林理工大學