探究鋅冶煉過程中銦的富集與回收技術

陸 清

西部礦業鋅業分公司，青海西寧 810000

金屬銦具有分散性，其質地柔軟，可以拉成細絲，用量少卻能實現材料物理化學性能的極大改變。現階段，銦在電子、冶金、航空航天、醫藥以及化工等領域中有著廣泛應用。國內銦儲量大，主要分布在廣西、云南和青海等省份。然而，相較于發達國家而言，我國銦利用效率不高，存在著嚴重的浪費現象。因此，為了提高銦的利用效率，應當大力開發高效節能的提銦技術。銦的提取大多在鋅冶煉過程中進行，研究鋅冶煉過程中銦的富集與回收技術具有重要意義。

1 鋅冶煉過程中銦的富集與回收技術

1.1 鋅濕法冶煉中銦的富集與回收技術

1.1.1 利用常規浸出渣的直接還原揮發對銦進行富集與回收

過去的提銦技術是將銦從含銦鋅精礦中提取出來，現在對這一技術進行了改進，利用常規浸出渣的直接還原揮發來提取銦。通過對銦提取原料進行中性浸出以及酸性浸出，將還原劑加入到浸出渣中，然后對其進行干燥、高溫還原處理，在揮發物中對銦進行富集，最后回收銦。實驗研究表明，利用這一技術需要控制好以下參數：還原劑需要采用質量分數在15%～20%范圍內的；還原溫度應當控制在1250℃；5kg/h是最為合適的加料速度，能夠提高銦的揮發率，使其達到97%。在對揮發物進行酸性浸出處理后，銦的浸出率高達93.38%，有效提高了銦的總體回收率。因此，利用常規浸出渣的直接還原揮發對銦進行富集與回收，不僅可以實現銦的回收率的顯著提升，還能大大縮短銦冶煉流程。

1.1.2 利用鋅浸出的高溫硫化揮發對銦進行富集與回收

銦的富集與回收還可以利用鋅浸出渣的高溫硫揮發來實現，實踐表明，這一技術手段具備諸多優良特性，包括成本低、適應性強、工藝流程短等，值得在實際生產中進行推廣和應用。應用該技術需要注意以下幾點：控制好鋅渣的浸出渣、石灰、煤粉、碳粉、硫化物之間比例；硫化揮發溫度需要控制為1100℃，揮發時間控制在2h，這種情況下能夠有效提高銦揮發率，使其高達90%，生產效率較高。

1.1.3 利用浮選、還原焙燒、磁選法提取銦銀

通過研究和分析浸出渣的化學和物理特性，在此基礎上應用浮選、還原焙燒、磁選法來提取銦銀，能夠實現對銦、銀的綜合性回收。實驗研究表明，采用這一技術需要注意下列方面：首先，在進行銀的浮選時，其流程需要按照一次粗選、一次精選、一次掃選的順序進行，調整劑選擇Na2S，捕收劑選擇XY-1和丁基黃藥的混合物，起泡劑選擇松醇油。對浮選溶液的酸堿值進行合理控制，使其數值為5，在這種情況下獲取的銀精礦，其品味可達3902.1g/t，同時能夠有效提高銀的回收率。其次，對焙燒溫度和焙燒時間進行合理控制，前者為1100℃，后者為2h，還原劑選用義馬煤，這樣可以大大提高銦、鋅以及鉛的揮發率，使其高達96%。焙燒后還要對冶煉渣進行磁選，確保未被回收的銀富集到磁選鐵粒中，實現進一步回收。

1.2 鋅火法冶煉中銦的富集與回收技術

1.2.1 利用鋅火法冶煉的副產品對銦進行富集與回收

第一，利用硬鋅對銦進行富集與回收。在鋅冶煉中采用火法冶煉時，其副產物有硬鋅，該物質富含鋅、鉛、銦、鍺等物質。在對硬鋅進行銀的富集與回收時，真空蒸餾法是較為常用的方法，不僅如此，真空蒸餾法還能對硬鋅中的其他金屬進行有效回收。現階段，真空蒸餾法這一技術手段已經實現了對鋅、鉛鋅合金的回收，蒸餾殘渣中有銦的富集。采用這一方法需要注意以下幾點：控制好真空蒸餾的真空度，確保其在66～106Pa范圍內；控制好真空蒸餾時間和溫度，前者為40～100min，后者為1000℃。采用該方法，銦的回收率非常之高，甚至超過90%。

第二，利用氧化鋅的煙灰對銦進行富集與回收。濕法冶煉鋅會產生浸出渣，氧化鋅是在對浸出渣進行焙燒揮發后出現的。然后對氧化鋅進行脫氯處理，在經過中浸、低浸、銦水解等工藝處理，最后得到富銦渣。在此過程中主要應用兩種浸出工藝，即中性浸出和酸性浸出。銦的水解富集是通過納米氧化鋅實現的。過去要得到富銦渣需要利用鐵粉進置換，在此過程中，溶液中的砷會轉化成砷化氫流散到空氣中，對生產人員的身體健康造成損害。因此，現階段富銦渣通常采取水解的方式進行。目前，富銦渣的生產工藝得到了很大程度上的完善，將變頻器添加在氧化鋅的料倉中，從而對下料速度、氧化鋅各槽酸堿值進行有效控制，再對低浸酸度和時間進行合理調節，分批添加氧化鋅，在這種情況下，富銦渣的品位得到了顯著提升，然后控制好納米氧化鋅的加入量，進一步實現富銦渣品位的提升和數量的降低，從而增加銦的回收率。

1.2.2 利用鋅火法的冶煉渣對銦進行富集和回收

第一，利用富銦渣對銦進行富集回收。許多廢渣會在火法煉鋅時產生，這些廢渣包括鋅渣、硬鋅以及腳鋅等。在考慮到酸度、浸出時間、固液比等因素的基礎上，通過研究富銦渣的銦浸出率可以發現：采用這一方法需要對各類參數進行合理控制。將中性浸出固液比控制為1：8～1：6，溫度控制在80℃，浸出時間控制在4～6h；將酸性浸出固液比控制為1：8，溫度同樣是80℃，浸出時間控制在8～10h；在置換時間上，鋅粉是72h。同時還要對鋅粉粒度、置換前酸堿值進行控制，前者為80～120目，后者為1～1.5。在這種情況下，銦的提取率能夠顯著提升。

第二，利用鋅精餾爐的浮渣對銦進行富集回收。在火法煉鋅中，精餾爐中會有一種浮渣產生，其內部含有金屬鋅的成分。在提取銦時，鋅這種物質大多以固態形式存在，即金屬鋅。如果對浸出銦采取常規方式進行攪拌，不僅攪拌難度大，而且可能會嚴重磨損設備。除此之外，浸出鋅中含有一些砷，在浸出過程中可能會出現毒害氣體，還要設置相應處理設備，成本較高。因此，在這一提取方式上研究出堆浸提取銦技術，先使用硫酸堆浸浮渣，然后通過次氧化鋅調節浸出液的酸堿值，實現銦的水解沉淀，之后對其進行過濾，分離出銦和鋅這兩種物質，將銦渣使用硫酸浸出。使用P204萃取酸浸液，使用鋅板置換出反萃液中的海綿銦，最后經過處理得到標準銦錠。使用硫酸銅溶液處理堆浸時產生的氣體，確保溶液充分吸收毒害氣體。采用這提銦技術能夠完全分離出銦和鋅，有效提高銦的回收率，同時還能有效控制堆浸過程中產生的劇毒氣體。

第三，利用鉛浮渣的反射爐煙塵對銦進行富集回收。通過分析銦的相關物氧化銦、硫酸銦的性質、特點等，在此基礎上應用二段硫酸浸出法進行銦的富集與提取，同樣適用P204萃取浸出液，然后通過硫酸洗滌、鹽酸反萃取、鋅板置換、壓團熔鑄以及電解鑄型等一系列工藝，將銦提取出來，操作方法比較簡便，同時能夠獲取較高的銦回收率。

2 鋅冶煉過程中銦的富集與回收注意事項

首先，無論是哪種提銦技術，浸出階段都是提銦流程中必不可少的，然而，現階段國內許多企業采用的提銦技術有一個共同缺點，即銦的浸出率過低，造成嚴重的資源浪費。因此，國內提銦技術的研究重點應當放在提高銦浸出率上，只有銦的浸出率得到顯著提升，才能實現銦富集與回收效率的有效提升。

其次，對于不同物料中的銦，其工藝流程存在一定的差異性，處理設備和處理技術也有所不同。然而，每種提銦技術都有自己的優勢和不足，需要對其進行不斷研究、分析、完善和創新。例如：目前大多應用P204進行銦的萃取，盡管這種物質造價低廉、易于獲取，但是提銦效果并不特別理想，而且容易產生有機相老化、乳化等問題。因此，要想完善銦的提取技術，還要加強對銦萃取劑的研究與開發。

最后，我國工業發展速度越來越快，銦的需求量將會有很大提升，但是其儲存量則是有限的，目前許多地區已經出現了銦資源枯竭的現象。因此，未來銦的主要來源是貧銦資源和再生銦資源，尤其是再生銦資源。除此之外，人們的環保意識越來越強，在進行技術創新時不能忽視對生態環境的保護，技能環保的提銦技術也是提銦技術發展的未來趨勢。

3 結語

綜上所述，社會經濟的發展促進了城市工業的發展。銦的需求量在近幾年有了顯著提升，國家和相關企業都開始重視提銦技術的研究和開發。近年來，隨著科學技術的發展，提銦技術得到了很大程度的完善。銦的提取大多在鋅冶煉過程中完成，因此，研究鋅冶煉過程中銦的富集和提取技術十分必要且重要。目前針對濕法煉鋅和火法煉鋅都有了相關提銦技術，銦的富集與回收工藝逐漸完善。相信隨著科技水平的不斷提升，銦的富集與回收技術會得到更大的發展與完善。