CN103131864B - 一种微波焙烧预处理复杂含铟烟尘的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微波焙烧预处理复杂含铟烟尘的方法，将复杂含铟烟尘与浓硫酸混合均匀后，在微波功率为300～500W条件下以温度为100～250℃进行焙烧0.5～3h，得到焙砂；将焙砂经破碎后，用硫酸溶液在23～50℃下进行搅拌浸出0.5～2h，然后进行固液分离，得到浸出液和浸出渣；物料中铟、锌等易溶的有价金属浸出率均在95%以上，而铅、铁等金属大部分残留在渣中，即完成对复杂含铟烟尘中铟的提取。本发明具有金属浸出率高、试剂消耗量小、处理时间短、能耗低、有价金属集中等技术特点。而铅、铁等金属大部分残留在渣中，对铟后续处理工艺创造有利条件。

Description

一种微波焙烧预处理复杂含铟烟尘的方法

技术领域

本发明属于火法-湿法联用炼铟领域，涉及一种微波焙烧预处理复杂含铟烟尘的方法。

背景技术

铟在地壳中的分布量小且很分散，迄今未发现它的富矿，只是在锌、铅等金属矿中作为杂质存在。在一些有色金属精矿中铟得到初步富集，但由于品位仍相当低，一般尚不可直接用于提铟。在有色金属精矿冶炼和高炉炼铁过程中，铟依其行为与走向不同，会在某些生产工序和中间产品或副产品中得以相当程度的富集，成为提铟的主要原料，如炉渣、浸出渣、溶液、烟尘、合金和阳极泥等。目前国内外学者对含铟物料提铟的研究多集中于浸出环节。常用的浸出体系为酸性体系，涉及到的浸出方法主要有常压酸浸、氧化酸浸、高压酸浸和分段浸出等。

1.常规酸浸

毛磊等人以硫酸浸出含铟0.005～0.009％的瓦斯灰。瓦斯灰中的铟基本上呈氧化物形态存在，在初始浓度为lmol/L、液固比5:1、每20g瓦斯灰加入0.4g明胶（防止后续萃取试验中出现乳化，同时有利于浸出液澄清）、80℃下高速搅拌浸出2h，铟浸出率仅为15.31%。此法工艺简单，但是铟回收率较低，有待进一步优化工艺流程。

2.氧化酸浸法

杨岳云采用氧化酸浸工艺从铅浮渣反射炉烟灰中提取铟。试验以硫酸(浓H₂SO₄)作为浸出剂，以MnO₂作为氧化剂，整个浸出过程分两段，第一段为高温高酸浸出，第二段为稀酸浸出。高温高酸浸出条件为：液固比5:1、初始始硫酸浓度200～220g/L、MnO₂ 2.5g/L，温度T>368K，浸出时间为4h；稀酸浸出条件为：向高温高酸浸出罐中加水至液固比10:1，温度T>368K，浸出时间3h，烟尘中铟的浸出率稳定在80%以上。但浸出渣仍含铟为0．62%，回收程度不完全。

3.高压酸浸法

梁艳辉等人以主要成分含量为w(Zn)=35.77%，w(In)=0.23%，w(Fe)=15.60%，w(s)=25.87%的硫化锌精矿为原料，进行高压酸浸提铟研究。试验条件为：硫酸浓度85g/L，浸出温度150℃，总压力1～2MPa，添加剂为0.2lg/100g精矿，液固比5:1，搅拌速度750r/min，浸出时间1.5h，铟的浸出率达到89.96％。高压酸浸具有耗酸少，浸出时间短，铟浸出率高的优点。但该法在试验操作中比较复杂，且原料中的杂质元素随铟一同进入溶液，给后续的分离工序增加了难度。

4.硫酸化焙烧——水浸法

硫酸化焙烧法能使物料中的铟等转变成硫酸盐，同时除去有害的氟、氯和砷等杂质。蒋新宇等人采用湿式硫酸化焙烧处理某厂含铟铅烟灰，取得了较好的浸出效果。此法极大地提高了铟的浸出率，并为后续的萃取工序提供了质量合格的料液，但存在能耗高、硫酸用量大、设备腐蚀严重和不易操作等一系列问题。

综合上述提铟工艺可以发现，无论是何种工艺，都需经过浸出处理，而目前的浸出工艺分别存在铟的浸出率低、成本高、浸出时间长和工艺路线复杂等一个或多个问题，因此，寻找一种能解决上述问题的提铟新工艺很有必要。

发明内容

本发明的目的是为了进一步提高含铟物料中铟、锌等有价金属的浸出率，提供一种微波焙烧预处理复杂含铟烟尘的方法。

本发明通过下列技术方案实现：一种微波焙烧预处理复杂含铟烟尘的方法，经过下列各步骤：

（1）将粒度为-250目占80～90%的复杂含铟烟尘按液固比（mL/g）为0.5～1︰2，与浓硫酸混合均匀后，在微波功率为300～500W条件下以温度为100～250℃进行焙烧0.5～3h，得到焙砂；

（2）将步骤（1）所得焙砂经破碎后，用浓度为12～25g/L的硫酸溶液在23～50℃下进行搅拌浸出0.5～2h，然后进行固液分离，得到浸出液和浸出渣；物料中铟、锌等易溶的有价金属浸出率均在95%以上，而铅、铁等金属大部分残留在渣中；

（3）步骤（2）所得的浸出渣经蒸馏水洗涤后烘干称重，然后再回收其他有价金属；所得浸出液经常规萃取，即完成对复杂含铟烟尘中铟的提取。

所述步骤（2）的浸出时的液固比为4:1。

复杂含铟烟尘包括火法炼铅锌时鼓风炉还原熔炼产生的烟尘以及反射炉造硫产生的烟尘、铅锑冶炼时反射炉熔炼产生的烟尘、火法炼铜时吹炼产生的烟尘和高炉炼铁时产生的瓦斯灰。

含铟烟尘若含有大量的Fe³⁺，则需在后续萃取中进行还原或净化处理，以免影响铟的萃取效果。

本发明的基本原理是：含铟物料与浓硫酸混合后在微波场中具有很强的吸收微波的能力，在物料内部通过介电损耗和磁损耗等多种损耗方式把微波能转化为热能，温度迅速上升并体积膨胀，致使物料产生龟裂，其比表面积增加，加快了化学反应的进行，从而提高了浸出率。涉及的主要化学反应方程式有：

In₂O₃ + 3H₂SO₄ = In₂（SO₄）₃ + 3H₂O         （1）

In₂S₃ + 3H₂SO₄ = In₂（SO₄）₃ + 3H₂S          （2）

本发明具备的有益效果：

（1）利用微波的一些特性如：加热速度快、均匀加热、节能高效、选择性加热，另外微波具有加速物料间分子的振动、提高分子活化能、催化化学反应的特点，从而使得焙烧过程时间短、能耗低、化学反应完全、效率高。

（2）在浸出阶段采用较低的酸度和浸出温度，既减少了硫酸的消耗量也降低了浸出阶段的能量消耗，液固分离容易，铟和锌的浸出率均达到95%以上，而铁的浸出率低于4%，有利于后续的分离工序。

本发明具有金属浸出率高、试剂消耗量小、处理时间短、能耗低、有价金属集中等技术特点。而铅、铁等金属大部分残留在渣中，对铟后续处理工艺创造有利条件。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

用云南某铅锌冶炼厂冶炼锌时产生的氧化锌烟尘为复杂含铟烟尘原料，其原料的主要化学成分（质量分数%）如下表：

（1）将100g上述粒度为-250目占90%的复杂含铟烟尘按液固比（mL/g）为1︰2，与浓硫酸混合均匀后，放入微波高温炉的反应室内，然后在微波功率为300W条件下以温度为100℃进行焙烧3h，得到焙砂；

（2）将步骤（1）所得焙砂经破碎后，用浓度为18g/L的硫酸溶液以液固比为4:1在50℃下进行搅拌（搅拌强度480r/min）浸出0.5h，然后进行固液分离，得到浸出液和浸出渣；物料中铟、锌等易溶的有价金属浸出率分别为97.8%和98.6%，而铅、铁等金属大部分残留在渣中；

（3）步骤（2）所得的浸出渣经蒸馏水洗涤后烘干称重，然后再回收其他有价金属；所得浸出液经常规萃取，即完成对复杂含铟烟尘中铟的提取。

实施例2

用云南某铅锌冶炼厂冶炼铅时产生的含铟烟尘为复杂含铟烟尘原料，其原料的主要化学成分（质量分数%）如下表：

（1）将100g上述粒度为-250目占85%的复杂含铟烟尘按液固比（mL/g）为0.7︰2，与浓硫酸混合均匀后，放入微波高温炉的反应室内，然后在微波功率为400W条件下以温度为250℃进行焙烧1h，得到焙砂；

（2）将步骤（1）所得焙砂经破碎后，用浓度为12g/L的硫酸溶液以液固比为4:1在40℃下进行搅拌浸出1h，然后进行固液分离，得到浸出液和浸出渣；物料中铟、锌等易溶的有价金属浸出率分别为98.5%和99.0%，而铅、铁等金属大部分残留在渣中；

（3）步骤（2）所得的浸出渣经蒸馏水洗涤后烘干称重，然后再回收其他有价金属；所得浸出液经常规萃取，即完成对复杂含铟烟尘中铟的提取。

实施例3

用某厂炼铜工业烟尘为复杂含铟烟尘原料，其原料的主要化学成分（质量分数，%）如下表：

（1）将100g上述粒度为-250目占80%的复杂含铟烟尘按液固比（mL/g）为0.5︰2，与浓硫酸混合均匀后，放入微波高温炉的反应室内，然后在微波功率为500W条件下以温度为200℃进行焙烧0.5h，得到焙砂；

（2）将步骤（1）所得焙砂经破碎后，用浓度为25g/L的硫酸溶液以液固比为4:1在23℃下进行搅拌浸出2h，然后进行固液分离，得到浸出液和浸出渣；物料中铟、锌等易溶的有价金属浸出率分别为96.6%和99.1%，而铅、铁等金属大部分残留在渣中；

（3）步骤（2）所得的浸出渣经蒸馏水洗涤后烘干称重，然后再回收其他有价金属；所得浸出液经常规萃取，即完成对复杂含铟烟尘中铟的提取。

Claims (1)

1.一种微波焙烧预处理复杂含铟烟尘的方法，其特征在于经过下列各步骤：

（1）将粒度为-250目占80～90%的复杂含铟烟尘按液固比mL/g计为0.5～1︰2，与浓硫酸混合均匀后，在微波功率为300～500W条件下以温度为100～250℃进行焙烧0.5～3h，得到焙砂；

（2）将步骤（1）所得焙砂经破碎后，用浓度为12～25g/L的硫酸溶液在23～50℃下进行搅拌浸出0.5～2h，浸出时的液固比为4:1，然后进行固液分离，得到浸出液和浸出渣； 

（3）步骤（2）所得的浸出渣经蒸馏水洗涤后烘干称重，然后再回收其他有价金属；所得浸出液经常规萃取，即完成对复杂含铟烟尘中铟的提取。