CN1221800A

CN1221800A - 铁矾渣焙烧浸出萃取提铟的工艺

Info

Publication number: CN1221800A
Application number: CN 98112542
Authority: CN
Inventors: 陈志飞; 姚先理; 宁顺明; 蒙在吉; 罗毓湘; 沈湘黔; 袁铁锤; 谢美球; 黎红兵
Original assignee: Changsha Research Institute Of Mining And Metallurgy ministry Of Metallurgical Industry
Current assignee: Changsha Research Institute Of Mining And Metallurgy ministry Of Metallurgical Industry
Priority date: 1998-07-09
Filing date: 1998-07-09
Publication date: 1999-07-07
Anticipated expiration: 2018-07-09
Also published as: CN1066204C

Abstract

本发明涉及一种从锌生产所产铁矾渣中提铟的方法,其工艺是将铁矾渣焙烧,焙烧料浸出,用离心萃取器进行铟铁分离,从有机相中反萃铟,反铟液用锌板置换,海绵铟经压团、电积、熔铸得含铟99.993%的铟锭;反萃铟后的有机相经处理返回萃取工序使用;萃铟余液通过油水分离,有机相得以回收,分油后溶液送提锌系统。本工艺经工业试验,从铁矾渣至金属铟,铟冶炼回收率80.44%。

Description

铁矾渣焙烧浸出萃取提铟的工艺

本发明涉及一种从铁矾渣中提铟的方法。

迄今为止，从铁矾渣中提铟的方法有如下工艺，即是Amer.S等人在90～100℃温度下，用50～100g/L H₂SO₄和latm SO₂，还原浸出铁矾渣，使铟进入溶液，铁以二价态存在，再用P₂₀₄和煤油萃取铟[见专利ES474087和Amer.S.；Hernander,A.；Luis,A.Rev.Metal.(Madrid)1978,14(6),334～157]。上述方法存在三个主要缺点，即在浸出铟的同时，铁也被浸出，浸出条件为高温、高酸，对设备材质要求高，铟回收率低，只有近50％。

本发明在于解决上述从铁矾渣中提铟的三个主要缺点，达到高效提取铟的目的，其方法是将铁矾渣焙烧，焙烧料浸出，用离心萃取器进行铟铁分离，从有机相中反萃铟，反铟液用锌板置换，海绵铟经压团、电积、熔铸得含铟99.993％的铟锭；反萃铟后的有机相经处理返回萃取工序使用；萃铟余液通过油水分离，有机相得以回收，余液送提锌系统。

本工艺所研究的物料成分为：In 0.10～0.50％,Fe 20～35％,Zn 2～12％,S 8～15％,Cu 0.1～0.5％,Na 2.0～4.0％，此外，尚有少量Sb、As、SiO₂。现将该工艺分述如下：

1．铁矾渣的焙烧工艺

将铁矾渣在焙烧回转窑中，加温至350～900℃，焙烧时间为0.1～1h。此时铁矾渣受热分解，脱除结晶水，放出SO₃或SO₂，大部分铁呈三氧化二铁形式存在，而铟仍为硫酸盐状态，易溶于稀酸。

2．焙烧料浸出工艺

铁矾渣经焙烧后送浸出槽，浸出固液比：1∶3～10，在10～60g/L H₂SO₄,30～70℃温度下，搅拌浸出0.1～2h。浸出后的矿浆进行固液分离。浸出溶液含H₂SO₄ 10～60g/L,Fe 10～80g/L,In 0.1～1.5g/L，其它还有Zn、Cu、Cd、As、Sb、Na等。浸出溶液送至萃取工段。

3．铟铁分离的萃取工艺

本工艺以P₂₀₄为萃取剂，煤油为稀释剂。由于浸出液中铁浓度约为铟浓度的100倍，且二者均以三价阳离子状态存在，有共萃行为。本工艺利用三价铟萃取速度快，三价铁萃取速度慢这种萃取动力学上的差异来实现两者的分离。采用离心萃取器快速混合，高速分离的特点控制相接触时间在1min以内，铟萃取率在95％以上，铁为5％以下，可以达到铟铁分离的目的。

负铟有机相经反萃取铟后返回使用；反萃铟得到的反铟液经锌板置换、压团、电积及熔铸，得含铟99.993％的产品铟锭。

4．萃取余液有机相的油水分离工艺

经离心萃取器萃铟后，萃铟余液中有机相(P₂₀₄+煤油)含量常在0.1％以上。如不经处理，进入提取锌系统，不但造成P₂₀₄和煤油的损失，而且P₂₀₄含量大于10mg/L时，对锌电积产生有机烧板。利用一种组合式油水分离器，进行汕水分离。从而保证了萃铟余液中有机相的含量小于10mg/L，可送至锌系统，且降低了P₂₀₄和煤油的消耗。

油水分离工艺条件：萃铟余液流量0.1～50m³/h，压力0.01～1Mpa，室温下进行。

附图1为本发明的工艺流程图，其图面标号为：1．焙烧回转窑，钢壳衬耐火砖制作；2．浸出槽(无特殊要求)；3．压滤机(无特殊要求)；4．组合式油水分离器；5．离心萃取器；6．再生萃取箱；7．反铟萃取箱；8．置换槽；9．压机；10．阳极熔铸炉；11．电积槽；12．产品熔铸炉；13．铟锭。

实施例1：铁矾渣成分Zn6.86％,Fe30.80％,In0.18％,S10.32％,Cu0.27％,Cd0.055％,As0.80％,Sb0.29％,Pb0.45％,Sn0.28％,SiO₂1.39％。在马弗炉中焙烧，焙烧温度730℃，时间0.5h；用烧料0.5kg加含H₂SO₄28g/L的溶液2L，在60℃下，搅拌浸出1h；矿浆过滤后溶液用φ20的离心萃取器二级逆流萃取铟，溶液流量为0.5L/h，萃取剂(体积比：P₂₀₄/煤油=3/7)流量为0.05L/h；负铟有机相依次进行箱式三级反铟、三级再生，反铟剂为1N ZnCl₂+4N HCl，反铟液用锌板置换得海绵铟。试验结果：从铁矾渣到海绵铟，铟的回收率为85.56％。

实施例2：铁矾渣成分同例1。铁矾渣在φ250×1600的电热焙烧回转窑进行焙烧，温度490℃，焙烧时间15min；用焙烧料22kg，加含H₂SO₄28g/L的溶液90L，在60℃下，搅拌浸出1h，矿浆过滤后，溶液用φ70的离心萃取器二级逆流萃取铟，溶液流量为20L/h，萃取剂(成分同例1)流量为2L/h；反铟、置换过程及条件同例1。萃铟余液含有机相0.16％，用体积为100L的组合式油水分离器，压力0.25MPa，萃铟余液流量20L/h。从铁矾渣到海绵铟，铟的回收率为84.47％，萃铟余液分油后含有机相为6.2mg/L。

实施例3：工业试验所用铁矾渣成分Zn6.01％,Fe30.10％,In0.306％,Cu0.30％,Cd0.039％,As0.83％,Sb0.36％,Pb0.52％,Sn0.31％,S10.20％,SiO₂1.24％。铁矾渣在φ2200×30000回转窑中进行焙烧，以煤气为燃料，焙烧温度为450～500℃，时间0.5h，进料量为5.5t/h；浸出每槽投焙烧料5t，加含H₂SO₄28g/L的溶液30m³，在60℃下，搅拌浸出1h，矿浆固液分离后，溶液进行离心萃取，流量为6m³/h，萃取剂(成分同例1)，流量为0.8m³/h，反铟、置换同例1；阳极熔铸温度250℃；电积温度20～40℃，同极距65mm，电压0.3V，电流密度50A/m²；合式油水分离器容积为18m³，萃铟余液流量18m³/h，含有机相0.15％。工业试验历时90天，处理铁矾渣1403.4t，得铟锭3.454t，品位99.993％，从铁矾渣到铟锭，铟的冶炼回收率为80.44％，油水分离后萃铟余液含有机相5.6mg/L。

本发明工艺的主要优点是：①．经焙烧后的铁矾渣，其铟易溶于稀酸，而铁基本上呈Fe₂O₃态，不溶于稀酸，浸出时即可分离大部分铁；②．浸出温度不高，酸度低，易于操作；③．在有大量三价铁存在的溶液中，三价铁无需还原，能直接萃取铟，有利于环境保护，铟的萃取率＞95％，铁的萃取率＜5％，使铟铁进一步分离；④．利用一种组合式油水分离器，成功地对萃铟余液进行了油水分离，使有机相得以回收，分油后溶液送提锌系统。

Claims

1．一种涉及从锌生产所产铁矾渣中提取铟的方法，该方法以铁矾渣为原料，经焙烧、浸出、萃取、反萃、置换得海绵铟，海绵铟经压团、电积、熔铸得含铟99.993％的铟锭产品。其特征在于：将锌生产所排出的铁矾渣先进行焙烧，焙烧温度350～900℃，时间0.1～1h，以稀酸浸出，稀酸浓度为10～60g/L H₂SO₄，浸出温度30～70℃，浸出时间0.1～2h；萃铟余液经油水分离，有机相并入负铟有机相，水相送至锌提取。

2．根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：采用一种由气浮和捕收构成的组合式油水分离器，有效地分离萃铟余液中的有机相，油水分离的工艺条件为：萃铟余液流量0.1～50m³/h，压力0.01～1Mpa。