專利名稱：一種粗銦鑄型渣的綜合回收方法
技術領域：
本發明涉及一種有色金屬冶金領域，特別涉及一種濕法煉鋅中粗銦鑄型渣的綜合回收方法。
背景技術：
銦的冶煉工藝一般包括了海綿銦的壓團與鑄型工序，鑄型過程中除得到粗銦外， 還會產生一種堿渣即粗銦鑄型渣。粗銦鑄型渣中一般含銦在20%左右，同時還含有一定量的鋅、鉛、錫等有價金屬，特別是當海綿銦質量較差時，粗銦鑄型渣中銦的含量超過50%。部分企業對鑄型渣采取堆放處理，既亂費了資源，同時又占用了場地，也成為污染源；有些企業把鑄型渣返浸出工序重新浸出，導致生產工藝復雜、生產成本高，且銦回收率低、其它有價金屬分散，得不到有效回收。
因此，如何從粗銦鑄型渣中綜合回收銦、鋅、鉛等有價金屬且高效回收銦，并分離出鋅、鎘和富集鉛、錫等有價金屬，同時改善生產環境和降低生產成本是有待進一步探索的難題
發明內容
本發明解決了目前現有技術中處理粗銦鑄型渣的方法中存在的上述缺陷，提供了一種粗銦鑄型渣的綜合回收方法。
具體地，本發明的技術方案為一種粗銦鑄型渣的綜合回收方法，包括以下步驟A、硫酸浸出將粗銦鑄型渣采用硫酸浸出，分離后得到浸出液與浸出渣；B、海綿銦凈化往步驟A的浸出液中加入海綿銦進行凈化，將浸出液中的有價金屬離子還原成金屬并富集于渣中，分離后得到凈化液；C、鋅片置換將步驟B的凈化液用鋅片置換，分離后得到置換液和海綿銦；D、壓團與鑄型將步驟A的浸出渣水洗得到洗渣，將步驟C的海綿銦水洗后壓團，然后與洗渣混合鑄型，得到含鋅粗銦；E、脫鋅錫將步驟D的含鋅粗銦加入熔融的堿中，待含鋅粗銦熔化后加入硝酸鈉，脫去含鋅粗銦中的鋅錫，得到含銦品位為99wt%以上的粗銦。
作為本發明的進一步改進，步驟A中，所述硫酸的濃度為150 200g/L，且硫酸與粗銦鑄型渣的質量液固比為3:1 6:1。
作為本發明的進一步改進，步驟A中，浸出的條件包括反應溫度為60 85°C，浸出時間I 3小時，浸出液中含硫酸為20 80g/L。
作為本發明的進一步改進，步驟B中，所述海綿銦的用量為將浸出液中有價金屬離子全部還原成金屬的所需的理論用量的O. 95 I. 05倍。
作為本發明的進一步改進，步驟B中，凈化的條件包括溫度為50 85°C，時間為40 120分鐘。
作為本發明的進一步改進，步驟C中，鋅片的用量為過量，置換的條件包括溫度為50 80°C，反應時間為6 12小時，終點pH值為4 4. 5。
作為本發明的進一步改進，步驟C中，還包括將置換液返濕法煉鋅系統回收鋅與鎘的步驟。
作為本發明的進一步改進，步驟A中，浸出渣水洗的條件包括洗滌水與浸出渣的質量液固比為3:1 8:1，洗滌溫度為50 70°C，洗滌時間為20 60分鐘；步驟D中，海綿銦水洗的條件包括洗滌水與海綿銦的質量液固比為5:1 10:1，洗滌時間為15 45分鐘。
作為本發明的進一步改進，步驟D中，水洗后的海綿銦壓團的壓力為40 80噸， 鑄型的熔化溫度為300 450°C，熔融時間為45 90分鐘，含鋅粗銦中的鋅含量為3 7wt%。
作為本發明的進一步改進，步驟E中，硝酸鈉的用量為含鋅粗銦質量的5 10% ； 脫鋅錫的條件包括溫度為420 500°C，時間為30 60分鐘。
本發明的有益效果在于本發明提供的粗銦鑄型渣的綜合回收方法，從粗銦鑄型渣中提取銦的回收率高達98% 以上，得到的粗銦品位為99wt%以上；且得到的置換液中氯含量低于O. 05g/L，可直接進入濕法煉鋅系統回收鋅鎘；同時鉛、錫等有價金屬得到富集，有利于后續工序回收。綜上，本發明提供的綜合回收方法，具有工藝可靠、生產成本低、銦回收率高及綜合回收其它各種有價金屬的優點，適宜從粗銦鑄型渣中綜合回收銦、鋅、鉛等有價金屬。


圖I為本發明的工藝流程圖。
具體實施方式
本發明提供了一種粗銦鑄型渣的綜合回收方法，如圖I所示，包括以下步驟A、硫酸浸出將粗銦鑄型渣采用硫酸浸出，分離后得到浸出液與浸出渣；B、海綿銦凈化往步驟A的浸出液中加入海綿銦進行凈化，將浸出液中的有價金屬離子還原成金屬并富集于渣中，分離后得到凈化液；C、鋅片置換將步驟B的凈化液用鋅片置換，分離后得到置換液和海綿銦；D、壓團與鑄型將步驟A的浸出渣水洗得到洗渣，將步驟C的海綿銦水洗后壓團，然后與洗渣混合鑄型，得到含鋅粗銦；E、脫鋅錫將步驟D的含鋅粗銦加入熔融的堿中，待含鋅粗銦熔化后加入硝酸鈉，脫去含鋅粗銦中的鋅錫，得到含銦品位為99wt%以上的粗銦。
根據本發明的方法，先采用硫酸對粗銦鑄型渣進行浸出處理，將粗銦鑄型渣中的銦、鋅、鎘等有價金屬浸入溶液中，然后經過液固分離，得到浸出液與浸出渣。浸出渣送漿洗，得到的洗渣送鑄型工序；而浸出液則送下一工序——海綿銦凈化。
本發明中，浸出時采用的硫酸為本領域技術人員常用的各種硫酸，例如其硫酸的濃度為150 200g/L。優選情況下，浸出時，硫酸與粗銦鑄型渣的質量液固比為3:1 6:1。 本發明中，浸出的條件包括反應溫度為60 85°C，浸出時間I 3小時，浸出液中含硫酸為 20 80g/L。
浸出渣漿洗的條件包括洗滌水與浸出渣的質量液固比為3:1 8:1，洗滌溫度為 50 70°C，洗滌時間為20 60分鐘；海綿銦凈化的步驟包括往步驟A的浸出液中加入海綿銦進行凈化，使浸出液中所含鉛、錫、鉍等各種有價金屬離子被還原成金屬，并富集于渣中，分離后得到凈化液與凈化渣。 其中，凈化渣可返鉛系統回收鉛、錫等有價金屬，而凈化液送下一工序——鋅片置換。
本步驟B中，所述海綿銦的用量為將浸出液中有價金屬離子全部還原成金屬的所需的理論用量的O. 95 I. 05倍。凈化的條件包括溫度為50 85°C，時間為40 120分鐘。
鋅片置換的步驟為往凈化液中加入鋅片進行置換，分離后得到置換液和海綿銦。 置換液中含有鋅與鎘，其氯含量低于O. 05g/L，因此可直接返濕法煉鋅系統回收鋅鎘，其中鋅用于生產電鋅，鎘用于生產精鎘。
本發明中，為保證將凈化液中的銦徹底置換，鋅片的用量為過量。置換的條件包括溫度為50 80°C，反應時間為6 12小時，終點pH值為4 4. 5。
根據本發明的方法，然后對置換后得到的海綿銦進行水洗，脫去海綿銦中的可溶性雜質。優選情況下，海綿銦水洗的條件包括洗滌水與海綿銦的質量液固比為5:1 10:1，洗滌時間為15 45分鐘。
本發明中，海綿銦水洗后的洗水以及步驟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價金屬銦及洗水中的酸，另一方面也可減少浸出過程中水的消耗，在提高銦回收率的同時，節約了生產成本。
然后將水洗后的海綿銦壓團，壓團的壓力為40 80噸；然后與步驟A中浸出渣水洗后得到的洗渣混合，一起進行鑄型；由于置換時鋅片過量，因此鑄型后得到的粗銦中還含有少量鋅，即為含鋅粗銦。優選情況下，鑄型的熔化溫度為300 450°C，熔融時間為45 90分鐘。鑄型后得到的含鋅粗銦中的鋅含量為3 7wt%。
然后對含鋅粗銦進行脫鋅錫處理，具體包括將該含鋅粗銦加入熔融的堿中，待含鋅粗銦熔化后加入硝酸鈉，發生反應脫去含鋅粗銦中含有的鋅錫，從而得到含銦品位為 99wt%以上的粗銦。
本步驟中，所述硝酸銨可直接采用工業硝酸銨。優選情況下，硝酸鈉的用量為含鋅粗銦質量的5 10%。脫鋅錫的條件包括溫度為420 500°C，時間為30 60分鐘。
本發明提供的粗銦鑄型渣的綜合回收方法中，從粗銦鑄型渣中提取銦的同時，使置換液中氯含量低于O. 05g/L，其可直接返濕法煉鋅系統回收鋅鎘，成功的解決了鋅冶煉廠副產品銦的回收過程中，產生的置換后液直接返鋅系統生產電鋅中氯的問題；而經過本發明的方法回收得到的粗銦的品位超過99wt%，同時鉛、錫等有價金屬得到富集，更有利于后續工序回收；且有工藝可靠、生產成本低、銦回收率高及綜合回收其它各種有價金屬的優點，適宜從粗銦鑄型渣中綜合回收銦、鋅、鉛等有價金屬。
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，并不用于限定本發明。實施例中所采用原料均通過商購得到。
實施例I步驟A :將粗銦鑄型渣按質量液固比3 I加入到150g/L的硫酸中，控制反應溫度為 60°C，浸出時間I小時，浸出液中含硫酸為20g/L，固液分離得浸出液與浸出渣，浸出液送下一工序；浸出渣進行漿洗，洗滌條件為洗滌水與浸出渣的質量液固比為3 :1，洗滌溫度為 50°C，洗滌時間為20min，得到洗渣。
步驟B :50°C下往浸出液中加入新鮮海綿銦進行凈化，海綿銦的加入量為將浸出液中有價金屬全部置換還原所需銦的理論用量的I. O倍，反應時間為40分鐘，液固分離得凈化液與凈化渣，凈化渣返鉛系統回收鉛錫等有價金屬，凈化液送下一工序。
步驟C :往凈化液中加入過量鋅片置換，置換過程保持溫度為50°C，反應時間6小時，終點PH值為4，得到海綿銦和置換液，海綿銦送下一工序，而置換液返濕法煉鋅系統回收鋅鎘。
步驟D :將步驟C的海綿銦進行水洗，洗滌條件為洗滌水與海綿銦的質量液固比為5 :1，洗滌時間為15min ;將水洗后的海綿銦在壓力為40噸的條件下壓團，并與步驟A的洗渣一起進行鑄型，鑄型的熔化溫度300°C，熔融時間45min，得到含鋅粗銦，其成份按質量百分比為In 92. 73%、Zn 6. 71%、Sn O. 142%。
步驟E :將步驟D的含鋅粗銦進行脫鋅錫，脫鋅錫的溫度500°C，將含鋅粗銦加入至熔融的片堿中，且工業硝酸鈉的加入量為粗銦重量的10%，脫鋅錫時間60分鐘。
通過上述步驟，得到粗銦品位為99. 53%，其雜質成份按質量百分比為SnO.012%、Bi O. 084%、Pb O. 084%、Cu O. 0032%,銦的回收率是 98. 37%。
實施例2步驟A :將粗銦鑄型渣按質量液固比5 I加入到180g/L的硫酸中，控制反應溫度為75 °C，浸出時間2小時，浸出液中含硫酸為50g/L ;固液分離得浸出液與浸出渣，浸出液送下一工序；浸出渣進行漿洗，洗滌條件為液固比為6 :1，洗滌溫度為60°C，洗滌時間為 40min,得到洗洛。
步驟B : 60°C下往浸出液中加入新鮮海綿銦進行凈化，海綿銦的加入量為將浸出液中有價金屬全部置換還原所需銦的理論用量的I. I倍，反應時間為80分鐘，液固分離得凈化液與凈化渣，凈化渣返鉛系統回收鉛錫等有價金屬，凈化液送下一工序。
步驟C :往凈化液中加入過量鋅片置換，置換過程控制溫度在65°C，反應時間9小時，終點PH值為4. 2，得到海綿銦和置換液，海綿銦送下一工序，而置換液返濕法煉鋅系統回收鋅鎘。
步驟D :將步驟C的海綿銦進行水洗，洗滌條件為洗滌水與海綿銦的質量液固比為8 :1，洗滌時間為30min ;將水洗后的海綿銦在壓力為60t的條件下壓團，并與步驟A的洗渣一起進行鑄型，鑄型的熔化溫度380°C，熔融時間70min，得到含鋅粗銦，其成份按質量百分比為In 94. 16%、Zn 5. 18%、Sn O. 108%步驟E :將步驟D的含鋅粗銦進行脫鋅錫，脫鋅錫的溫度480°C，將含鋅粗銦加入至熔融的片堿中，且工業硝酸鈉的加入量為粗銦重量的8%，脫鋅錫時間45分鐘。
通過上述步驟，得到粗銦品位為99. 65%，其雜質成份按質量百分比為SnO. 0071%、Bi O. 074%、Pb O. 063%、Cu O. 0024%,銦的回收率是 98. 95%。
實施例3步驟A :將粗銦鑄型渣按質量液固比6 I加入到200g/L的硫酸中，控制反應溫度為85°C，浸出時間3小時，浸出液中含硫酸為80g/L ;固液分離得浸出液與浸出渣，浸出液送下一工序；浸出渣進行漿洗，洗滌條件為液固比為8 :1，洗滌溫度為70°C，洗滌時間為 60min,得到洗洛。
步驟B : 70°C下往浸出液中加入新鮮海綿銦進行凈化，海綿銦的加入量為將浸出液中有價金屬全部置換還原所需銦的理論用量的I. 2倍，反應時間為120分鐘，液固分離得凈化液與凈化渣，凈化渣返鉛系統回收鉛錫等有價金屬，凈化液送下一工序。
步驟C :往凈化液中加入過量鋅片置換，置換過程控制溫度在80°C，反應時間12小時，終點PH值為4. 5，得到海綿銦和置換液，海綿銦送下一工序，而置換液返濕法煉鋅系統回收鋅鎘。
步驟D :將步驟C的海綿銦進行水洗，洗滌條件為洗滌水與海綿銦的質量液固比為10 :1，洗滌時間為45min ;將水洗后的海綿銦在壓力為80t的條件下壓團，并與步驟A的洗渣一起進行鑄型，鑄型的熔化溫度450°C，熔融時間90min，得到含鋅粗銦，其成份按質量百分比為In 95. 51%、Zn 4. 15%、Sn O. 87%步驟E :將步驟D的含鋅粗銦進行脫鋅錫，脫鋅錫的溫度420°C，將含鋅粗銦加入至熔融的片堿中，且工業硝酸鈉的加入量為粗銦重量的5%，脫鋅錫時間30分鐘。
通過上述步驟，得到粗銦品位為99. 76%，其雜質成份按質量百分比為Sn O. 0067%、Bi O. 037%、Pb O. 082%、Cu O. 0033%,銦的回收率是 99. 05%。
權利要求
1.一種粗銦鑄型渣的綜合回收方法，其特征在于，包括以下步驟 A、硫酸浸出將粗銦鑄型渣采用硫酸浸出，分離后得到浸出液與浸出渣，浸出渣漿洗得到洗渣； B、海綿銦凈化往步驟A的浸出液中加入海綿銦進行凈化，將浸出液中的有價金屬離子還原成金屬并富集于渣中，分離后得到凈化液； C、鋅片置換將步驟B的凈化液用鋅片置換，分離后得到置換液和海綿銦； D、壓團與鑄型將步驟C的海綿銦水洗后壓團，然后與步驟A的洗渣混合進行鑄型，得到含鋅粗銦； E、脫鋅錫將步驟D的含鋅粗銦加入熔融的堿中，待含鋅粗銦熔化后加入硝酸鈉，脫去含鋅粗銦中的鋅錫，得到含銦品位為99wt%以上的粗銦。
2.根據權利要求I所述的綜合回收方法，其特征在于，步驟A中，所述硫酸的濃度為150 200g/L，且硫酸與粗銦鑄型渣的質量液固比為3:1 6:1。
3.根據權利要求I或2所述的綜合回收方法，其特征在于，步驟A中，浸出的條件包括反應溫度為60 85°C，浸出時間I 3小時，浸出液中含硫酸為20 80g/L。
4.根據權利要求I所述的綜合回收方法，其特征在于，步驟B中，所述海綿銦的用量為將浸出液中有價金屬離子全部還原成金屬的所需的理論用量的0. 95 I. 05倍。
5.根據權利要求I或4所述的綜合回收方法，其特征在于，步驟B中，凈化的條件包括溫度為50 85°C，時間為40 120分鐘。
6.根據權利要求I所述的綜合回收方法，其特征在于，步驟C中，鋅片的用量為過量，置換的條件包括溫度為50 80°C，反應時間為6 12小時，終點pH值為4 4. 5。
7.根據權利要求I或6所述的綜合回收方法，其特征在于，步驟C中，還包括將置換液返濕法煉鋅系統回收鋅與鎘的步驟。
8.根據權利要求I所述的綜合回收方法，其特征在于，步驟A中，浸出渣漿洗的條件包括洗滌水與浸出渣的質量液固比為3:1 8:1，洗滌溫度為50 70°C，洗滌時間為20 60分鐘；步驟D中，海綿銦水洗的條件包括洗滌水與海綿銦的質量液固比為5:1 10:1，洗漆時間為15 45分鐘。
9.根據權利要求I所述的綜合回收方法，其特征在于，步驟D中，水洗后的海綿銦壓團的壓力為40 80噸，鑄型的熔化溫度為300 450°C，熔融時間為45 90分鐘，含鋅粗銦中的鋅含量為3 7wt%。
10.根據權利要求I所述的綜合回收方法，其特征在于，步驟E中，硝酸鈉的用量為含鋅粗銦質量的5 10% ;脫鋅錫的條件包括溫度為420 500°C，時間為30 60分鐘。
全文摘要
本發明提供一種粗銦鑄型渣的綜合回收方法，包括以下步驟A.粗銦鑄型渣硫酸浸出；B.浸出液采用海綿銦凈化；C.凈化液鋅片置換，分離后得到海綿銦；D.壓團與鑄型將步驟A的浸出渣洗水、步驟C的海綿銦水洗后壓團，然后混合鑄型得到含鋅粗銦；E.脫鋅錫將含鋅粗銦加入熔融的堿中，待熔化后加入硝酸鈉，脫去含鋅粗銦中的鋅錫，得到含銦品位為99wt%以上的粗銦。本發明提供的綜合回收方法中，從粗銦鑄型渣中提取銦回收率高達98%以上，得到的粗銦品位為99wt%以上，同時能分離出鋅鎘、使鉛錫等有價金屬得到富集，有利于后續工序回收；工藝可靠、生產成本低。
文檔編號C22B19/00GK102978411SQ20121058880
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
發明者廖貽鵬, 劉一寧, 林文軍, 戴慧敏, 潘向陽, 劉敏 申請人:株洲冶煉集團股份有限公司