提高锌精矿中铟回收率的实践.pdf

5 0 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 5 年第1 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 。7 5 4 5 ．2 0 1 5 ．0 1 ．0 1 3 提高锌精矿中铟回收率的实践 周玉琳 株洲冶炼集团股份有限公司，湖南株洲4 1 2 0 0 1 摘要针对常规锌精矿中铟回收工艺存在的工艺流程长、铟回收率低等问题，提出了一种新的铟回收工 艺。生产实践表明，该铟回收工艺可以大大缩短工艺流程，铟回收率提高2 0 个百分点以上。 关键词富铟锌精矿；铟回收率；萃取；电解 中图分类号T F 8 4 3 ．1 ；T F 8 1 3 文献标志码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 5 0 1 一0 0 5 0 0 4 P l a n tP r a c t i c et oI m p r o V eI n d i u mR e c o V e r yR a t ef r O mZ i n cC O n c e n t r a t e Z H O UY u l i n Z h u z h o uS m e l t e rG r o u pC o m p a n yI ．i m “e d ，Z h u z h o u4 1 2 0 0 1 ，H u n a n ，C h i n a A b s t r a c t I no r d e rt or e s o l v et h ep r o b l e m so fl o n gp r o c e s sf l o wa n dl o wr e c o v e r yr a t eo fi n d i u md u r i n g c o n v e n t i o n a li n d i u mr e c o v e r yp r o c e s sf r o mz i n cc o n c e n t r a t e s ，an o v e lp r o c e s st or e c o v e ri n d i u mw a sp u t f o r w a r d ．T h ep l a n tp r a c t i c e ss h o wt h a tt h i s p r o c e s sc o u l dg r e a t l ys h o r t e nt e c h n o l o g i c a lp r o c e s sa n d i m p r o v ei n d iu mr e c o v e r yr a t eb yt w e n t yp e r c e n tp o i n t sa b o v e ． K e yw o r d s i n d i u m r i c hz i n cc 。n c e n t r a t e ；i n d i u mr e c o v e r yr a t e ；e x t r a c t i o n ；e l e c t r 0 1 y s i s 由于铟无独立矿床存在，通常是从伴生矿物[ 1 ’4 ] 和二次资源‘5 ’1 6 1 中回收铟，其中8 0 ％的铟伴生在锌 矿物中，因此，在锌精矿的冶炼过程中进行铟的回收 是铟生产的主要方式。长期以来，从锌精矿中回收 铟的工艺流程长、铟回收率低，是制约铟生产的主要 瓶颈之一，也是影响锌冶炼经济效益的重要因素。 本文针对这一问题，进行了提高锌精矿中铟回收率 的工艺研究，取得了一定效果。 1常规铟回收工艺流程 锌冶炼过程中，常规的铟回收工艺流程[ 1 7 删如 图1 所示。 由图1 可以看出，锌冶炼过程中，常规铟回收工 艺主要包括两种，其中工艺一全流程铟的回收率约 为5 7 ％，工艺二全流程铟的回收率约为3 9 ％，均处 于较低水平。 收稿日期2 0 1 4 一0 7 一0 9 基金项目环保部环保公益性行业科研专项 2 0 1 3 0 9 0 5 1 作者简介周玉琳 1 9 8 4 一 ，男，湖南祁阳人，硕士研究生，工程师． 此外，上述常规流程中，从锌精矿到最后产出精 铟产品最少需要1 4 ～1 7 天时间 其中铟电解周期为 7 天 ，如果遇到流程中的设备或是操作出现问题， 很容易造成铟在流程中积压，就会占用企业大量资 金，造成企业资金运转困难。 2 铟回收新工艺流程 针对上述常规铟回收工艺存在的铟回收率低、 生产周期长等问题，本文提出了一种新的铟回收工 艺首先对次氧化锌进行中性浸出，中上清回收锌， 中性浸出渣加入富铟锌精矿及氧化剂高锰酸钾进行 酸性浸出，锌精矿中的硫化铟与浸出液中的铁发生 氧化还原反应而被浸出，主要反应为 I n 2S 3 3 F e 2 S 0 4 。一I n 2 S 0 4 3 6 F e S Q 3 S 氧化剂的存在又将二价铁氧化成三价铁，进一 步促进了上述反应，提高了铟的浸出率。 万方数据 2 0 1 5 年第l 期 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 5 1 两面蹲品磊两面承云赢磊函面证赢蠡 铟回收率9 5 ％阳回收率9 8 ％闺回收率8 1 ％ ’⋯。r ⋯。一一。f ⋯。一下⋯ 蹙堕里‘- 一一匝i i i i i } 一壁梦崮退出婆- 豳 广 酒； 回 卜 ；收I ．- - 率- 协 铀 - - J J 富铟浸出液 ‘ 些一 寓铟熹出液 丽 捌 尉 - ．J 图l常规铟回收工艺流程图 F i g ．1 P r o c e s sf l o wd i a g r a mf o rc O n V e n t i O n a li n d i u mr e c o V e r y 富铟浸出液采用铁粉净化后仍然采用原来的萃 取、反萃、置换、电解熔铸流程制备精铟。 该铟回收新工艺，省去了锌精矿的焙烧、浸出、 挥发等工艺，流程大大缩短，同时铟的回收率得到了 一定的提升。 3铟回收新工艺的实验室研究 为了验证上述铟回收新工艺的可行性，在实验 室模拟生产现场工艺条件进行了论证研究。 3 ．1 试验原料 富铟锌精矿成分分析结果 ％ I nO ．4 4 25 、Z n 3 8 ．6 4 、Z n 可0 ．8 6 、F e1 6 ．9 0 、P b0 ．2 5 、S3 2 ．0 7 、S o ．1 0 、Fo ．0 3 8 、C lo ．2 0 、H 2 01 5 ．8 7 。该富铟锌精矿 含铟高达44 2 5g ／t ，含锌低于4 0 ％，氟、氯含量不 高，可溶锌 Z n 可 及可溶硫 S 可 较低，基本上可以 判断物料为硫化锌矿。 次氧化锌成分分析结果 ％ Z n5 3 ．6 0 、P b 1 5 ．7 0 、F e2 ．2 5 、I nO ．0 9 。 主要试剂为浓硫酸 纯度9 8 ％、密度1 ．8 4 g ／c m 3 、工业级高锰酸钾和自来水。 3 ．2 试验过程 考虑到实际生产中，中性浸出时间大约为2h ， 酸性浸出的时间可以达到1 6h ，而本试验的浸出时 间只有7h ，因此，本试验设计的温度及酸度均略高 于实际生产情况。本文设计2 组试验同时进行，其 中1 号试验加入高锰酸钾，2 号试验不加，具体过程 如下 2 号试验取5 0 0g 次氧化锌，加15 0 0m I 。自来 水浆化，再加5 0 0m L 浓硫酸进行浸出，浸出温度 9 0 ℃，浸出时间7h ，试验开始时加入2 5g 富铟锌 精矿，反应结束后，矿浆进行过滤，取浸出液、浸出渣 进行化验。 1 号试验除了在反应1h 后加入5g 高锰酸 钾，反应2h 后再加入5g 高锰酸钾外，其余试验条 件和参数均同2 号试验。 3 ．3 试验结果及分析 首先对原料中的锌、铟、铅的总量分别进行计 算，再分别对原料中的锌、铟、铅的品位进行加权平 均，然后再分别测算液计及渣计浸出率，其中在计算 渣计浸出率时，按铅平衡进行渣率分析，最终得到 锌、铟的浸出率结果如表1 所示。 表l实验室试验结果 T a b l el R e s u l t sO fl a b o r a t o r ye x p e r i m e n t 备注1 试验原料各元素含量的加权平均结果为z n5 2 ．8 8 8 ％，I nO ．1 0 7 ％，P b1 4 ．9 6 4 ％。2 试验溶液体积约20 0 0m L 。3 Z n 水表示浸 出渣中用水可以溶解的锌含量，在计算浸出率时已剔除。 由表1 可以看出，铟回收新工艺中铟、锌的浸出 率均可以达到9 5 ％以上，假设后续铟回收过程铟的 回收率按9 0 ％计算，新工艺全流程铟的综合回收率 可以达到8 5 ．5 ％以上。 另外，加入了少量高锰酸钾为氧化剂的1 号试 验，其铟、锌的浸出率均要高于2 号试验，说明在有 氧化剂存在的情况下，可以提高锌精矿中铟、锌的浸 出率。 4 铟回收新工艺的生产应用 根据实验室的试验结果，我们在生产现场进行 了生产应用，考虑到高锰酸钾对生产成本的影响，实 万方数据 5 2 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 5 年第1 期 际生产过程中没有加入高锰酸钾，而是通过控制锌 精矿的加入量来确保其中铟、锌的浸出率。 生产应用为期近一个半月的时间 5 月7 日至6 月1 2 日 ，期间共处理富铟锌精矿2 2 7t 干量 ，主 要成分 ％ Z n4 7 ．9 1 8 、I n0 ．2 4 8 、S3 1 ．9 3 8 、F e 1 0 ．8 9 0 、FO ．0 2 5 、H 2 01 1 ．2 5 4 。 处理高铟锌精矿前后，氧化锌浸出渣中锌、铟含 量如表2 所示。 表2 浸出渣主要成分 T a b l e2M a i nc o m p o n e n t so fl e a c h i n gr e s i d u e s ／％ 高铟锌精矿处理前加入高铟锌精矿期间 日期 z nI n 日期 Z nI n 由表2 可以看出，在富铟锌精矿处理期间，氧化 锌浸出渣中铟、锌的含量继续保持低位，证明锌精矿 中的铟、锌被浸出进入溶液。假设锌精矿浸出渣率 按5 5 ％计，则可计算出铟、锌的浸出率分别为 9 2 ．2 2 ％和9 6 ．5 6 ％，后续的铟回收过程回收率按 9 0 ％计，则应用新工艺的生产中铟的回收率达到 8 3 ％左右。 5结论 实验室试验及生产应用证明，铟回收新工艺铟 回收率可提高2 0 个百分点以上，达到8 3 ％左右，生 产周期由常规工艺的1 4 ～1 7d 缩短至1 0d 左右。 参考文献 [ 1 ] 稀有金属手册编辑委员会．稀有金属手册下册[ M ] ． 北京冶金工业出版社，1 9 9 5 2 6 4 2 6 7 ． [ 2 ] 王树楷．铟冶金[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 6 1 4 7 1 6 1 ． [ 3 ] 俞小花，谢刚．有色冶金过程中铟的回收[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 0 6 1 3 7 3 9 ． [ 4 ] 蒋继波，王吉坤，贺山明，等．铁矾法从富铟高铁硫化锌 精矿加压浸出液中沉铟研究[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ， 2 0 l O 5 5 8 ． [ 5 ] 张佳峰，张宝，蒋光佑．从锡系统综合回收金属铟的生产 实践[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 0 9 3 2 7 3 0 ． [ 6 ] 朱耀平．高炉瓦斯灰中铟锌铋的回收实践[ J ] ．有色金 属 冶炼部分 ，2 0 0 9 6 1 4 1 6 ． [ 7 ] 黄迎红，王亚雄，王维昌．含铟锡烟尘硫酸氧压浸出提铟 试验[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 1 1 2 3 5 3 8 ． [ 8 ] 易超，鲁兴武，马爱军．低砷次氧化锌烟尘综合回收工艺 研究[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 2 8 7 1 0 ． [ 9 ] 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