CN102978410B - 一种铟反萃液净化渣的回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铟反萃液净化渣的回收方法，该方法包括对铟反萃液净化渣依次进行碱性浸出、酸性浸出、铁粉净化和锌粉置换步骤。本发明提供的铟反萃液净化渣的回收方法，可将铟直收率提高至90%以上，有害元素砷回收利用，可代替锌系统中砷盐净化工序中的三氧化二砷，砷的利用率达95%，同时还具有工艺流程简单、操作方便、生产成本低、工作环境改善以及铋锡等有价金属得以富集的优点。

Description

一种铟反萃液净化渣的回收方法

技术领域

本发明涉及一种有色金属冶炼渣的回收方法，特别涉及一种铟反萃液净化渣的回收方法。

背景技术

目前，尚未发现铟的单独矿床，它以微量伴生在锌、铅和锡等矿物中，主要是从锌、铅和锡生产的废渣、烟尘中回收铟。随着锌、铅和锡等矿物中的成分日益复杂，锌、铅和锡生产过程产出的废渣、烟尘中铁、砷、铋、锡和锑等杂质的含量也越来越高，在铟富集过程中，杂质也随着铟一起进入富集渣。富集渣经两段浸出，铁、砷、铋、锡、锑等杂质大部分都转入浸出液，浸出液虽经铁粉净化除杂，但仍然有部分杂质继续残留在净化液中，萃取提铟时，上述杂质有不同程度地进入铟反萃液，铟反萃液若直接用锌片置换，所得海绵铟经压团、铸型，一方面所得粗铟品位低，锡、铋等有害杂质含量较高，严重影响铟质量和增加后续粗铟精炼成本；另一方面，杂质含量高的铟反萃液，锌片置换所得海绵铟呈粉状、不呈块状，压团困难，海绵铟易氧化，在铸型时有相当一部分铟会溶于碱渣中，不仅影响铟直收率，也大幅度降低铟回收率。

因此，为避免出现上述问题，一般情况下，萃取回收铟过程产出的铟反萃液需经净化除杂，除杂过程会产出铟反萃液净化渣，该渣含铟一般在1%以上，含砷超过8%，同时还含有一定量的铋、铅、锡等有价金属，极具回收价值。对铟反萃液净化渣的处理，有些企业采用直接搁置处理，此种处理法既乱费了资源，同时又占用了场地，也成为污染源；有些企业将铟反萃液净化渣与铅烟灰或铜烟灰搭配处理回收铟，该法铟回收率低、生产成本高，有价金属易分散。因此，如何从铟反萃液净化渣中高效回收铟，并富集铋、锡等有价金属，同时回收利用有害元素砷，并改善生产环境、提高铟回收率和降低生产成本是有待进一步探索的难题。

发明内容

本发明解决了现有技术中对铟反萃液净化渣处理过程中存在的上述各种问题，并提供一种铟反萃液净化渣的回收方法。它可从铟反萃液净化渣中回收铟，并富集铅、铋、锡等有价金属，同时回收利用铟反萃液净化渣中的有害元素砷，并可避免砷在铁粉净化与锌粉置换过程中产生砷化氢气体，同时回收得到的砷可以返锌系统中的砷盐净化工序作砷盐净化原料。本发明提供的方法可将铟直收率提高至90%以上，砷的利用率达95%，并具有工艺流程简单、铟回收率高、操作方便、生产成本低等优点。

具体地，本发明的技术方案是：

一种铟反萃液净化渣的回收方法，包括以下步骤：

步骤A：碱性浸出：将铟反萃液净化渣采用NaOH溶液浸出，分离后得到碱浸渣和碱浸液；

步骤B：酸性浸出：将步骤A的碱浸渣采用盐酸溶液浸出，分离后得到酸浸渣和酸浸液；

步骤C：铁粉净化：往步骤B的酸浸液中加入铁粉，将酸浸液中的Fe³⁺还原成Fe²⁺，并置换出酸浸液中的有价金属转入渣中富集，分离后得到净化液和净化渣；

步骤D：锌粉置换：将步骤C的净化液采用锌粉置换，得到海绵铟，压团、铸型后得到粗铟。

作为本发明的进一步改进，步骤A中，碱性浸出时采用的NaOH溶液的浓度为40～80g/L。

作为本发明的进一步改进，步骤A中，所述碱性浸出的条件包括：NaOH溶液与铟反萃液净化渣的质量液固比为3:1～6:1，浸出温度为75～95℃，浸出时间为1～3h，终点含NaOH为20～40g/L。

作为本发明的进一步改进，步骤A中，还包括：检测碱浸液中的砷含量；当碱浸液中含砷小于50 g/L时，将碱浸液返碱性浸出；当碱浸液中含砷大于或等于50 g/L时，将碱浸液用作硫酸锌溶液砷盐净化除钴步骤中砷盐原料。

作为本发明的进一步改进，步骤B中，所述酸性浸出所采用的盐酸溶液的浓度为40～120g/L。

作为本发明的进一步改进，步骤B中，所述酸性浸出的条件包括：盐酸溶液与碱浸渣的质量液固比为3:1～8:1，浸出温度为50～70℃，浸出时间为1～3h，终点酸度为20～100g/L。

作为本发明的进一步改进，步骤B中，还包括：检测酸浸液中的铟含量；当酸浸液中含铟小于15 g/L时，将酸浸液返酸性浸出；当酸浸液中含铟大于或等于15 g/L时，将酸浸液送下一工序铁粉净化。

作为本发明的进一步改进，步骤C中，所述铁粉用量为将酸浸液中的Fe³⁺还原成Fe²⁺、并将酸浸液中有价金属全部置换的理论用量的1.1～1.3倍。

作为本发明的进一步改进，步骤C中，铁粉净化的条件包括：净化温度为45～75℃，净化时间为0.5～1.5h。

作为本发明的进一步改进，步骤D中，锌粉置换的条件包括：置换温度为50～70℃，置换时间为2～5h，终点pH为3.5～4。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的对铟反萃液净化渣的回收方法，先通过碱性浸出将铟反萃液净化渣中的有害元素砷选择性浸出，其一方面可避免或减少后续净化和置换工序中有毒气体砷化氢的产生，另一方面碱性浸出得到的砷可返锌系统中的砷盐净化工序用作砷盐净化的原料，第三方面还可将铟和铋、锡等有价金属在碱浸渣中富集；然后对碱浸渣进行酸性浸出，将铟和铋、锡等有价金属选择性浸出，再通过铁粉净化和锌粉置换，从而为铟反萃液净化渣中铟的高回收率及得到高品位的粗铟提供条件，同时，起到将铋、锡等有价金属富集的目的。本发明具有工艺简单、操作性强、生产成本低、铟回收率高、有害元素砷得以回收利用、工作环境改善以及铋锡等有价金属得以富集的优点。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

本发明中，所述铟反萃液净化渣为本领域技术人员所公知，即为：将含铟体系先经过萃取反萃，分离后的得到铟反萃液，然后对铟反萃液进行净化除杂，除杂后即分离得到铟反萃液净化液和铟反萃液净化渣。该铟反萃液净化渣中含铟一般在1wt%以上，含砷超过8wt%，同时还含有一定量的铋、铅、锡等有价金属，极具回收价值。

因此，本发明提供了一种铟反萃液净化渣的回收方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤A：碱性浸出：将铟反萃液净化渣采用NaOH溶液浸出，分离后得到碱浸渣和碱浸液；

步骤B：酸性浸出：将步骤A的碱浸渣采用盐酸溶液浸出，分离后得到酸浸渣和酸浸液；

步骤C：铁粉净化：往步骤B的酸浸液中加入铁粉，将酸浸液中的Fe³⁺还原成Fe²⁺，并置换出酸浸液中的有价金属转入渣中富集，分离后得到净化液和净化渣；

步骤D：锌粉置换：将步骤C的净化液采用锌粉置换，得到海绵铟，压团、铸型后得到粗铟。

根据本发明的方法，先对铟反萃液净化渣进行碱性浸出处理，具体包括：搅拌条件下，将铟反萃液净化渣加入到装有NaOH溶液的浸出槽中浸出，使铟反萃液净化渣中的锌与砷等元素浸出进入溶液，铟留在渣中得到富集。分离后，即得到碱浸渣和碱浸液。其中碱浸液中富含锌砷，其可返锌系统中的砷盐净化工序，作为砷盐净化的原料。

本步骤A中，碱性浸出时采用的NaOH溶液的浓度为40～80g/L。碱性浸出的条件包括：NaOH溶液与铟反萃液净化渣的质量液固比为3:1～6:1，浸出温度为75～95℃，浸出时间为1～3h，终点含NaOH为20～40g/L。

本步骤A中，还包括：检测碱浸液中的砷含量；当碱浸液中含砷小于50 g/L时，可将碱浸液继续返碱性浸出；当碱浸液中含砷大于或等于50 g/L时，则可将碱浸液返锌系统中的砷盐净化工序。

而碱浸渣中铟和铋、锡等有价金属得到富集，其送下一工序——酸性浸出。所述酸性浸出的步骤为：搅拌条件下，将碱浸渣加入到装有盐酸溶液的浸出槽中浸出，使碱浸渣中的铟、锡、铋与铁等元素浸出进入溶液；分离后得到富集有铟、锡、铋与铁等元素的酸浸液。而酸浸渣则可返铅系统回收铅。

本步骤B中，所述酸性浸出所采用的盐酸溶液的浓度为40～120g/L。酸性浸出的条件包括：盐酸溶液与碱浸渣的质量液固比为3:1～8:1，浸出温度为50～70℃，浸出时间为1～3h，终点酸度为20～100g/L。

本步骤B中，还包括：检测酸浸液中的铟含量；当酸浸液中含铟小于15 g/L时，需将酸浸液继续返酸性浸出；当酸浸液中含铟大于或等于15 g/L时，则可将酸浸液送下一工序——铁粉净化。

具体地，铁粉净化的步骤为：搅拌条件下，往步骤B的酸浸液中加入铁粉，将浸出液中的Fe³⁺还原成Fe²⁺，并将有价金属铋、锡等置换，并转入渣中得以富集；此时分离后即得到富铟的净化液，而铋、锡等有价金属则在净化渣中富集。因此，可将净化渣返稀贵系统，回收有价金属铋、锡。

本步骤C中，所述铁粉用量为将酸浸液中的Fe³⁺还原成Fe²⁺、并将酸浸液中有价金属全部置换的理论用量的1.1～1.3倍。铁粉净化的条件包括：净化温度为45～75℃，净化时间为0.5～1.5h。

净化液则送下一工序——锌粉置换，具体步骤为：往净化液中加入锌粉进行置换，分离后得到海绵铟，对该海绵铟进行压团与铸型，得到粗铟。

本步骤D中，锌粉置换的条件包括：置换温度为50～70℃，置换时间为2～5h，至终点pH为3.5～4。

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例中所采用原料均通过商购得到。

实施例1

本实施例的铟反萃液净化渣的成份为下述重量百分比：In 4.71%，Fe  10.59%，Bi 2.18%，Sn 0.40%，Zn 0.81%，As 10.39%，Sb 1.03%。按以下步骤进行：

A、搅拌条件下，将上述铟反萃液净化渣加入到装有浓度为40g/L的NaOH溶液的浸出槽中进行碱性浸出，铟反萃液净化渣与NaOH溶液的质量液固比为3:1，浸出温度为75℃，浸出时间为1h，终点含NaOH为20g/L，检测碱浸液中含砷为31.56g/L，分离得到碱浸液和碱浸渣，其中碱浸液可重返碱性浸出，而碱浸渣送下一工序；

B、搅拌条件下，将步骤A制得的碱浸渣加入到装有浓度为40g/L的盐酸溶液的浸出槽中进行酸性浸出，盐酸溶液与碱浸渣的质量液固比为3:1，浸出温度为50℃，浸出时间为1h，终点酸度为20g/L，检测酸浸液中含铟为18.63g/L，分离得到酸浸渣和酸浸液；其中酸浸渣返铅系统回收铅，而酸浸液送下一工序；

C、搅拌条件下，往步骤B制得的酸浸液中加入铁粉进行净化，铁粉用量为将浸出液中的Fe³⁺还原成Fe²⁺以及将铋、锡等有价金属全部置换成金属单质所耗铁粉的理论用量的1.1倍，净化温度为45℃，净化时间为1.5h；过滤后得到净化液和净化渣；其中净化渣用作回收有价金属铋、锡的原料，而净化液送下一工序；

D、往步骤C所得的净化液中加入锌粉进行置换，置换温度为50℃，置换时间为5h，终点pH =4，得到海绵铟，然后压团与铸型，得到粗铟。

本实施例中，铟反萃液净化渣碱性浸出时，砷的浸出率是95.19%，砷成功开路，而铟得到了富集；铟的直收率为90.27%，粗铟的品位按质量百分比为：In 99.38%、Sn 0.002%、Bi 0.052%、Pb 0.035%、Cu 0.0027%。

实施例2

本实施例的铟反萃液净化渣的成份为下述重量百分比：In 4.71%，Fe  10.59%，Bi 2.18%，Sn 0.40%，Zn 0.81%，As 10.39%，Sb 1.03%。按以下步骤进行：

A、搅拌条件下，将上述铟反萃液净化渣加入到装有浓度为55g/L的NaOH溶液的浸出槽中进行碱性浸出，铟反萃液净化渣与NaOH溶液的质量液固比为4:1，浸出温度为85℃，浸出时间为2h，终点含NaOH为30g/L，检测碱浸液中含砷为33.56g/L，分离得到碱浸液和碱浸渣，其中碱浸液可重返碱性浸出，而碱浸渣送下一工序；

B、搅拌条件下，将步骤A制得的碱浸渣加入到装有浓度为80g/L的盐酸溶液的浸出槽中进行酸性浸出，盐酸溶液与碱浸渣的质量液固比为5:1，浸出温度为60℃，浸出时间为2h，终点酸度为60g/L，检测酸浸液中含铟为17.28g/L，分离得到酸浸渣和酸浸液；其中酸浸渣作为回收铅的原料，而酸浸液送下一工序；

C、搅拌条件下，往步骤B制得的酸浸液中加入铁粉进行净化，铁粉用量为将浸出液中的Fe³⁺还原成Fe²⁺以及将铋、锡等有价金属全部置换成金属单质所耗铁粉的理论用量的1.2倍，净化温度为65℃，净化时间为1h；过滤后得到净化液和净化渣；其中净化渣返稀贵系统回收有价金属，而净化液送下一工序；

D、往步骤C所得的净化液中加入锌粉进行置换，置换温度为60℃，置换时间为3h，至终点pH=3.8，得到海绵铟，然后压团与铸型，得到粗铟。

本实施例中，铟反萃液净化渣碱性浸出时，砷的浸出率是97.49%，砷成功开路，铟得到了富集；铟的直收率为90.83%，粗铟的品位按质量百分比为：In 99.58%、Sn 0.0018%、Bi 0.041%、Pb 0.027%、Cu 0.0023%。

实施例3

本实施例的铟反萃液净化渣的成份为下述重量百分比：In 4.71%，Fe  10.59%，Bi 2.18%，Sn 0.40%，Zn 0.81%，As 10.39%，Sb 1.03%。按以下步骤进行：

A、搅拌条件下，将上述铟反萃液净化渣加入到装有浓度为80g/L的NaOH溶液的浸出槽中进行碱性浸出，铟反萃液净化渣与NaOH溶液的质量液固比为6:1，浸出温度为95℃，浸出时间为3h，终点含NaOH为40g/L，检测碱浸液中含砷为61.83g/L，分离得到碱浸液和碱浸渣，其中碱浸液开路返锌系统中的砷盐净化工序代替三氧化二砷作为砷盐净化的原料，而碱浸渣送下一工序；

B、搅拌条件下，将步骤A制得的碱浸渣加入到装有浓度为120g/L的盐酸溶液的浸出槽中进行酸性浸出，盐酸溶液与碱浸渣的质量液固比为8:1，浸出温度为70℃，浸出时间为3h，终点酸度为100g/L，检测酸浸液中含铟为20.49g/L，分离得到酸浸渣和酸浸液；其中酸浸渣返铅系统作为回收铅的原料，而酸浸液送下一工序；

C、搅拌条件下，往步骤B制得的酸浸液中加入铁粉进行净化，铁粉用量为将浸出液中的Fe³⁺还原成Fe²⁺以及将铋、锡等有价金属全部置换成金属单质所耗铁粉的理论用量的1.3倍，净化温度为75℃，净化时间为0.5h；过滤后得到净化液和净化渣；其中净化渣返稀贵系统回收有价金属铋、锡，而净化液送下一工序；

D、往步骤C所得的净化液中加入锌粉进行置换，置换温度为70℃，置换时间为2h，至终点pH=3.5，得到海绵铟，然后压团与铸型，得到粗铟。

本实施例中，铟反萃液净化渣碱性浸出时，砷的浸出率是98.25%，砷成功开路，铟得到了富集；铟的直收率为91.25%，粗铟的品位按质量百分比为：In 99.62%、Sn 0.0015%、Bi 0.027%、Pb 0.030%、Cu 0.0022%。

      以上实施例仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，所作出的若干改进，也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种铟反萃液净化渣的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：碱性浸出：将铟反萃液净化渣采用NaOH溶液浸出，分离后得到碱浸渣和碱浸液；碱性浸出时采用的NaOH溶液的浓度为40～80g/L; 所述碱性浸出的条件包括：NaOH溶液与铟反萃液净化渣的质量液固比为3:1～6:1，浸出温度为75～95℃，浸出时间为1～3h，终点含NaOH为20～40g/L；检测碱浸液中的砷含量；当碱浸液中含砷小于50 g/L时，将碱浸液返碱性浸出；当碱浸液中含砷大于或等于50 g/L时，将碱浸液用作硫酸锌溶液砷盐净化除钴步骤中砷盐原料；

步骤B：酸性浸出：将步骤A的碱浸渣采用盐酸溶液浸出，分离后得到酸浸渣和酸浸液；所述酸性浸出所采用的盐酸溶液的浓度为40～120g/L；所述酸性浸出的条件包括：盐酸溶液与碱浸渣的质量液固比为3:1～8:1，浸出温度为50～70℃，浸出时间为1～3h，终点酸度为20～100g/L；检测酸浸液中的铟含量；当酸浸液中含铟小于15 g/L时，将酸浸液返酸性浸出；当酸浸液中含铟大于或等于15 g/L时，将酸浸液送下一工序铁粉净化；

步骤C：铁粉净化：往步骤B的酸浸液中加入铁粉，将酸浸液中的Fe³⁺还原成Fe²⁺，并置换出酸浸液中的有价金属转入渣中富集，分离后得到净化液和净化渣；

步骤D：锌粉置换：将步骤C的净化液采用锌粉置换，得到海绵铟，压团、铸型后得到粗铟。

2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，步骤C中，所述铁粉用量为将酸浸液中的Fe³⁺还原成Fe²⁺、并将酸浸液中有价金属全部置换的理论用量的1.1～1.3倍。

3.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，步骤C中，铁粉净化的条件包括：净化温度为45～75℃，净化时间为0.5～1.5h。

4.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，步骤D中，锌粉置换的条件包括：置换温度为50～70℃，置换时间为2～5h，至终点pH为3.5～4。