黃昌元, 陳春發(fā), 吳國欽, 陸永森

(蒙自礦冶有限責任公司, 云南 蒙自 661100)

鋅浸出渣綜合回收銦的工藝改進與生產(chǎn)實踐

黃昌元, 陳春發(fā), 吳國欽, 陸永森

(蒙自礦冶有限責任公司, 云南 蒙自 661100)

敘述了從鋅浸出渣中綜合回收銦的生產(chǎn)實踐。通過技術(shù)改進，有效地解決了銦浸出率低、有機相易乳化的問題，提高了銦的回收率。

鋅浸出渣； 富銦渣； 浸出； 萃取

0 前言

銦是一種具有銀白色金屬光澤的稀散金屬，廣泛應用于能源、電子、航空等高科技領(lǐng)域。銦在地殼中的含量很少，且少見獨立礦床，主要以伴生形式存在于方鉛礦、鐵閃鋅礦等礦物之中，因此，鉛、鋅冶煉廠及鋼鐵廠的各類含銦煙塵、浸出渣、鐵礬渣等是銦回收的主要原料。

蒙自礦冶有限責任公司所屬的銦鋅冶煉廠采用類似于常規(guī)流程的專利冶煉工藝(“MZ”法)進行生產(chǎn)，焙燒礦經(jīng)一段低酸浸出，低浸液用焙砂中和后送凈化、電積、熔鑄產(chǎn)出鋅錠，浸出渣送揮發(fā)窯處理產(chǎn)出氧化鋅，氧化鋅即為回收銦的原料。近年來，企業(yè)在廣大技術(shù)管理人員的共同努力下，攻克了氧化鋅、富銦渣銦浸出率低、有機相易乳化、海綿銦質(zhì)量差壓團不成型等難題，取得了較好的綜合經(jīng)濟效益。

1 生產(chǎn)中存在的問題

銦鋅冶煉廠回收銦的原料為鋅浸出渣經(jīng)揮發(fā)窯揮發(fā)后產(chǎn)出的氧化鋅粉，氧化鋅經(jīng)浸出、萃取、置換、電解、熔鑄后產(chǎn)出合格銦錠，簡要工藝流程如圖1所示。

圖1 氧化鋅浸出工藝流程圖

生產(chǎn)初期，由于氧化鋅雜質(zhì)含量偏高，銦生產(chǎn)系統(tǒng)存在如下問題：

(1)氧化鋅銦浸出率低，鉛渣含銦、含鋅高；

(2)銦萃取溶液(原液)處理量大，有機相乳化嚴重，萃取效率低，系統(tǒng)運行困難；

(3)反銦液置換產(chǎn)出的海綿銦雜質(zhì)含量高，難以壓團，熔煉直收率低；

(4)銦總回收率低。

生產(chǎn)初期揮發(fā)窯產(chǎn)出的氧化鋅主要成分見表1。

表1 氧化鋅化學成分 %

2 工藝改進與效果

近年來，銦系統(tǒng)運行總體比較暢通，銦回收率高、生產(chǎn)成本低、經(jīng)濟效益好，這些都得益于公司開展的一系列技術(shù)改進、創(chuàng)新工作。

2.1 揮發(fā)窯的鍋爐塵及電塵分離后單獨浸出

浸出渣經(jīng)揮發(fā)窯焙燒別產(chǎn)出鍋爐塵和電塵氧化鋅，混合塵經(jīng)三段浸出后，溶液含鐵、硅等雜質(zhì)偏高，給銦系統(tǒng)后續(xù)生產(chǎn)帶來很大困難；產(chǎn)出的高浸渣含鉛低，含鋅、銦高，鉛廠不便于處理。于是，根據(jù)其物性，對鍋爐塵及電塵分別采用不同方法的處理：鍋爐塵氧化鋅含銦高、鐵高、硅高，為避免鐵大量浸出，只進行低酸浸出，浸出渣返回揮發(fā)窯配料；電塵氧化鋅浸出后產(chǎn)出的低浸液與鍋爐塵低浸液一道轉(zhuǎn)入下道工序回收銦，高浸鉛渣送鉛廠回收鉛。采用這種處理工藝后，在確保鍋爐塵、電塵中銦浸出率的同時，有效地降低了鐵、硅等雜質(zhì)進入低浸液，提高了低浸液的質(zhì)量，為下道工序正常作業(yè)創(chuàng)造了較好的條件。“二塵”分別處理前后低浸液的主要成分見表2。

表2 低浸液化學成分 g/L

2.2 三段浸出改為兩段浸出

氧化鋅浸出流程原采用“中浸+低浸+高浸”三段間斷浸出工藝。中浸作業(yè)即將低浸液及電解廢液打入浸出槽后，人工向浸出槽緩慢投入氧化鋅粉。在這種作業(yè)方式下，剛投入的部分氧化鋅實際是在進行高酸浸出，其中的鋅、銦、鐵等即被大量浸出，隨著投料量的增加，槽溫不斷升高、酸度持續(xù)降低，達到一定程度后即滿足沉礬的必要條件時，部分三價銦離子便會與三價鐵離子形成銦鐵礬沉入渣中，從而導致在高浸階段銦鐵礬渣難以浸出而造成鉛渣含銦高。為了防止銦鐵礬的生成，將中性浸出工序去掉，直接采用“低浸+高浸”。改為兩段浸出工藝后，銦浸出率大幅度提升。改進前后高浸鉛渣化學成分見表3。

表3 高浸鉛渣化學成分

2.3將“低浸液直接萃取”改為“低浸液置換-富銦渣二次浸出-萃取”

銦萃取采用的是P204萃取劑，因In3+和Fe3+有共萃現(xiàn)象，故萃前液Fe3+等雜質(zhì)含量越低越有利于萃取的正常進行。工廠在2007年下半年將原三段傳統(tǒng)浸出流程改為兩段浸出后，同時也將低浸液直接萃取改為“低浸液置換- 富銦渣二次浸出萃取”。改進后原液(即富銦渣浸出液)的質(zhì)量、含銦量等均明顯改善，有機相基本未發(fā)生乳化，有效地降低了有機相的消耗、提高了萃取效率。工藝改進前后萃前液(原液)的主要化學成分及萃取技術(shù)指標見表4。

表4 原液質(zhì)量與輔料消耗

在完成了“低浸液直接萃取”工藝的改造后，2011年在置換工序進行了大量的不同類型還原劑對比試驗，逐漸摸索出了適合于本廠低浸液置換的還原劑。利用特制的A試劑作還原劑，可減少電爐鋅粉用量，降低生產(chǎn)成本。通過控制適當?shù)墓に噮?shù)，使銦沉入渣中，三價鐵還原成二價鐵仍留在溶液中，銅離子被還原沉入渣中，該渣可作為進一步回收銅金屬的原料。采用A試劑作還原劑后，富銦渣中銦浸出率高，浸出液質(zhì)量好，萃取效率高。銦生產(chǎn)工藝改進前后二次浸出渣中有價金屬成分如表5。

表5 二次浸出渣化學成分

2.4 反銦液凈化

隨著生產(chǎn)原料的變化及部分雜質(zhì)的內(nèi)部循環(huán)，反銦液中雜質(zhì)含量逐年增加，這些雜質(zhì)尤其是銻、鉍會造成析出的海綿銦表面發(fā)黑、碎塊增多，導致海綿銦壓團困難；錫則會影響析出銦的產(chǎn)品質(zhì)量等。為此，先用粗銦置換除去反銦液中的銻、鉍等雜質(zhì)，經(jīng)凈化除雜后的反銦液再用鋅片置換生成海綿銦。反銦液除雜前后雜質(zhì)成分見表6。

表6 反銦液除雜前后成分 g/L

從表6可看出，反銦液粗銦置換除雜效果良好。

實踐證明，反銦液經(jīng)粗銦置換除雜后，再用鋅板置換反銦液產(chǎn)出的海綿銦質(zhì)量更好，銦團熔煉直收率由75%～80%提升至90%～95%，且有利于提高銦錠質(zhì)量。

通過對以上改進措施逐項落實，銦錠產(chǎn)量有了大幅提升，銦錠品質(zhì)穩(wěn)定達到新國標要求，銦回收率由2008年前的60%提高到現(xiàn)在的78%。

3 結(jié)束語

蒙自礦冶有限責任公司廣大工程技術(shù)人員近年來經(jīng)過不斷努力，依靠科技創(chuàng)新，逐步形成了一套較為完善的從鋅浸出渣中綜合回收銦的特色流程，與同行業(yè)企業(yè)相比較，該流程具有工藝穩(wěn)定性強、加工成本低、產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良、銦回收率高等優(yōu)點，為企業(yè)創(chuàng)造了較好的綜合經(jīng)濟效益。

[1]王樹楷.銦冶金[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2006.

[2]陳志飛等.濕法煉鋅中鈉銦鐵礬的研究[J].礦冶工程，1981，(1).

[3]馬榮駿等.熱酸浸出—鐵礬法處理高銦高鐵鋅精礦的研究[J].礦冶工程，1981，(4).

[4]鉛鋅冶金編委會.鉛鋅冶金[M].北京：科學出版社，2003.

Processimprovementsandproductionpracticeofindiumrecoveryfromzincleachingresidue

HUANG Chang-yuan, CHEN Chun-fa, WU Guo-qin, LU Yong-sen

The production practice of indium recovery from zinc leaching residues was presented. Through technology improvement, the problems of low leaching rate of indium, and easy to emulsify of organic phase were effectively solved, the indium recovery rates were increased.

zinc leaching residues; enriched indium residues; leaching; extraction

黃昌元(1965—)，男，工程師，蒙自礦冶有限責任公司總經(jīng)理。

TF811; TF843.1

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