銦殘極板置換除鉍的工業應用

龔福保，李曙東（.中南大學冶金與環境學院，湖南長沙 40083；.錫礦山閃星銻業有限責任公司，湖南冷水江 47500）

銦殘極板置換除鉍的工業應用

龔福保1，李曙東2
（1.中南大學冶金與環境學院，湖南長沙 410083；2.錫礦山閃星銻業有限責任公司，湖南冷水江 417500）

分析了含銦氧化鋅回收精銦生產過程中鉍超標的原因，通過電解過程中產生的殘極銦，鑄成板，返回置換做除鉍還原劑，反萃液中氯化鉍被還原成海綿鉍開路，殘極板中的金屬銦以氯化銦形式返回系統。較好地控制了雜質鉍在后續工序中對精銦生產的影響，保證了各項工藝參數的平穩控制和合格精銦的生產。

殘極板；析出銦；浸出；反萃液；置換；電解

錫礦山閃星銻業有限責任公司鋅廠采用豎罐煉鋅工藝，為回收焦結氧化鋅中有價金屬銦和鋅，配套了銦和硫酸鋅車間。采用氧化鋅中性浸出分離鋅、銦，粗硫酸鋅溶液用于生產一水硫酸鋅；含銦渣酸性浸出后，經凈化、萃取、置換、電解、精煉產出精銦。由于煉鋅加工費不斷壓縮，為適應市場保生存，鋅廠對原料結構進行了調整，使用40%左右的廉價雜鋅原料，使焦結氧化鋅中雜質鉍、氯明顯提高，致回收銦過程中，粗銦中鉍達3%～10%，電解精煉時槽壓升高、殘極率高、析出銦含鉍高達70～100μg／g，影響產品產量和質量，生產相當被動。必須降低粗銦中鉍含量，滿足電解正常進行和合格精銦生產。

1 粗銦鉍高的原因及除鉍機理

1.1 粗銦含鉍高的原因分析

1.鋅廠使用雜物料后，與使用鋅精礦比，焦結氧化鋅中元素成分發生變化，含鉍、氯明顯升高，成分對比見表1。

表1 使用鋅精礦與使用雜物料產氧化鋅成分對比%

2.鉍在中性浸出（終點pH值4.8～5.2）時，以硫酸鉍和氯氧化鉍形式進入含銦渣。酸性浸出（硫酸終酸60～90 g／L）時，硫酸鉍繼續留在渣中；氯氧化鉍部分返溶，以氯化鉍形式進入含銦溶液中。

3.由于銦、鉍性質相似，有機相萃取時鉍進入反萃液，反萃液含鉍達5～10 g／L。反萃液采用鋅板置換銦的過程中，鉍也同時被置換成金屬態，進入海綿銦，熔鑄成粗銦時鉍高達3%～10%，而銦品位下降到90%左右。電解時，為減少雜質析出，須維持槽壓，只有降低電流強度，析出銦產出率低，且含量鉍高達70～100μg／g，降低了精銦品級。連續電解二次后，殘極銦含鉍達20%～30%，已無法進行正常電解作業。

1.2 除鉍機理

有關金屬活動性順序：Zn＞Cd＞In＞Tl＞Sn＞Pb＞Bi［1］

置換過程中，排在前面的金屬可以將排在后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來。可以看出，用金屬銦首先對反萃液進行置換，則可將鉈、錫、鉛、鉍等有害雜質分離出來。銦以氯化銦形式進入反萃液，提高反萃液中的銦純度。渣液分離后，溶液再采用精鋅置換，有效降低海綿銦的雜質含量，提高銦品位。主要反應過程如下［2］：

2 生產實踐

2.1 置換所用金屬銦準備

銦生產中電解過程中的殘極，重新熔鑄返回電解，當銦品位下降到80%左右時，如繼續進行電解，則會槽壓升高，電解液錫、鎘、鉍超標，析出銦、鉍、錫高，精銦只能降級處理。殘極銦品位下降到80%左右時，通常采用返回浸出系統處理，再經萃取，除去錫、鎘等雜質。由于料液中氯離子高（約10～20 g／L），除鉍效果較差。

工廠利用這部分殘極，鑄成殘極銦板，送到置換工序，用來置換反萃液中鉍、錫等雜質金屬。

2.2 殘極銦板置換除鉍操作

開抽風機，往置換槽中加入反萃液，掛好殘極銦板，進行一次置換。反應一定時間后，進行固液分離，取溶液樣化驗。結果見表2。

表2 反萃液采用銦板置換前后鉍含量對比

從表2可看出，反萃液經過銦板置換4 h后，除鉍率達70%以上；當反萃液經過銦板置換8 h后，除鉍率達83%以上；當反萃液經過銦板置換20 h后，除鉍率達96%以上。

除雜后的反萃液，掛鋅板進行二次置換。產出的海綿銦經壓團、熔鑄后產出粗銦。

2.3 粗銦及電解情況變化

生產實踐中，為較好地降低粗銦中的鉍含量，在鋅板置換銦之前，采用了反萃液用殘極銦板置換20 h的操作方案。粗銦質量前后對比見表3，電解工藝參數變化見表4。

表3 銦板置換前后粗銦質量對比%

表4 銦板置換前后電解工藝參數變化及精銦質量對比

從表3可看出，采用殘極銦板置換除鉍等雜質后，產出的粗銦品位達99%，其鉍含量控制在0.3%以下，粗銦品質明顯提高。從表4看出，置換除鉍后產的粗銦，進入電解系統后，在穩定槽壓的條件下，電流強度可提高到70 A，析出銦產出率回升到60%左右，精銦產品中鉍含量下降到10μg／g以下，精銦產量、質量等工藝參數滿足了In 99.99%生產要求，恢復到生產線的正常生產狀態。

3 結 語

由于原料成分變化，導致精銦生產的波動。通過工藝調整，較好地保證了生產的正常進行。實踐表明，殘極銦板置換除雜的應用，能有效去除雜質金屬，提高粗銦品位，優化電解操作條件，為提高精銦品質提供了一條有效途徑。

［1］ 費多洛夫·阿克楚林（張啟運，徐克敏譯）.銦化學手冊［M］.北京：北京大學出版社，2005.

［2］ 孫倬.重有色金屬冶煉設計手冊（鉛鋅鉍卷）［M］.北京：冶金工業出版社，1995.

Industrial App lication of Indium Residue Plate on Replacement to Remove Bismuth

GONG Fu-bao1，LIShu-dong2
（1.School ofMetallurgy and Environment，CentraL South University，Changsha 410083，China；2.Hsikwangshan Twinkling Star Co．，Ltd．，Lengshuijiang 417500，China）

The paper analyzed the reasons for excessive bismuth content in the recovering process of refined indium from zinc oxide containing indium.The indium residual pole produced by electrolytic process returned to replacement process as reducing agent to remove Bi.Bismuth chloride in reflux extraction solution was reduced to sponge bismuth，and metal indium was back to system in indium chloride form，which controlled the effects of impurities of bismuth on pure indium production in follow-up processes，ensured the control of various process parameters and qualified indium production.

residual pole；precipitation indium；leaching；reflux extraction solution；replacement；electrolytic

TF803.2＋5

A

1003－5540（2016）02－0047－02

2015－12－21

龔福保（1975－），男，高級工程師，主要從事銻鋅冶煉生產技術管理工作。