淺析金屬銦的提取技術

周大國

云錫文山鋅銦冶煉有限公司 云南 文山663700

銦作為一種稀有金屬,銀白色略帶淡藍色,質地柔軟,具有良好的可塑性與延展性,能夠壓成片,也具有較強的導電性與光滲透性。目前,它在很多高科技領域得到了廣泛的應用,包括國防軍事、航空航天、核工業、電子計算機、醫藥衛生等行業。該金屬元素在地殼中的豐度極低,平均含量只有1×10-5,大多呈分散狀,主要以雜質形式存在于其它礦物中。原料中銦含量超出0.002%通常就可用于回收。因此,本文就銦的回收提取技術進行簡單的論述。

1 鋅冶煉過程中銦的富集與回收技術

1.1 運用常規浸出渣的直接還原揮發作用提取銦 以前是直接從含銦鋅精礦中提取銦,如今主要通過常規浸出渣的直接揮發原理獲取銦。先通過中性浸出與酸性浸出技術處理含銦提取原料,在浸出渣中添加還原劑,再給予干燥、高溫還原處理,回收富集銦的揮發物,最后回收金屬銦。研究證實,要控制好下列參數:還原溫度保持在1250℃,還原劑質量分數一般為15%～20%,加料速度調整為5kg/h,在此條件下銦的揮發率可高達97%,從而提高其回收率。采用該技術提取銦除了能提升銦的回收率,而且也大幅減少了銦的冶煉流程[1]。

1.2 通過鋅浸出高溫硫化揮發作用提取銦 研究顯示,通過高溫硫化揮發富集銦的時候要注意將反應溫度調節為1100℃,揮發時長保持在120 min,并且控制好原料配比:鋅渣的浸出渣、石灰、煤粉、碳粉、硫化物為100:20:8:8:2。在此條件下銦的揮發率可超出90%[2]。該技術不僅適應性好,工藝流程短,而且成本小,在生產實踐中具有較好的推廣應用價值。

1.3 采用浮選-還原-磁選等綜合技術提取銦 在浸鋅渣還原焙燒-磁選分離新工藝基礎上加以改良,通過分析浸出渣相關化學物相后采用浮選-還原焙燒-磁選聯合技術回收銦、銀等元素。研究顯示,對浸鋅渣做浮選處理的時候需依次進行粗選、精選、掃選流程各一次,調整劑選擇Na2S,捕收劑選擇丁基黃藥與XY-1的混合物,起泡劑選擇松醇油,浮選溶液p H保持在5.0 左右,可得到銀精礦,品位為3902.1 g/t,銀回收率較高。當焙燒溫度設為1100℃,對浮選尾礦焙燒2h,將義馬煤作為還原劑,鉛、鋅、銦的揮發率均超過96%[3]。焙燒完成后對冶煉渣進行磁選處理,可進一步回收金屬銦。

2 回收利用鋅火法冶煉副產品

2.1 從硬鋅中回收銦 硬鋅屬于鋅火法冶煉鋅中產生的副產物,包括鉛、鋅、銦、鍺等成分。一般通過硬鋅真空蒸餾技術富集、回收銦。在運用上述技術時要調控好真空度,保持在66～106Pa左右,溫度為1000℃,恒溫蒸餾時間為40～100 min,銦的回收率可在90%以上。

2.2 通過氧化鋅煙灰回收銦 濕法冶煉鋅過程中會出現浸出渣,對其進行焙燒處理,揮發物中包含氧化鋅,再對氧化鋅做相關處理就可獲得富銦渣。上述處理中涉及到中性浸出與酸性浸出兩種工藝。目前,富銦渣大多采用水解方式,避免給工作人員健康造成不利影響。在氧化鋅料倉中配有變頻器,便于對下料速度、氧化鋅各槽酸堿參數進行合理調控,加之對低浸酸度與時間掌控好,將氧化鋅分批加入,可以大幅提升富銦渣的品味,提高銦的回收率。

3 回收利用鋅火法冶煉渣

3.1 利用鋅精餾爐中的浮渣 精餾爐中會產生一種浮渣,包括鋅元素。在提取銦的過程中鋅存在的主要形式為固態。若采用常規攪拌方式處理浸出銦,難度大,也容易損傷設備。另外,浸出鋅中存在部分砷元素,在浸出處理的時候可能產生有毒氣體,需配備相關處理設施,成本高昂。為此,選擇堆浸提取銦技術,先對浮渣用硫酸做堆浸處理,用次氧化鋅調節浸出液的酸堿度,待銦水解沉淀后就可過濾分離出鋅與銦,然后通過硫酸浸出銦渣。通過P204萃取酸浸液,并利用鋅板置換以及相關處理后獲得標準銦錠。

3.2 利用富銦渣 火法煉鋅中形成的硬鋅、鋅渣、下腳鋅等廢渣通過真空蒸餾提鋅處理后形成一種成分獨特的含銦渣就是富銦渣。有研究發現,將工藝條件調控在合適的狀態下可確保銦回收率超過85%:溫度為80℃,時長4～6h,中性浸出液固比為6～8:1;酸性浸出液固比為8:1,溫度為80℃,浸出時長為8～10h;鋅粉置換溫度不低于20℃,時間為72h,p H為1～1.5 ,鋅粉粒度為80～120目[4]。

總之,當前銦提取工藝較多,但效果并不顯著,仍需不斷的研究與探索,尋找更高效、科學的提取技術。