从含铟加压浸出液中和沉淀钢.pdf

第6 0 卷第1 期 2008 年2 月 有色金属 N 0 1 1 f e I T O U M e J d s V 0 1 ．6 0 ．N o ．1 F e b r u a r y 20 08 从含铟加压浸出液中和沉淀铟 俞小花1 ，谢刚1 ，王吉坤2 ，彭建蓉2 ，李永刚2 ，刘春侠1 1 ．昆明理工大学材料与冶金学院，昆明6 5 0 0 9 3 ； 2 ．云南冶金集团总公司技术中心，昆明6 5 0 0 3 1 摘要研究用焙砂预中和一硫化锌精矿还原一石灰石粉中和沉铟工艺从含铟锌精矿加压浸出液中富集铟的过程。结果表 明。预中和焙砂用量为理论量的1 ．3 倍。还原锌精矿用量为理论量的2 ．2 - - 2 ．3 倍．中和石灰石粉用量为理论量的2 ．0 倍，在试验条 件．溶液中铟的直收率高达9 7 ％以上。沉铟渣中铟的品位高达0 ．1 ％以上。 关键词冶金技术；铟；预中和；还原；中和沉铟 中图分类号T F 8 4 3 ．1 ；T F l l l ．3 4 ；T F S 0 3 ．2 6文献标识码A 文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 8 0 1 0 0 7 1 一0 3 吐儿苎耋七塑0 曼登妻姜，曹萋三喜耋譬塑声三1 实验方法 硫化矿中，特别是闪锌矿内，以副产品形式产出，产 一一⋯一 量很少。铟常用作低熔点合金、焊剂、镶牙合金、电 1 ．1 试验原料 子仪表及电器接点的涂层、红外线检测器、核反应堆试样所用原料为某厂高铟高铁硫化锌精矿氧压 控制棒、飞机挡风玻璃涂层等[ 卜2 I 。铟作为电子材酸浸溶液，矿中的锌、铁、铟等金属大部分富集于硫 料的原料，需求量不断增长，因此从有色金属矿中富酸浸出液中，浸出液的主要成分如表1 所所示。 集和回收铟意义重大。 表1 含铟硫酸浸出液的主要成分 T a b l e1 C o m p o s i t i o no fs u l f u f i ca c i dl i x i v i u mc o n t a i n i n gi n d i u m 成分 I n Z n F e F e 2 H 2 S 0 4 C uP bA s C A 含I R ／ g L 一1 0 ．0 3 ～0 ．0 4 9 0 ～1 0 01 0 ～1 56 ．0 ～1 04 0 ～5 0 0 ．4 ～0 ．50 ．7 ～1 ．00 ．4 ～0 ．5 0 ．3 ～0 墨 溶液中的主体金属是锌、铟、铁，其中铟具有很 高的回收价值。溶液中几种主体金属及酸的含量 g ／L 为I n0 ．0 3 5 ，Z n9 2 ．1 1 ，F e1 3 ．2 9 ，F e z 6 ．1 7 ， H 2 S 0 44 4 ．4 4 。试样酸度较高，F e 3 含量也较高，为 了提高铟的回收率，拟采用“预中和一还原一沉铟” 的技术方案。 锌焙砂 Z n 5 3 ．8 9 ％，F e 可2 ．7 2 ％，S i 0 2 可 1 ．9 4 ，粒度一7 4 t - m 占9 7 ％以上。硫化锌精矿 Z n 3 7 ．8 09 6 ，F e l 5 ．2 8 ％ ，粒度一4 3 t t m 占9 7 ．5 ％以 上。石灰石粉 C a O4 3 ．9 2 ％，M g O1 ．9 1 ％，F e 1 ．4 5 ％，S i 0 2 百r1 ．7 1 ％，S i 0 21 2 ．6 5 ％ ，粒度一4 3 v m 占9 7 ．5 ％以上。 下标“可”表示可溶性 1 ．2 试验步骤 1 ．2 ．1 预中和过程。由于试样原液的酸度过高，若 直接中和沉铟，中和剂的用量过大，会造成铟渣品位 收稿日期2 0 0 6 0 4 1 3 作者简介俞小花 1 9 7 8 一 ，女，青海乐都县人，博士生。主要从事 湿法冶金等方面的研究。 降低，因此在中和沉铟之前先进行预中和过程。此 过程是利用锌焙砂中锌、铁等金属的氧化物与浸出 液中硫酸反应的原理，将浸出液的酸度降低到一定 程度，有利于降低沉铟过程的渣量1 3 】，化学反应如 式 1 所示。 M e O H 2 S 0 4 - - - } M e S 0 4 1 4 2 0 1 取试样原液1 0 0 0 m L ，在温度为7 5 ～8 0 ℃的条 件下，在烧杯中用电动搅拌机搅拌，加入不同量的焙 砂，反应4 5 ～5 0 r a i n 后过滤，产出1 0 0 0 m L 溶液，滤 渣送往锌浸出系统。考察在同样的温度和搅拌时间 下，加入不同量的焙砂，对预中和过程终点酸度的影 响。 1 ．2 ．2 还原过程。试验的目的是使溶液中的铟与 锌、铁分离，将铟富集，而溶液中F e 3 的存在对水解 沉铟或提铟都是很不利的，F e 2 对此过程影响不 大，所以在沉铟之前，先将F e 3 还原为F e 2 。此过 程是利用硫化锌精矿中硫化锌的还原性，对预中和 后溶液中F e 3 进行还原，将溶液中F e 3 含量降到 l g ／L 以下[ 4 l ，化学反应如式 2 所示。硫化锌精矿 万方数据 7 2有色金属第6 0 卷 是一种惰性较大的还原剂，为加快反应速度，采用较 高温度9 0 ℃。 Z n S 2 F e 3 Z n 2 2 F e 2 S O 2 选用预中和后溶液1 0 0 0 m L ，在温度为9 0 ℃的 条件下，加入不同量的硫化锌精矿搅拌9 0 m i n 后，过 滤得1 0 0 0 m L 滤液，滤渣送往加压浸出系统。考察 在同样的温度和搅拌时间下，加入不同量硫化锌精 矿对溶液中F e 3 含量的影响。 1 ．2 ．3 沉铟过程。硫酸溶液体系中I n 3 沉淀时的 p H 约为2 ．9 ～3 ．5C 1 | ，用中和剂中和溶液的酸度，使 p H 至4 ．0 左右，可达到沉铟的目的。 选用还原后液1 0 0 0 m L ，当温度为7 0 ℃时，在烧 杯中用电动搅拌机搅拌，缓慢加入石灰石粉，使溶液 的p H 值达到4 ．0 左右。过滤后得滤液1 0 0 0 m L 。送 往锌冶炼净化系统，滤渣即富含铟的中和沉铟渣。 考察在同样的温度下，石灰石粉的最佳用量及溶液 的始酸浓度对铟渣中铟品位的影响。 2 试验结果与讨论 2 ．1 预中和过程焙砂用量的影响 预中和试验结果如表2 所示。表2 表明，在T 7 5 ～8 0 ℃，反应时间为4 5 ～5 0 m i n 的条件下，若使 预中和后溶液的酸度保持在5 ～l O g ／L ，所需焙砂的 用量约为理论量的1 ．3 倍左右。在试验过程中，终 酸浓度不能过低，若终酸浓度过低不利于还原试验， 并有少量的铟损失于渣中。终酸浓度也不能过高， 否则，后续工序中的中和剂用量过多，且渣中铟的品 位会有所降低。 表2 焙砂用量对预中和后溶液酸度的影响 T a b l e2E f f e c to fc a l c i n ed o s a g eo np r e n e u t r a l i z e d s o l u t i o na c i d i t y 注焙砂理论用量的计算 按焙砂中锌的含量 m i 4 4 ．4 4 1 0 6 5 ．4 ／ 9 8 5 3 ．8 9 ％ 4 2 ．6 5 9 。 2 ．2 还原过程中硫化锌精矿用量的影响 还原试验结果如表3 所示。表3 结果表明，在 T 9 0 C ，反应时间为9 0 r a i n 的条件下，若使还原后 液中F e 3 1 0 0 C - 49 ．4 6 3 4 ．1 12 5 ．12 ．0微量5 6 ．7 36 3 2 ．8 2 9 9 1 0 0 D 55 ．2 03 6 ．7 21 4 ．O 2 ．1 0 ．8 3 2 6 ．81 0 8 7 ．1 59 7 ．6 37 9 ．3 5 C - 63 ．7 83 5 ．8 31 1 ．5 2 ．32 ．1 15 0 ．8 26 8 1 ．1 99 6 ．3 29 6 ．6 1 C 7 7 ．0 94 0 ．1 22 4 ．32 ．60 ．7 98 4 ．3 2 4 4 8 ．6 59 7 ．9 99 4 ．2 9 注石灰石粉的理论用量计算 按石灰石粉中氧化钙的含量 ，，1 3 [ H z S O , ] 5 6 ／ 9 8 4 3 ．9 2 ％ 。 参考文献 [ 1 ] 周令治．稀散金属冶金[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 2 6 8 ，1 4 5 ． [ 2 ] 稀有金属手册编辑委员会．稀有金属手册【M ] ．下册．北京冶金工业出版社，1 9 9 5 7 7 5 ． [ 3 ] 魏昶，王吉坤．湿法炼锌理论与应用[ M ] ．昆明云南科技出版社，2 0 0 3 2 0 4 ．。 [ 4 ] 陈家镛．湿法炼锌中铁的分离与利用[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 7 1 1 7 ． I n d i u mD e p o s i t i o nb yN e u t r a l i z a t i o nf r o mO x y g e nP r e s s u r eL e a c h i n gS o l u t i o nw i t hH i g hI n d i u mC o n t e n t Y UX i a o - h u a l ，X I EG a n 9 1 ，W A N GJ i k u n 2 ，P E N GJ i a n r o n 9 2 ，L IY o n g ．g a n 9 2 ，L I UC h 扯7 1 ．z 缸1 1 ．T h eF a c u l t yo fM a t e r i a l sa n dM e m l l u r g 缸a lE n g i n e e r i n g ，K u n m i n gU n i v e r s i 砂o fS c i e n c ea n d 孔曲行。地秽，K u n m i n g6 5 0 0 9 3 ，C h i n a ；2 ．T e c h n o l o g yC e n t e ro fY u n n a nM e t a l l u r g yG r o u pC o ．，K u n m i n g6 5 0 0 3 1 ，C h i n a A b s t r a c t T h ep r o c e s so fc a l c i n ep r e n e u t r a l i z a t i o n z i n cc o n c e n t r a t er e d u c t i o n ．1 i m e s t o n en e u t r a l i z a t i o nf o ri n d i u mp r e c i p i t a t i o nf r o mp r e s s u r el c a c h i n gs o l u t i o no fz i n cc o n c e n t r a t ew i t hi n d i u mc o n t e n ti si n v e s t i g a t e d ．T h er e s u l t s s h o wt h a tu n d e rt h ee x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n sw i t ho p t i m a ld o s a g eo ft h ea d d i t i v e s ，p r e n e u t r a l i z a t i o nc a l c i n e l ．3 t i m e s ，r e d u c t i o nz i n cc o n c e n t r a t e2 ．2 ～2 ．3t i m e s ，n e u t r a l i z a t i o n1 i m e s t o n ed o u b l eo fs t o i c h i o m e t r y ．t h ed i r e c t r e c o v e r yo fi n d i u mi sm o r et h a n9 7 ％。a n dt h ei n d i u mc o n t e n ti ns e d i m e n ti Sm o r et h a n0 ．1 ％． K e y w o r d s m e t a l l u r g i c a lt e c h n o l o g y ；i n d i u m ；p r e n e u t r a l i z a t i o n ；r e d u c t i o n ；n e u t r a l i z a t i o np r e c i p i t a t i o nf o r i n d i u m 万方数据