铟反萃液净化除杂试验研究

陈 阳

(株洲冶炼集团股份有限公司,湖南株洲 412004)

铟反萃液净化除杂试验研究

陈 阳

(株洲冶炼集团股份有限公司,湖南株洲 412004)

以株冶高铋、高锡反萃液为原料,在实验室开展了氧化中和、中和硫化和先中和再用锌粉等净化除杂试验研究。试验结果表明,采用先中和再用锌粉净化除杂工艺,铟反萃液中杂质铋、锡的脱除率分别在99.40%和94%以上,由除杂后反萃液置换所得粗铟含铟在99%以上,为粗铟电解精炼创造了条件。扩试结果也表明,铟反萃液中和再用锌粉净化除杂工艺对提高铟产品质量非常有效,具有很好的应用前景。

铟反萃液;氧化中和;中和硫化;中和+锌粉;净化

株洲冶炼集团股份有限公司(简称株冶)是我国重要的铅、锌冶炼生产和出口基地,年产电锌45万t,电铅10万t,同时能综合回收铟、银、镉、铜、金、铋等多种有价金属。多年来,株冶的资源综合回收水平一直位于全国同行前列,铟产量和质量也在行业中处于领先,每年铟产量都在50 t以上,对国内铟市场有着重要的影响。

随着铟资源的日益贫乏,铟回收原料的成分越来越复杂,杂质含量也越来越高。萃取回收过程产出的铟反萃液含杂质铋、锡含量高达2%和0.13%,该反萃液经置换、压团和铸型所得的粗铟含铟在95%左右,因杂质铋、锡含量高,将会大幅度增加后续粗铟处理成本。本研究以含铋、锡的铟反萃液为原料,采用三种方法对铟反萃液进行净化除杂,最后确定中和+锌粉净化的方法为除杂的最佳方法。该法可将铟反萃液中的杂质铋、锡均脱除至0.01 g/L以下,为得到高质量的粗铟创造了条件。

1 试验原理及工艺流程

1.1 试验原理

净化是利用电位越负的物质将电位相对较正的金属离子从溶液中置换出来,使置换出来的杂质形成渣子,从而达到净化的目的;或者利用加入的物质在溶液中电离出来的阴离子与杂质离子结合形成沉淀,而主元素离子基本没受影响,从而达到净化的目的。铟反萃液净化就是加入的物质将铟溶液中Bi、Sn等杂质形成渣子或沉淀,而铟继续保留在溶液中的过程。

1.2 工艺流程

通过对株冶铟反萃液成分特点的分析,进行了氧化中和、中和硫化和中和+锌粉等净化除杂工艺,具体工艺流程均在试验中得到了体现,净化过程中必须严格控制好反萃液净化时的条件,将Bi、Sn除下来的同时,不使铟被带下来转入渣中。

2 试验所用原料成分分析

从稀贵分厂铟工段取得铜烟灰原料经浸出、净化、萃取和反萃之后的铟反萃液,经化验分析得到铟反萃液化学成分见表1。

表1 铟反萃液化学成分g/L

3 试验结果及分析

3.1 净化条件试验

3.1.1 铟反萃液氧化中和净化试验

试验条件:温度:65～70℃,时间2 h,然后控制温度70℃左右,pH=1.5～2.0,时间0.5 h。整个净化除杂过程搅拌都比较充分,试验结果见表2。

表2 铟反萃液氧化中和净化试验结果

从表2可以看出,采用氧化中和法对铟反萃液净化除杂,Sn的脱除率可在70%以上,但是杂质Bi的含量在净化除杂前后基本没变化,尽管净化过程有极少部分的铟被净化渣夹带进入渣中,只要对渣酸洗1～2遍即可。此法基本不能脱除反萃液中的Bi。

3.1.2 铟反萃液中和硫化净化试验

试验条件:常温下用NaOH溶液中和铟反萃液至pH=0～0.5,然后控制温度45～50℃,时间20 min,Na2S按理论量的1.1倍、1.3倍和1.5倍分别加入三个不同的反应杯中。整个净化除杂过程搅拌都比较充分,试验结果见表3。

表3 铟反萃液中和硫化净化试验结果

从表3可以看出,在盐酸体系中,采用中和硫化法对铟反萃液净化除杂,虽然随着Na2S含量的增加,杂质Bi、Sn的脱除率明显得到提高,但是溶液中的铟离子与Na2S形成In2S3转入净化渣中也逐渐增加,并且净化除杂的效果也不理想。另外通过控制净化条件和硫化钠的量,对亿通公司高Cd含量的铟反萃液进行了净化除Cd试验,效果不错。

3.1.3 铟反萃液中和+锌粉净化试验

试验条件:常温下用NaOH溶液中和铟反萃液酸度至60～70 g/L,然后控制温度80～85℃,时间40 min,Zn粉按5 g/L、10 g/L、15 g/L分别加入三个不同的反应杯中。整个净化除杂过程搅拌都比较充分,试验结果见表4。

表4 铟反萃液中和+Zn粉净化试验结果

从表4可以看出,采用中和+Zn粉法对铟反萃液净化除杂效果非常好,当加入的Zn粉量为10 g/L时,杂质Bi、Sn的脱除率分别达到99.69%和94.03%,净化除杂后铟反萃液中Bi、Sn的含量已经很低了,而后随着Zn粉的不断加入,基本没多大变化,从节约成本出发,选定净化除杂用Zn粉加入量为10 g/L。

3.1.4 小 结

为了提高铟产品的质量,通过对铟反萃液采用氧化中和净化除杂、中和硫化净化除杂和中和+Zn粉净化除杂三种净化工艺进行对比分析,得到中和+Zn粉净化除杂在这里比较实用。采用此法净化铟反萃液,当Zn粉量为10 g/L时,杂质Bi、Sn的脱除率分别达到99.69%和94.03%,达到很好的要求。

3.2 铟反萃液净化综合条件试验

试验条件:常温下用NaOH溶液中和铟反萃液酸度至60～70 g/L,然后控制温度80～85℃,时间40 min,Zn粉加入量为10 g/L。整个净化除杂过程搅拌都比较充分,试验结果见表5。(铟反萃液含In 38.01 g/L,Bi 2.315 g/L,Sn 0.134 g/L,HCl 153.4 g/L)

表5 铟反萃液中和+Zn粉净化综合条件试验结果

3.3 铟反萃液净化小型扩大试验

此小型扩大试验在亿通生产现场进行,净化条件:温度80～85℃,时间40 min,初始酸度约152 g/L,调酸至60～70 g/L,NaOH用量0.40～0.45 t (浸出液体积约5 m3),Zn粉用量50 kg(浸出液体积约5 m3)。小型扩大试验数据见表6。

从表6现场小型扩大试验数据可知,对铟反萃液采用中和+锌粉净化工艺是可行的,反萃液经净

化处理后,溶液中Bi、Sn的含量均在0.01 g/L以下。

表6 铟反萃液中和+Zn粉净化生产数据

4 结 论

通过对株冶稀贵分厂铟反萃液采用氧化中和、中和硫化和中和+锌粉净化条件试验,净化除杂综合条件试验和生产现场小型扩大试验,可以得到如下结论:

1.采用中和+锌粉净化工艺处理株冶高Bi、高Sn铟反萃液是可行的。

2.铟反萃液经净化处理后,溶液中Bi、Sn的含量均在0.01 g/L以下,Bi、Sn的脱除率分别在99.4%和94%以上。

3.此工艺在现场进行了小型扩大试验,效果好。参考文献:

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[3] 周智华,曾冬铭.铟电解精炼中电解液酸度对锡含量的影响[J].中国有色金属学报,2003,13(2):522-525.

[4] 张发明,李大光,奚长生,等.次氧化锌浸出液中铟与砷、锑、锡的分离[J].有色金属(冶炼部分),2007,(3):9-12.

[5] 周令治,邹家言.稀散金属手册[M].长沙:中南工业大学出版社,1993.

Abstract:Using high Bi and Sn stripping solution produced in Zhuzhou Smelter Group as main raw material,experimental study on oxidation-neutralization reaction,neutralization-sulfidation reaction,neutralization then add zinc powder reaction was carried out.The results show that:using first neutralization reaction then use of zinc impurity purification process,the desulphurization rate of Bi,Sn in stripping solution was 99.40%and 94%respectively.The crude In achieved from the stripping solution by replacement has more than 99%In,which created conditionsfor the electrolysis of it.Extended trial results indicate that purifying indium stripping solution with neutralization using zinc powder is very effective,and have a good application prospect.

Key words:indium stripping solution;oxidation-neutralization reaction;neutralization-sulfidation reaction;neutralization reaction and zinc powder;purification

Experimental Study on Purifying of Indium Stripping Solution

CHEN Yang
(Zhuzhou S melter Group Co.,Ltd,Zhuzhou412004,China)

TF111.18

A

1003-5540(2012)03-0029-03

2012-04-20

陈阳(1976-),男,工程师,主要从事有色金属冶炼技术和生产管理工作。