CN107034368B - 一种从铅冰铜中提铟的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种从铅冰铜中提铟的方法，包括以下步骤：A、将铅冰铜与硫酸亚铁混磨，按质量比计，铅冰铜与硫酸亚铁的质量比为0.1～1.5:1；B、将混磨的物料置于管式炉中通含氧气体进行氧化焙烧，获得焙烧物；C、将焙烧物用稀硫酸进行浸出，然后过滤和洗涤，得到浸出渣和浸出液；D、将浸出液在超声波辐射下萃取铟，得到含铜萃取液和富铟液；E、富铟液在超声波辐射下采用金属置换获得海绵铟。本发明的方法提高了铟浸出率和回收率，同时在萃取过程中引入超声波，消除了铟在萃取过程中的乳化问题，在金属置换铟过程中引入超声波，提高了置换效果，缩短了置换时间，且全流程工艺简单，容易实现产业化，具有良好的工业应用前景。

Description

一种从铅冰铜中提铟的方法
技术领域
本发明涉及稀散金属冶炼领域，尤其涉及一种从铅冰铜中提铟的方法。
背景技术
铟是一种极具工业开采价值的稀散元素，在地壳中无独立的矿床，多伴生于铅、锌等有色金属及铁等矿物中，且含量极低，分布很广，世界上铟产量的90％是从铅、锌冶炼厂的副产物中回收的，铟主要作为冶炼铅、锌的副产品从熔渣、阳极泥、烟尘等中回收。它主要应用于电子元件、液晶显示器的显示屏、低熔点合金、精细化工中的添加剂以及原子能等方面。中国铟工业上世纪70年代发展较快，目前中国的铟资源和铟生产量为全球之冠，原生铟的提取技术和水平居世界前列。
据美国地质调查局1999年调查统计，除中国以外的世界铟的储量为4700t，而在中国的仅与铅锌矿床共生的铟，储量已超过1万t，位居世界之首。国家储委稀散金属储量统计报告表明，我国已探明的铟资源主要集中于广西、云南、内蒙古和广东等地，这四省的铟储量约占全国储量的80％。广西大厂是世界著名的铟都，广西铟储量近5000t；云南铟储量约4000多t。
铜冶炼厂烟尘大多采用火法还原熔炼生成铅冰铜，为一种含铅、铜硫化物产品，常在粗铅和炉渣之间产出，是PbS，Cu2S，FeS及ZnS的共熔体，尚含有一定量的Au、Ag，In等稀贵金属。目前，铅冰铜的处理方法主要有还原-熔炼法、氧化氨浸出、常压酸浸、加压氧化酸浸，在提铟过程中存在收率低、试剂消耗大、成本高等诸多问题，特别是在铟价低迷时期，难以获得较好的经济效益。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种从铅冰铜中提铟的方法，旨在解决现有的提铟方法收率低、试剂消耗大、成本高的问题。
本发明的技术方案如下：
一种从铅冰铜中提铟的方法，其中，包括以下步骤：
A、将铅冰铜与硫酸亚铁混磨，按质量比计，铅冰铜与硫酸亚铁的质量比为0.1～1.5:1；
B、将混磨的物料置于管式炉中通含氧气体进行氧化焙烧，获得焙烧物；
C、将焙烧物用稀硫酸进行浸出，然后过滤和洗涤，得到浸出渣和浸出液，按质量百分比计，稀硫酸浓度为10-60％；
D、将浸出液在超声波辐射下萃取铟，得到含铜萃取液和富铟液；
E、富铟液在超声波辐射下采用金属置换获得海绵铟。
所述的从铅冰铜中提铟的方法，其中，所述步骤A中，所述硫酸亚铁为无水硫酸亚铁或七水硫酸亚铁。
所述的从铅冰铜中提铟的方法，其中，所述步骤A中，采用无水硫酸亚铁时，铅冰铜与硫酸亚铁的质量比为0.1～1:1；采用七水硫酸亚铁时，铅冰铜与硫酸亚铁的质量比为0.4～1.5:1。
所述的从铅冰铜中提铟的方法，其中，所述步骤A中，混磨时间为30～120min。
所述的从铅冰铜中提铟的方法，其中，所述步骤B中，含氧气体为空气、富氧。
所述的从铅冰铜中提铟的方法，其中，所述步骤B中，焙烧温度为500-650℃，焙烧时间为1～4h。
所述的从铅冰铜中提铟的方法，其中，所述步骤C中，浸出时间为1-4h，浸出温度为50-95℃。
所述的从铅冰铜中提铟的方法，其中，所述步骤D中，萃取铟所采用的萃取剂为P204或P507，辐射时间为1-10min。
所述的从铅冰铜中提铟的方法，其中，所述步骤E中，金属置换采用的金属为锌片或铝片，辐射时间为1-2h。
有益效果：本发明采用加硫酸亚铁与铅冰铜混合氧化焙烧，不仅使铅冰铜中硫化铟转化为适宜稀硫酸浸出的氧化铟，有利于提高了铟浸出率，而且铟在焙烧过程中没有挥发，大大提高了铟回收率，同时在萃取过程中引入超声波，消除了铟在萃取过程中的乳化问题，在金属置换铟过程中引入超声波，提高了置换效果，缩短了置换时间，且全流程工艺简单，容易实现产业化，具有良好的工业应用前景。
附图说明
图1为本发明一种从铅冰铜中提铟的方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种从铅冰铜中提铟的方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。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。
本发明所提供的一种从铅冰铜中提铟的方法，其包括以下步骤：
S1、将铅冰铜与硫酸亚铁混磨，按质量比计，铅冰铜与硫酸亚铁的质量比为0.1～1.5:1；
S2、将混磨的物料置于管式炉中通含氧气体进行氧化焙烧，获得焙烧物；
S3、将焙烧物用稀硫酸进行浸出，然后过滤和洗涤，得到浸出渣和浸出液，按质量百分比计，稀硫酸浓度为10-60％；
S4、将浸出液在超声波辐射下萃取铟，得到含铜萃取液和富铟液；
S5、富铟液在超声波辐射下采用金属置换获得海绵铟。
本发明采用上述方法，提高了铟浸出率和铟回收率，同时提高了置换效果，缩短了置换时间，较传统置换方法缩短1/4～1/3，且工艺简单，具有大规模应用的前景。
具体来说，在所述步骤S1中，所述硫酸亚铁为无水硫酸亚铁或七水硫酸亚铁。
其中，铅冰铜为湿法炼锌含浸出渣、铜冶炼含铟烟尘、高炉瓦斯泥或者其它含铟废料等经过鼓风炉冶炼获得的含铟铅冰铜。
针对所采用的硫酸亚铁类型不同，其添加量亦有所不同。
当采用无水硫酸亚铁时，铅冰铜与硫酸亚铁的质量比为0.1～1:1，即为0.1:1～1:1；采用七水硫酸亚铁时，铅冰铜与硫酸亚铁的质量比为0.4～1.5:1，即0.4:1～1.5:1。
混磨所采用的设备可以是滚筒球磨机或行星球磨机。混磨时间优选为30～120min，例如60min，这样铅冰铜与硫酸亚铁可以混合的更充分、更均匀。
在所述步骤S2中，是将混磨的物料置于管式炉中并通入含氧气体进行低温加热焙烧。
其中，含氧气体为空气、富氧，富氧的氧含量(体积含量)介于空气和纯氧之间。
在进行氧化焙烧时，焙烧温度优选为500-650℃，焙烧时间优选为1～4h。例如焙烧温度优选为550℃，焙烧时间优选为3h。在上述焙烧参数范围内，可以使铅冰铜中硫化铟转化为适宜稀硫酸浸出的氧化铟，且转化率高，从而提高了铟浸出率，而且铟在焙烧过程中没有挥发，所以大大提高了铟回收率。在氧化焙烧时，料层厚度为5～30mm，在上述厚度范围下，焙烧更充分，且效率更高，例如具体为10mm。
在所述步骤S3中，将经过步骤S2焙烧所得的焙烧物用稀硫酸进行浸出。其中，按质量百分比计，稀硫酸浓度为10-60％。
浸出过程中，浸出时间优选为1-4h，浸出温度优选为50-95℃。例如一个具体的实例为：浸出时间优选为2h，浸出温度优选为70℃。由于在步骤S2中，经焙烧处理后，铅冰铜中硫化铟转化为了氧化铟，所以通过稀硫酸的浸出处理，铟溶于浸出液中，并与浸出渣分离。
另外，在经过浸出处理后，还需经过过滤和洗涤，以去除杂质。
在所述步骤S4中，将浸出液在超声波辐射下萃取铟，得到含铜萃取液和富铟液。由于本发明中，在萃取过程中引入超声波，消除了铟在萃取过程中的乳化问题。
萃取铟所采用的萃取剂为P204或P507。萃取时间即辐射时间优选为1-10min，如5min。上述条件下，可以最大程度的提高萃取率，并且避免乳化问题。
在所述步骤S5中，对富铟液进行金属置换，金属置换采用的金属优选为锌片或铝片，置换时间即辐射时间优选为1-2h，如1.5h，上述条件下，可以提高置换效率和置换效果。
本发明在金属置换铟过程中引入超声波，从而提高了置换效果，缩短了置换时间。
实施例1
如图1所示，称取铅冰铜1000g，七水硫酸亚铁加入量为铅冰铜质量比的100％，即七水硫酸亚铁亦为1000g，采用滚筒球磨机混磨60min，置于管式炉中通氧气低温加热焙烧，控制料层厚度10mm，焙烧温度600℃，焙烧时间为2h；获得的焙烧物采用20％(质量百分比，下同)的稀硫酸浸出，浸出时间为4h，浸出温度95℃，获得浸出液和浸出渣；针对浸出液，在超声波辐射下萃取铟，萃取剂为P204，相比(OA)为1:1，辐射时间5min，萃取级数为2级，再进行有机相和水相分离，负载有机相采用6mol/L盐酸反萃，相比(OA)为10:1，反萃取级数为2级；获得的富铟液采用铝片置换并引入超声波，辐射时间1h，经过过滤和洗涤，得到海绵铟。从原料到海绵铟，铟回收率达到90.15％。
实施例2
如图1所示，称取铅冰铜1000g，七水硫酸亚铁加入量为铅冰铜质量比的80％，即七水硫酸亚铁为800g，采用滚筒球磨机混磨60min，置于管式炉中通富氧低温加热焙烧，控制料层厚度10mm，焙烧温度550℃，焙烧时间为1h；获得的焙烧物采用30％的稀硫酸浸出，浸出时间为3h，浸出温度70℃，获得浸出液和浸出渣；针对浸出液，在超声波辐射下萃取铟，萃取剂为P204，相比(OA)为1:1，辐射时间6min，萃取级数为2级，再进行有机相和水相分离，负载有机相采用6mol/L盐酸反萃，相比(OA)为10:1，反萃取级数为2级；获得的富铟液采用铝片置换并引入超声波，辐射时间2h，经过过滤和洗涤，得到海绵铟。从原料到海绵铟，铟回收率达到89.28％。
实施例3
如图1所示，称取铅冰铜1000g，七水硫酸亚铁加入量为铅冰铜质量比的60％，即七水硫酸亚铁为600g，采用滚筒球磨机混磨60min，置于管式炉中通纯氧低温加热焙烧，控制料层厚度10mm，焙烧温度650℃，焙烧时间为1.5h；获得的焙烧物采用50％的稀硫酸浸出，浸出时间为3h，浸出温度85℃，获得浸出液和浸出渣；针对浸出液，在超声波辐射下萃取铟，萃取剂为P507，相比(OA)为1:1，辐射时间4min，萃取级数为2级，再进行有机相和水相分离，负载有机相采用6mol/L盐酸反萃，相比(OA)为10:1，反萃取级数为2级；获得的富铟液采用铝片置换并引入超声波，辐射时间1h，经过过滤和洗涤，得到海绵铟。从原料到海绵铟，铟回收率达到88.25％。
实施例4
如图1所示，称取铅冰铜1000g，无水硫酸亚铁加入量为铅冰铜质量比的100％，即七水硫酸亚铁亦为1000g，采用行星球磨机混磨60min，置于管式炉中通空气低温加热焙烧，控制料层厚度10mm，焙烧温度500℃，焙烧时间为1.5h；获得的焙烧物采用50％的稀硫酸浸出，浸出时间为3h，浸出温度95℃，获得浸出液和浸出渣；针对浸出液，在超声波辐射下萃取铟，萃取剂为P507，相比(OA)为1:1，辐射时间3min，萃取级数为2级，再进行有机相和水相分离，负载有机相采用6mol/L盐酸反萃，相比(OA)为10:1，反萃取级数为2级；获得的富铟液采用铝片置换并引入超声波，辐射时间2h，经过过滤和洗涤，得到海绵铟。从原料到海绵铟，铟回收率达到90.19％。
实施例5
如图1所示，称取铅冰铜1000g，无水硫酸亚铁加入量为铅冰铜质量比的80％，即七水硫酸亚铁为800g，采用行星球磨机混磨60min，置于管式炉中通富氧低温加热焙烧，控制料层厚度10mm，焙烧温度600℃，焙烧时间为1.0h；获得的焙烧物采用50％的稀硫酸浸出，浸出时间为3h，浸出温度75℃，获得浸出液和浸出渣；针对浸出液，在超声波辐射下萃取铟，萃取剂为P507，相比(OA)为1:1，辐射时间3min，萃取级数为2级，再进行有机相和水相分离，负载有机相采用6mol/L盐酸反萃，相比(OA)为10:1，反萃取级数为2级；获得的富铟液采用铝片置换并引入超声波，辐射时间2h，经过过滤和洗涤，得到海绵铟。从原料到海绵铟，铟回收率达到93.06％。
实施例6
如图1所示，称取铅冰铜1000g，无水硫酸亚铁加入量为铅冰铜质量比的70％，即七水硫酸亚铁为700g，采用行星球磨机混磨60min，置于管式炉中通纯氧低温加热焙烧，控制料层厚度10mm，焙烧温度650℃，焙烧时间为2.0h；获得的焙烧物采用50％的稀硫酸浸出，浸出时间为3h，浸出温度80℃，获得浸出液和浸出渣；针对浸出液，在超声波辐射下萃取铟，萃取剂为P204，相比(OA)为1:1，辐射时间3min，萃取级数为2级，再进行有机相和水相分离，负载有机相采用6mol/L盐酸反萃，相比(OA)为10:1，反萃取级数为2级；获得的富铟液采用铝片置换并引入超声波，辐射时间1h，经过过滤和洗涤，得到海绵铟。从原料到海绵铟，铟回收率达到91.42％。
综上所述，本发明采用加硫酸亚铁与铅冰铜混合氧化焙烧，不仅使铅冰铜中硫化铟转化为适宜稀硫酸浸出的氧化铟，有利于提高了铟浸出率，而且铟在焙烧过程中没有挥发，大大提高了铟回收率，同时在萃取过程中引入超声波，消除了铟在萃取过程中的乳化问题，在金属置换铟过程中引入超声波，提高了置换效果，缩短了置换时间，且全流程工艺简单，容易实现产业化，具有良好的工业应用前景。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种从铅冰铜中提铟的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将铅冰铜与硫酸亚铁混磨，按质量比计，铅冰铜与硫酸亚铁的质量比为0.1～1.5:1；
B、将混磨的物料置于管式炉中通含氧气体进行氧化焙烧，获得焙烧物；
C、将焙烧物用稀硫酸进行浸出，然后过滤和洗涤，得到浸出渣和浸出液，按质量百分比计，稀硫酸浓度为10-60％；
D、将浸出液在超声波辐射下萃取铟，得到含铜萃取液和富铟液；
E、富铟液在超声波辐射下采用金属置换获得海绵铟。
2.根据权利要求1所述的从铅冰铜中提铟的方法，其特征在于，所述步骤A中，所述硫酸亚铁为无水硫酸亚铁或七水硫酸亚铁。
3.根据权利要求2所述的从铅冰铜中提铟的方法，其特征在于，所述步骤A中，采用无水硫酸亚铁时，铅冰铜与硫酸亚铁的质量比为0.1～1:1；采用七水硫酸亚铁时，铅冰铜与硫酸亚铁的质量比为0.4～1.5:1。
4.根据权利要求1所述的从铅冰铜中提铟的方法，其特征在于，所述步骤A中，混磨时间为30～120min。
5.根据权利要求1所述的从铅冰铜中提铟的方法，其特征在于，所述步骤B中，含氧气体为空气、富氧。
6.根据权利要求1所述的从铅冰铜中提铟的方法，其特征在于，所述步骤B中，焙烧温度为500-650℃，焙烧时间为1～4h。
7.根据权利要求1所述的从铅冰铜中提铟的方法，其特征在于，所述步骤C中，浸出时间为1-4h，浸出温度为50-95℃。
8.根据权利要求1所述的从铅冰铜中提铟的方法，其特征在于，所述步骤D中，萃取铟所采用的萃取剂为P204或P507，辐射时间为1-10min。
9.根据权利要求1所述的从铅冰铜中提铟的方法，其特征在于，所述步骤E中，金属置换采用的金属为锌片或铝片，辐射时间为1-2h。
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