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        降低銦浸出渣含銦的工藝研究與應(yīng)用

        2019-08-14 07:55:46楊亞軍袁永峰李恒江
        世界有色金屬 2019年12期
        關(guān)鍵詞:液固鋅粉單質(zhì)

        楊亞軍,袁永峰,李恒江

        (河南豫光鋅業(yè)公司,河南 濟(jì)源 454650)

        銦是一種質(zhì)地柔軟、可塑性強(qiáng)的金屬,廣泛應(yīng)用于低熔點(diǎn)合金、醫(yī)療及航空等行業(yè)。銦沒有獨(dú)立的礦床,主要從煉鋅過程富集回收,全球銦儲(chǔ)量較低,從原礦到精銦回收率只有50%左右,可回收銦金屬僅有2萬噸,它是一種稀散金屬。因此,降低浸出渣含銦,減少銦損失是銦冶煉企業(yè)長(zhǎng)期關(guān)注的課題。

        1 浸出工藝

        在鋅冶煉過程富集銦的常用方法有兩種,一種是含銦氧化鋅低酸浸出后使用鋅粉置換得到含銦5%左右的銦富集渣。另一種是含銦氧化鋅低酸浸出后使中和水解法得到含銦1%左右的銦富集渣。兩種銦富集渣均使用硫酸浸出,但浸出的工藝要求不同。

        1.1 鋅粉置換銦原料的硫酸浸出

        鋅粉置換富集的銦原料,銦主要是銦金屬單質(zhì)存在,金屬銦在稀硫酸中溶解較慢,需要在較高的硫酸濃度下浸出,各生產(chǎn)單位一般進(jìn)行兩段浸出,同時(shí)需要較大的液固比、較長(zhǎng)的浸出時(shí)間和較高的溫度。

        1.1.1 液固比對(duì)浸出渣的影響

        液固比過低,液體粘度變大,渣消耗酸加大,液體含銦上升,不僅對(duì)銦的浸出有擬制作用,同時(shí)致使浸出渣含水升高,銦離子被部分帶進(jìn)浸出渣內(nèi);液固比越高,浸出效果越好,但過高的液固比會(huì)增加生產(chǎn)成本,因此行業(yè)一般浸出液固比在7~10:1。

        1.1.2 浸出液硫酸濃度、溫度及時(shí)間對(duì)浸出渣的影響

        鋅粉置換富集的銦原料,原料中銦主要形式是金屬單質(zhì),單質(zhì)銦在冷的稀酸下溶解緩慢,在熱的濃酸條件下溶解較快,但常規(guī)濕法浸出創(chuàng)造最佳浸出條件比較困難,設(shè)備成本較高,各生產(chǎn)廠一般從浸出溫度、時(shí)間和酸度等方面研究提高浸出效果,浸出渣含銦可以有效控制。

        圖1 溫度、反應(yīng)時(shí)間及酸度對(duì)浸出效果的影響

        在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),鋅粉置換富集的銦原料,因其主要形態(tài)為銦單質(zhì),浸出時(shí)需要硫酸濃度較高,低酸浸出硫酸濃度要求在140g/L~160g/L,浸出時(shí)間12h,溫度不低于90℃;低酸浸出渣高酸浸出硫酸濃度要求在280g/L~360g/L,浸出時(shí)間6h,溫度不低于90℃,浸出渣含銦可控制在平均0.25%以下。

        1.2 中和水解銦原料的硫酸浸出

        中和水解法得到的銦富集渣,銦主要是氫氧化銦或氧化銦形式存在,各生產(chǎn)單位一般進(jìn)行兩段浸出,在較低的酸中快速溶解,浸出時(shí)間短,對(duì)溫度要求不高。但要注意銦原料中的礬渣影響。

        實(shí)踐證明,水解法富集的銦原料,浸出時(shí)需要硫酸濃度較低,低酸浸出硫酸濃度要求在90g/L~120g/L,浸出時(shí)間2h,溫度不低于80℃;低酸浸出渣進(jìn)行高酸浸出的硫酸濃度要求在180g/L~240g/L,浸出時(shí)間4h,溫度不低于80℃,浸出渣含銦可控制在平均0.15%以下。

        2 濃酸熟化法

        濃酸熟化法浸出原理是,含銦原料中難溶解的銦單質(zhì)、含銦礬渣及銦的其它鹽在高溫高酸條件下快速分解溶解,為常規(guī)浸出創(chuàng)造條件。

        圖2 濃酸熟化法對(duì)浸出效果的影響

        實(shí)踐表明,濃酸熟化液固比1:2時(shí),渣內(nèi)溫度可快速達(dá)到120℃以上,硫酸濃度達(dá)到500g/L,熟化4h后,加水控制合適的液固比,浸出硫酸濃度90g/L~120g/L,浸出時(shí)間2h,溫度不低于70℃,浸出渣含銦可平均控制在0.1%以下。

        濃酸熟化法與常規(guī)浸出法相比,工作效率高,浸出時(shí)間短,不需要二段高酸浸出,熟化與低酸浸可在同一座槽內(nèi)進(jìn)行,設(shè)備利用率高,能耗小,生產(chǎn)成本低,同時(shí)浸出渣含銦明顯降低,能有效控制銦損失。

        3 浸出渣的洗滌與吹掃

        浸出礦漿液固分離后,浸出渣一般含有35%以上的水分,那么進(jìn)入渣的游離銦隨浸出液含銦及渣含水的升高而升高,對(duì)浸出渣進(jìn)行水洗及壓風(fēng)吹掃,浸出渣含銦可降低30%以上。

        4 降低銦浸出渣含銦的最佳工藝

        濃酸熟化法:液固比1:2,熟化4h;

        低酸浸:加水稀釋液固比7~10:1,礦漿含酸90g/L~120g/L,浸出時(shí)間2h,浸出溫度70℃~85℃;

        浸出渣水洗:液固比3:1,溫度不低于60℃,水洗0.5h;

        壓風(fēng)吹掃:時(shí)間20min。

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