CN113005308A - 一种提炼金属铟的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提炼金属铟的方法，所述方法包括以下步骤：(1)收集废铟，定型处理后得到废铟块；(2)将废铟块装入筛网，悬挂后进行熔炼和过滤，得到铟熔浆；(3)将铟熔浆经过冷却处理，得到金属铟。本发明提供的方法简化了处理流程，缩短了处理周期，降低了处理成本，实现了废铟的回收再利用。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种提炼金属的方法，尤其涉及一种提炼金属铟的方法。
背景技术
现如今，LCD显示技术已经广泛应用于生活中的方方面面，然而在LCD靶材生产过程中会产生很多残铟和铟渣，因其含有较多杂质而无法得到有效再利用，从而造成了严重的资源浪费。此外，纯铟价格昂贵，购买渠道有限。因此，从残铟和铟渣中提炼金属铟实现铟的回收再利用可大幅度降低生产成本。
CN 110117724A公开了一种碳热还原含铟渣中的铟的回收方法，包括以下步骤：(1)预处理：将含铟重量比高于0.02％的含铟渣进行粉碎，得到平均粒度低于90μm的原料微粉；(2)浸出：在原料微粉中加入硫酸进行浸出，得到浸出液；(3)除杂：在浸出液中加入还原铁粉和明胶，除去浸出液中的硅和Fe3+，得到还原后液；(4)灼烧：将还原后液在空气中，于1123.15K灼烧至恒重，生成In2O3，再在空气中于1273.15K加热30min；(5)碳热还原：将灼烧生成的In2O3和石墨粉按照质量比2：1的比例混合，通过高温气氛炉熔炼，制得高纯金属铟。然而所述回收方法较为繁琐，处理成本较高且周期较长，并不适用于铟含量较高的废铟的回收再利用。
由此可见，如何提供一种提炼金属铟的方法，简化处理流程，缩短处理周期，降低处理成本，实现废铟的回收再利用，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提炼金属铟的方法，所述方法简化了处理流程，缩短了处理周期，降低了处理成本，实现了废铟的回收再利用。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种提炼金属铟的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)收集废铟，定型处理后得到废铟块；
(2)将废铟块装入筛网，悬挂后进行熔炼和过滤，得到铟熔浆；
(3)将铟熔浆经过冷却处理，得到金属铟。
本发明中，步骤(2)所述熔炼和过滤同时进行，即废铟块在熔化之后通过筛网过滤滴落得到铟熔浆，固体杂质保留在筛网中。
本发明将废铟定型后装入筛网进行熔炼，通过合理控制熔炼温度，使得金属铟熔化成为铟熔浆，而杂质铁和铝仍处于固态保留在筛网中，从而实现了金属铟的提炼，且处理流程简单，周期短，成本低，适用于铟含量较高(～70-90wt％)的废铟回收再利用。
优选地，步骤(1)所述定型处理包括压力定型或熔化定型，进一步优选为熔化定型。
优选地，所述熔化定型的温度为500-600℃，例如可以是500℃、510℃、520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃、580℃、590℃或600℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述废铟块的形状为圆柱体。
优选地，所述圆柱体的直径为15-25cm，例如可以是15cm、16cm、17cm、18cm、19cm、20cm、21cm、22cm、23cm、24cm或25cm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述圆柱体的高度为10-20cm，例如可以是10cm、11cm、12cm、13cm、14cm、15cm、16cm、17cm、18cm、19cm或20cm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述筛网的材质为铁或不锈钢。
优选地，步骤(2)所述筛网的规格为30-40目，例如可以是30目、31目、32目、33目、34目、35目、36目、37目、38目、39目或40目，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤(2)所述筛网的规格需保持在合理范围内。当筛网规格大于30目时，筛网孔径过大，杂质容易掉落在铟熔浆中，从而降低了金属铟的纯度；当筛网规格小于40目时，筛网孔径过小，铟熔浆由于表面张力无法顺利滴落，从而无法实现有效过滤。
优选地，步骤(2)所述悬挂的高度为15-30cm，例如可以是15cm、16cm、18cm、20cm、22cm、24cm、26cm、28cm或30cm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤(2)所述悬挂的高度为筛网底部与熔炼装置底部之间的距离，所述筛网悬挂于熔炼装置内，保持高度在15-30cm范围内，既可避免滴落的铟熔浆液面与筛网相接触，又可实现筛网内废铟块的充分加热。
优选地，步骤(2)所述熔炼的温度为600-650℃，例如可以是600℃、605℃、610℃、615℃、620℃、625℃、630℃、635℃、640℃、645℃或650℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤(2)所述熔炼的温度需保持在合理范围内。当熔炼温度低于600℃时，废铟块熔化较为缓慢，且出铟率较低，处理时间延长；当熔炼温度高于650℃时，杂质中的铝发生熔化，进入铟熔浆，从而降低了金属铟的纯度。
优选地，步骤(2)所述熔炼的升温时间为30-40min，例如可以是30min、31min、32min、33min、34min、35min、36min、37min、38min、39min或40min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述熔炼的保温时间为20-30min，例如可以是20min、21min、22min、23min、24min、25min、26min、27min、28min、29min或30min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述过滤后筛网中残留的废渣再进行至少1次熔炼，例如可以是1次、2次、3次、4次或5次，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤(2)所述过滤后筛网中残留的废渣再进行至少1次熔炼可充分回收再利用废渣中的金属铟，进一步提升总体的出铟率。
优选地，步骤(3)所述冷却处理包括静置冷却或冷却水浸泡，进一步优选为冷却水浸泡。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)收集废铟，在500-600℃下熔化定型后得到直径为15-25cm，高度为10-20cm的圆柱体废铟块；
(2)将废铟块装入铁或不锈钢材质的30-40目筛网，悬挂在高度为15-30cm处进行熔炼和过滤，得到铟熔浆；所述熔炼的温度为600-650℃，升温时间为30-40min，保温时间为20-30min；所述过滤后筛网中残留的废渣再进行至少1次熔炼；
(3)将铟熔浆经过冷却水浸泡，得到金属铟。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明将废铟定型后装入筛网进行熔炼，通过合理控制熔炼温度，使得金属铟熔化成为铟熔浆，而杂质铁和铝仍处于固态保留在筛网中，从而实现了金属铟的提炼；相较于现有的提炼方法，简化了处理流程，缩短了处理周期，降低了处理成本，适用于铟含量较高(～70-90wt％)的废铟回收再利用，且出铟率最高可达72％。
附图说明
图1是本发明提供的提炼金属铟的方法所采用的装置示意图。
其中：1-筛网；2-废铟块；3-熔炼炉；4-炉盖；5-炉底；6-龙门架。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种提炼金属铟的方法，所述方法在如图1所示的装置中进行，包括以下步骤：
(1)收集废铟，在550℃下熔化定型后得到直径为20cm，高度为15cm的圆柱体废铟块2；
(2)将废铟块2装入铁材质的35目筛网1，借助龙门架6悬挂于熔炼炉3内，并距离炉底5高度为20cm处，盖上炉盖4，进行熔炼和过滤，得到铟熔浆；所述熔炼的温度为625℃，升温时间为35min，保温时间为25min；所述过滤后筛网中残留的废渣再进行1次熔炼；
(3)将铟熔浆经过冷却水浸泡，得到金属铟。
本实施例中，废铟块的出铟率为60％，筛网中残留废渣的出铟率为15％。
实施例2
本实施例提供一种提炼金属铟的方法，所述方法在如图1所示的装置中进行，包括以下步骤：
(1)收集废铟，在500℃下熔化定型后得到直径为15cm，高度为10cm的圆柱体废铟块2；
(2)将废铟块2装入不锈钢材质的30目筛网1，借助龙门架6悬挂于熔炼炉3内，并距离炉底5高度为15cm处，盖上炉盖4，进行熔炼和过滤，得到铟熔浆；所述熔炼的温度为600℃，升温时间为30min，保温时间为30min；所述过滤后筛网中残留的废渣再进行2次熔炼；
(3)将铟熔浆经过冷却水浸泡，得到金属铟。
本实施例中，废铟块的出铟率为55％，筛网中残留废渣的出铟率为10％。
实施例3
本实施例提供一种提炼金属铟的方法，所述方法在如图1所示的装置中进行，包括以下步骤：
(1)收集废铟，在600℃下熔化定型后得到直径为40cm，高度为20cm的圆柱体废铟块2；
(2)将废铟块2装入不锈钢材质的30目筛网1，借助龙门架6悬挂于熔炼炉3内，并距离炉底5高度为30cm处，盖上炉盖4，进行熔炼和过滤，得到铟熔浆；所述熔炼的温度为650℃，升温时间为40min，保温时间为20min；所述过滤后筛网中残留的废渣再进行1次熔炼；
(3)将铟熔浆经过冷却水浸泡，得到金属铟。
本实施例中，废铟块的出铟率为50％，筛网中残留废渣的出铟率为5％。
实施例4
本实施例提供一种提炼金属铟的方法，所述方法中除了将筛网的规格改为25目，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
相较于实施例1，本实施例在熔炼过程中有少许杂质铁与铝漏出筛网进入铟熔浆，从而导致提炼后的金属铟纯度较低。
实施例5
本实施例提供一种提炼金属铟的方法，所述方法中除了将筛网的规格改为45目，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
本实施例在熔炼过程中，熔化后的铟熔浆由于表面张力无法顺利从筛网中滴落，从而无法实现有效过滤，需要借助外力振荡才可实现铟熔浆的滴落。
实施例6
本实施例提供一种提炼金属铟的方法，所述方法中除了将熔炼的温度降为550℃，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
本实施例在熔炼过程中废铟块熔化缓慢，且出铟率仅为40％。
实施例7
本实施例提供一种提炼金属铟的方法，所述方法中除了将熔炼的温度升为660℃，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
本实施例在熔炼过程中杂质铝也发生熔化进入铟熔浆，从而导致提炼后的金属铟纯度较低。
实施例8
本实施例提供一种提炼金属铟的方法，所述方法中除了不再对过滤后筛网中残留的废渣进行后续熔炼，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
相较于实施例1，本实施例并未充分回收废渣中残留的铟，一定程度上造成了资源浪费。
对比例1
本对比例提供一种提炼金属铟的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)收集废铟，倒入熔炼炉内，盖上炉盖，进行温度为625℃，升温时间为35min，保温时间为25min的熔炼，得到铟熔浆；
(2)人工打捞出铟熔浆中的杂质铁和铝，将铟熔浆经过冷却水浸泡，得到金属铟。
相较于实施例1，本对比例所得金属铟的纯度取决于人工打捞的效果，且打捞时间较长，增加了时间成本，不利于节省人力物力。
由此可见，本发明将废铟定型后装入筛网进行熔炼，通过合理控制熔炼温度，使得金属铟熔化成为铟熔浆，而杂质铁和铝仍处于固态保留在筛网中，从而实现了金属铟的提炼；相较于现有的提炼方法，简化了处理流程，缩短了处理周期，降低了处理成本，适用于铟含量较高(～70-90wt％)的废铟回收再利用，且出铟率最高可达60％。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种提炼金属铟的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)收集废铟，定型处理后得到废铟块；
(2)将废铟块装入筛网，悬挂后进行熔炼和过滤，得到铟熔浆；
(3)将铟熔浆经过冷却处理，得到金属铟。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述定型处理包括压力定型或熔化定型，进一步优选为熔化定型；
优选地，所述熔化定型的温度为500-600℃。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述废铟块的形状为圆柱体；
优选地，所述圆柱体的直径为15-25cm；
优选地，所述圆柱体的高度为10-20cm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述筛网的材质为铁或不锈钢。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述筛网的规格为30-40目。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述悬挂的高度为15-30cm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述熔炼的温度为600-650℃；
优选地，步骤(2)所述熔炼的升温时间为30-40min；
优选地，步骤(2)所述熔炼的保温时间为20-30min。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述过滤后筛网中残留的废渣再进行至少1次熔炼。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述冷却处理包括静置冷却或冷却水浸泡，进一步优选为冷却水浸泡。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)收集废铟，在500-600℃下熔化定型后得到直径为15-25cm，高度为10-20cm的圆柱体废铟块；
(2)将废铟块装入铁或不锈钢材质的30-40目筛网，悬挂在高度为15-30cm处进行熔炼和过滤，得到铟熔浆；所述熔炼的温度为600-650℃，升温时间为30-40min，保温时间为20-30min；所述过滤后筛网中残留的废渣再进行至少1次熔炼；
(3)将铟熔浆经过冷却水浸泡，得到金属铟。
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