專利名稱：銦礦中直接浸取銦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種將銦從硫化銦精礦中分離銦的工藝方法。
技術(shù)背景本發(fā)明所稱的硫化銦精礦是指含銦1500 4500克/噸，含鐵18 35%，含硫26 38%，同 時含有其它有價金屬元素的礦物。銦在自然界中的含量非常少，并且多數(shù)銦伴生于方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦等硫 化礦中，還有一部分伴生在錫礦中，含銦礦床往往是多金屬礦床，在選礦過程中，可以將多 金屬礦中的稀散金屬銦富集成為硫化銦精礦。該硫化銦精礦中銦的礦物有硫銦鐵礦( FeIn2S4)，硫銦銅礦(CuInS2)，硫銦銅錫鋅礦{ (Cu， Zn， Fe) 3 (InSn) S4}}和羥銦石( In (OH) 3)等。因而，該硫化銦精礦實質(zhì)是一種含多種金屬元素的復(fù)雜多金屬硫化礦物， 它的特點是鐵含量高，硫含量高、銦含量高， 一般含有銅、鋅、鉛、錫、銻、砷等多種金屬 元素，是提取金屬銦重要的礦物資源。硫化銦精礦的物質(zhì)組成復(fù)雜，主金屬元素銦、鐵、硫的賦存狀態(tài)及賦存價態(tài)變化多樣， 分散細(xì)微，在同一礦體中，通常存在多種的銦礦物和鐵礦物，精礦中的銦絕大部分以硫化物 的形態(tài)存在，同時與鐵的硫化礦物、銅的硫化礦物、砷的硫化物等存在相關(guān)的復(fù)雜關(guān)系，此 外，還可形成銦羥石等、砷硫銅礦物，砷鐵硫礦物等礦物，因而，硫化銦精礦是以多種價態(tài) 硫化物賦存，相互摻雜伴生，且嵌布粒度較細(xì)，存在泥化狀態(tài)，粒度粗細(xì)極不均勻，微細(xì)粒 石英和粘土含量很高，銦的存在呈現(xiàn)復(fù)雜性、多樣化、多變化等特點。因而，這類礦物的分 離和富集是相當(dāng)困難和復(fù)雜的。因此，大部分的銦是從鋅、鉛、錫等生產(chǎn)的副產(chǎn)品中回收。 如在鋅火法冶煉過程中，從團(tuán)礦焦結(jié)爐的灰塵和粗鋅精餾提純過程中的鉛和硬鋅中提取銦； 在濕法煉鋅時，從威爾茲法或煙化法的揮發(fā)物(煙塵)以及銅鎘濾渣中提取銦；在鉛冶煉生 產(chǎn)中，精煉鉛的產(chǎn)物(含銅浮渣、氧化物)及其處理后所獲不同產(chǎn)物(例如含銅浮渣反射爐 熔煉的煙塵和熔渣)提取銦；在精礦或精礦預(yù)焙燒的焙砂還原熔煉和粗錫的精煉中，從煙塵 和用過的電解質(zhì)是提取銦。目前，銦的冶煉主要是從鉛、鋅、錫冶煉的副產(chǎn)品中回收，西方國家90%的銦是從鉛鋅 生產(chǎn)的副產(chǎn)品中回收的，從上述含銦中間物料提取銦的回收方法主要有氧化造渣法回收銦、 電解富集法回收銦、離子交換法回收銦、硫酸化焙燒法回收銦、熱酸浸出一鐵礬法回收銦。
在上述方法中，為了將復(fù)雜多變的硫化銦物料中的金屬銦分離和提取出來，在化學(xué)原理上必 須使不可溶解于酸、堿和水中的銦的硫化物，轉(zhuǎn)化為可溶解的氧化物或鹽。目前，還沒有專 門的技術(shù)和工藝單獨(dú)直接的對硫化銦精礦進(jìn)行處理。原因是硫化銦精礦中銦化合物不能用簡 單的酸浸出的方法進(jìn)行溶解，而采用焙燒的技術(shù)和工藝又將使銦分散和流程厄長復(fù)雜，更何 況硫化銦精礦中銦礦物行為復(fù)雜，這就從根本上限制了采用常規(guī)技術(shù)和工藝對該種銦精礦進(jìn) 行單獨(dú)回收和利用，因而，上述方法存在的不足是技術(shù)工藝復(fù)雜，金屬回收率低，有價金屬 分散，試劑消耗量大，難以克服礦物的復(fù)雜性，使礦物中銦的提取和分離困難，對環(huán)境污染 大。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所提供銦礦中直接浸取銦的方法，是解決對高銦硫化精礦尚無法直接浸取的問題 ，并實現(xiàn)技術(shù)工藝簡單，銦金屬回收率高，銦易分離，試劑消耗量小的目的。 為了解決上述問題，本銦礦中直接浸取銦的方法包括下列步驟(1) 、溶解銦化合物將粉碎、磨細(xì)了的硫化銦精礦加入到反應(yīng)釜中與硫酸濃度為 100 300克/升的硫酸水溶液混合，向反應(yīng)釜中通入氧氣并控制釜內(nèi)壓力為1.0MPa 6. 0MPa ，加熱并控制釜內(nèi)反應(yīng)溫度10(TC 30(rC，讓硫酸、氧氣與硫化銦精礦在反應(yīng)釜中反應(yīng)，使 銦以易溶化合物的形態(tài)浸取在浸出液中；(2) 、將反應(yīng)釜的物料進(jìn)行液固分離，獲得浸出液；(3) 、對上述浸出液采用萃取-反萃-置換工藝技術(shù)提取分離獲得銦。 在上述酸浸溶解銦化合物的步驟中，反應(yīng)釜內(nèi)工藝條件一般可以選為反應(yīng)釜內(nèi)的壓力為l. 2MPa 1. 3MPa，反應(yīng)釜內(nèi)的溫度為20rC 300。C 。上述萃取工藝可以采用萃取劑為P2Q4，并用煤油為溶劑稀釋P2Q4濃度為30。/。作為萃取體系 ，并在常溫下進(jìn)行4級萃取浸出液中的硫酸銦；上述反萃工藝可以采用反萃介質(zhì)為濃度為6-7當(dāng)量的鹽酸水溶液，并進(jìn)行4級反萃取，控制反萃取液中含銦在50 100g/L;上述置換工藝可以采用純鋁板與反萃取液反應(yīng)置換出銦。上述酸浸溶解銦化合物的步驟的條件下，用氧氣和硫酸破壞硫化物結(jié)構(gòu)，讓硫化物發(fā)生氧化和溶解反應(yīng)，生成硫酸銦而溶于酸中，得到硫酸銦溶液，硫被氧化生成元素硫，鐵的硫化物部分氧化生成硫酸鐵進(jìn)入溶液，部分生成氫氧化鐵或硫酸鐵礬沉淀進(jìn)入浸出渣，其它脈石成份則不發(fā)生變化保留在浸出渣中。其發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為FeIn2S4+2H2S04+l/202—Fe2 (S04) 3+2H20+In2 (S04) 3+S (1) CuInS2+2 H2S04+l/202—CuS04+2H20+ In2 (S04) 3+S (2)(Cu，Zn，F(xiàn)e) 3(InSn)S4+2 H2S04+l/202— CuS04+Fe2 (S04) 3 +CuS04+2H20+ In2 (S04) 3+S (3) Fe2 (S04) 3+3H20—Fe (HO) 3丄+3H2S04 (4) Fe2 (S04) 3+3H20—Fe (HO) "+3H2S04 (5) 由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果1、 解決了直接從硫化銦精礦中浸取提取銦的難題。由于酸浸出和氧化過程是在加壓狀 態(tài)下，將氧化過程溫度提高到100 30(TC，用水作為液體介質(zhì)，在硫酸的作用下，對硫化銦 精礦中復(fù)雜礦物組成中的銦等元素進(jìn)行氧化和化學(xué)反應(yīng)，生成易溶的化合物，將銦回收過程 中復(fù)雜工藝和方法變成在加壓下直接氧化浸取過程中，使復(fù)雜礦物組成轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹芑衔锏?過程，使冶化工藝簡化，流程短，實現(xiàn)硫化銦精礦、復(fù)雜銦礦氧化為易溶的銦化合物的過程加壓直接氧化酸浸過程中，由于氧氣在加壓條件下，按上述方案中的(1) (2) (3) (4)式發(fā)生氧化反應(yīng)，且硫化銦精礦中的復(fù)雜銦礦物組成按(1) (2)和(3)式轉(zhuǎn)化為硫 酸銦，復(fù)雜銦礦物氧化轉(zhuǎn)化為易溶化合物，經(jīng)萃取、反萃、置換分離等成熟工藝處理后，便 產(chǎn)出合格粗銦；而硫化銦精礦中的硫被氧化生成元素硫進(jìn)入浸出渣，鐵的硫化物部分生成硫 酸鐵進(jìn)入溶液，另一部分生成氫氧化鐵或硫酸鐵礬沉淀進(jìn)入浸出渣。因此，硫化銦精礦加壓 直接氧化酸浸轉(zhuǎn)化是一種強(qiáng)化轉(zhuǎn)化的清潔生產(chǎn)技術(shù)，其主體工藝不受礦物組成的變化而制約2、 因為省去了焙燒等工序，因而，該技術(shù)工藝簡單。3、 金屬銦浸出率為88 96%，常規(guī)工藝中金屬銦浸出率為55 60%，因而該技術(shù)金屬回 收率高。4、 由于采用了壓力浸出，礦物中的銦礦物直接參與化學(xué)反應(yīng)，而常規(guī)技術(shù)工藝中由于 采用焙燒工藝，礦物中的銦礦物被氧化生成更加穩(wěn)定的化合物，因而該技術(shù)在硫酸水溶液中 銦的礦物較常規(guī)工藝中的銦化合物易分離。5、 常規(guī)工藝中由于采用焙燒使硫化物轉(zhuǎn)變成了氧化物，硫酸溶解氧化物所需硫酸量較 硫酸溶解硫化物所需硫酸量要多，硫酸溶解硫化物時硫化物將部分生成硫酸鹽，因而該技術(shù) 硫酸試劑消耗量小。
具體實施方式
實例一對2. 5噸含銦1500克/噸的硫化銦精礦中直接浸取銦，步驟如下 1、 將2. 5噸含水8%、含銦1500克/噸硫化銦精礦破碎，加水球磨，磨細(xì)到礦漿過200目篩 達(dá)到85%以上。2、 根據(jù)上述磨得礦漿的重量及含水量，加入計算量的硫酸和水，使硫酸水溶液中的硫 酸濃度為150克/升，液固重量比在4: 1，將它們加入15立方米的壓力反應(yīng)釜中，用蒸汽加熱并以i.4公斤/分鐘的流量向反應(yīng)釜中通入氧氣，控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度在iorc士rc，維持釜內(nèi)壓力l.OMPa，讓硫化銦精礦在反應(yīng)釜中反應(yīng)浸取30分鐘，檢測銦浸出率為65%。3、 采用板框壓濾機(jī)，將上述反應(yīng)釜的浸出液進(jìn)行液固分離，液固分離分離后的固體為 浸出渣，液固分離分離后的液體為浸出液。4、 對上述浸出液采用萃取-反萃-置換工藝技術(shù)提取分離獲得銦。采用P204為萃取劑，在 用200#煤油為稀釋劑的情況下，配制成P204濃度為3(F。的萃取體系，在常溫下，采用4級萃取 工藝萃取浸出液中的硫酸銦；采用當(dāng)量濃度為6-7N的鹽酸水溶液為反萃介質(zhì)，對采用P204為 萃取劑的富含硫酸銦的有機(jī)相進(jìn)行反萃取，反萃取級數(shù)為4級，控制反萃取液中含銦在50 100g/L;萃取槽采用全PVC制成的水平逆流萃取槽；采用純鋁板置換反萃取液中的銦離子， 得到海綿銦，然后壓鑄熔錠，得到含銦98.5%的粗銦。結(jié)果獲得含銦98. 5%的粗銦2. 188千克。 實例二對2. 5噸含銦4500克/噸的硫化銦精礦中直接浸取銦，步驟如下1、 將2. 5噸含水8%，含銦4500克/噸硫化銦精礦破碎，加水球磨，磨細(xì)到礦漿過200目篩 達(dá)到85%以上。2、 根據(jù)上述磨得礦漿的重量及含水量，加入計算量的硫酸和水，使硫酸水溶液中的硫 酸濃度為200克/升，液固重量比在5: 1，將它們加入15立方米的壓力反應(yīng)釜中，用蒸汽加熱 并以2. 5公斤/分鐘的流量向反應(yīng)釜中通入氧氣，控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度在30(TC士rC，維持釜 內(nèi)壓力6.0MPa，讓硫化銦精礦在反應(yīng)釜中反應(yīng)浸取60分鐘，檢測銦浸出率為99%。3、 采用板框壓濾機(jī)，將上述反應(yīng)釜的浸出液進(jìn)行液固分離，液固分離分離后的固體為 浸出渣，液固分離分離后的液體為浸出液。4、 對上述浸出液采用萃取-反萃-置換工藝技術(shù)提取分離獲得銦采用P204為萃取劑，在用 200#煤油為稀釋劑的情況下，配制成P204濃度為3(F。的萃取體系，在常溫下，采用4級萃取工 藝萃取浸出液中的硫酸銦；采用當(dāng)量濃度為6-7N的鹽酸水溶液為反萃介質(zhì)，對采用P204為萃 取劑的富含硫酸銦的有機(jī)相進(jìn)行反萃取，反萃取級數(shù)為4級，控制反萃取液中含銦在50 100g/L;萃取槽采用全PVC制成的水平逆流萃取槽；采用純鋁板置換反萃取液中的銦離子， 得到海綿銦，然后壓鑄熔錠，得到含銦98.5%的粗銦。 結(jié)果獲得含銦98. 5%的粗銦10. 125千克。 實例三對2. 5噸含銦2500克/噸的硫化銦精礦中直接浸取銦，步驟如下1、 將2. 5噸含水8%，含銦2500克/噸硫化銦精礦破碎，加水球磨，磨細(xì)到礦漿過200目篩 達(dá)到85%以上。2、 根據(jù)上述磨得礦漿的重量及含水量，加入計算量的硫酸和水，使硫酸水溶液中的硫 酸濃度為180克/升，液固重量比在6: 1，將它們加入15立方米的壓力反應(yīng)釜中，用蒸汽加熱 并以3.6公斤/分鐘的流量向反應(yīng)釜中通入氧氣，控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度在20(TC士rC，維持釜內(nèi) 壓力3.0MPa，讓硫化銦精礦在反應(yīng)釜中反應(yīng)浸取120分鐘，檢測銦浸出率為97%。3、 采用板框壓濾機(jī)，將上述反應(yīng)釜的浸出液進(jìn)行液固分離，液固分離分離后的固體為 浸出渣，液固分離分離后的液體為浸出液。4、 對上述浸出液采用萃取-反萃-置換工藝技術(shù)提取分離獲得銦采用P204為萃取劑，在用 200#煤油為稀釋劑的情況下，配制成P204濃度為3(F。的萃取體系，在常溫下，采用4級萃取工 藝萃取浸出液中的硫酸銦；采用當(dāng)量濃度為6-7N的鹽酸水溶液為反萃介質(zhì)，對采用P204為萃 取劑的富含硫酸銦的有機(jī)相進(jìn)行反萃取，反萃取級數(shù)為4級，控制反萃取液中含銦在50 100g/L;萃取槽采用全PVC制成的水平逆流萃取槽；采用純鋁板置換反萃取液中的銦離子， 得到海綿銦，然后壓鑄熔錠，得到含銦98.5%的粗銦。結(jié)果獲得含銦98.5%的粗銦5.625千克。 實例四對2. 5噸含銦3500克/噸的硫化銦精礦中直接浸取銦，步驟如下1、 將2. 5噸含水8%，含銦3500克/噸硫化銦精礦破碎，加水球磨，磨細(xì)到礦漿過200目篩 達(dá)到85%以上。2、 根據(jù)上述磨得礦漿的重量及含水量，加入計算量的硫酸和水，使硫酸水溶液中的硫 酸濃度為170克/升，液固重量比在4.5: 1，將它們加入15立方米的壓力反應(yīng)釜中，用蒸汽加 熱并以2.0公斤/分鐘的流量向反應(yīng)釜中通入氧氣，控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度在18(TC士rC，維持釜 內(nèi)壓力1.6MPa，讓硫化銦精礦在反應(yīng)釜中反應(yīng)浸取180分鐘，檢測銦浸出率為95%。3、 采用板框壓濾機(jī)，將上述反應(yīng)釜的浸出液進(jìn)行液固分離，液固分離分離后的固體為 浸出渣，液固分離分離后的液體為浸出液。4、 對上述浸出液采用萃取-反萃-置換工藝技術(shù)提取分離獲得銦采用P204為萃取劑，在用20(/煤油為稀釋劑的情況下，配制成P204濃度為3(F。的萃取體系，在常溫下，采用4級萃取工 藝萃取浸出液中的硫酸銦；采用當(dāng)量濃度為6-7N的鹽酸水溶液為反萃介質(zhì)，對采用P204為萃 取劑的富含硫酸銦的有機(jī)相進(jìn)行反萃取，反萃取級數(shù)為4級，控制反萃取液中含銦在50 100g/L;萃取槽采用全PVC制成的水平逆流萃取槽；采用純鋁板置換反萃取液中的銦離子， 得到海綿銦，然后壓鑄熔錠，得到含銦98.5%的粗銦。結(jié)果獲得含銦98.5%的粗銦7.628千克。實例五對2. 5噸含銦2000克/噸的硫化銦精礦中直接浸取銦，步驟如下1、 將2. 5噸含水8%，含銦2000克/噸硫化銦精礦破碎，加水球磨，磨細(xì)到礦漿過200目篩 達(dá)到85%以上。2、 根據(jù)上述磨得礦漿的重量及含水量，加入計算量的硫酸和水，使硫酸水溶液中的硫 酸濃度為160克/升，液固重量比在5: 1，將它們加入15立方米的壓力反應(yīng)釜中，用蒸汽加熱 并以1.8公斤/分鐘的流量向反應(yīng)釜中通入氧氣，控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度在15(TC士rC，維持釜內(nèi) 壓力1.2MPa，讓硫化銦精礦在反應(yīng)釜中反應(yīng)浸取240分鐘，檢測銦浸出率為95%。3、 采用板框壓濾機(jī)，將上述反應(yīng)釜的浸出液進(jìn)行液固分離，液固分離分離后的固體為 浸出渣，液固分離分離后的液體為浸出液。4、 對上述浸出液采用萃取-反萃-置換工藝技術(shù)提取分離獲得銦采用P204為萃取劑，在用 200#煤油為稀釋劑的情況下，配制成P204濃度為3(F。的萃取體系，在常溫下，采用4級萃取工 藝萃取浸出液中的硫酸銦；采用當(dāng)量濃度為6-7N當(dāng)量的鹽酸水溶液為反萃介質(zhì)，對采用P204 為萃取劑的富含硫酸銦的有機(jī)相進(jìn)行反萃取，反萃取級數(shù)為4級，控制反萃取液中含銦在50 100g/L;萃取槽采用全PVC制成的水平逆流萃取槽；采用純鋁板置換反萃取液中的銦離子，得到海綿銦，然后壓鑄熔錠，得到含銦98.5%的粗銦。 結(jié)果獲得含銦98.5%的粗銦4.50千克。
權(quán)利要求
1.一種銦礦中直接浸取銦的方法，其步驟是(1)、溶解銦化合物將粉碎、磨細(xì)了的硫化銦精礦加入到反應(yīng)釜中與硫酸濃度為100～300克/升的硫酸水溶液混合，向反應(yīng)釜中通入氧氣并控制釜內(nèi)壓力為1.0MPa～6.0MPa，加熱并控制釜內(nèi)反應(yīng)溫度100℃～300℃，讓硫酸、氧氣與硫化銦精礦在反應(yīng)釜中反應(yīng)，使銦以易溶化合物的形態(tài)浸取在浸出液中；(2)、將反應(yīng)釜的物料進(jìn)行液固分離，獲得浸出液；(3)、對上述浸出液采用萃取反萃置換工藝技術(shù)提取分離獲得銦。
全文摘要
本發(fā)明公開一種銦礦中直接浸取銦的方法，涉及濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，它是將硫化銦精礦在反應(yīng)釜中浸入硫酸溶液中，加入氧氣并加溫加壓，使銦以易溶化合物的形態(tài)浸取在浸出液中，將分離獲得的浸取液采用萃取-反萃取-置換工藝技術(shù)提取分離獲得銦。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)無法在硫化銦精礦中通過直接浸取和方法獲提取銦的難題，該方法與現(xiàn)有的技術(shù)相比還具有工藝簡單，銦金屬回收率高，銦易分離，試劑消耗量小的優(yōu)點。
文檔編號C22B3/08GK101157983SQ200710202358
公開日2008年4月9日 申請日期2007年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月1日
發(fā)明者周志強(qiáng), 張迎輝, 玲 林, 王東偉, 旭 魏, 昶 魏 申請人:柳江縣輝強(qiáng)冶化有限公司