專利名稱：一種粗銦鑄型渣的綜合回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有色金屬冶金領(lǐng)域，特別涉及一種濕法煉鋅中粗銦鑄型渣的綜合回收方法。
背景技術(shù)：
銦的冶煉工藝一般包括了海綿銦的壓團(tuán)與鑄型工序，鑄型過程中除得到粗銦外， 還會(huì)產(chǎn)生一種堿渣即粗銦鑄型渣。粗銦鑄型渣中一般含銦在20%左右，同時(shí)還含有一定量的鋅、鉛、錫等有價(jià)金屬，特別是當(dāng)海綿銦質(zhì)量較差時(shí)，粗銦鑄型渣中銦的含量超過50%。部分企業(yè)對鑄型渣采取堆放處理，既亂費(fèi)了資源，同時(shí)又占用了場地，也成為污染源；有些企業(yè)把鑄型渣返浸出工序重新浸出，導(dǎo)致生產(chǎn)工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高，且銦回收率低、其它有價(jià)金屬分散，得不到有效回收。
因此，如何從粗銦鑄型渣中綜合回收銦、鋅、鉛等有價(jià)金屬且高效回收銦，并分離出鋅、鎘和富集鉛、錫等有價(jià)金屬，同時(shí)改善生產(chǎn)環(huán)境和降低生產(chǎn)成本是有待進(jìn)一步探索的難題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了目前現(xiàn)有技術(shù)中處理粗銦鑄型渣的方法中存在的上述缺陷，提供了一種粗銦鑄型渣的綜合回收方法。
具體地，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種粗銦鑄型渣的綜合回收方法，包括以下步驟A、硫酸浸出將粗銦鑄型渣采用硫酸浸出，分離后得到浸出液與浸出渣；B、海綿銦凈化往步驟A的浸出液中加入海綿銦進(jìn)行凈化，將浸出液中的有價(jià)金屬離子還原成金屬并富集于渣中，分離后得到凈化液；C、鋅片置換將步驟B的凈化液用鋅片置換，分離后得到置換液和海綿銦；D、壓團(tuán)與鑄型將步驟A的浸出渣水洗得到洗渣，將步驟C的海綿銦水洗后壓團(tuán)，然后與洗渣混合鑄型，得到含鋅粗銦；E、脫鋅錫將步驟D的含鋅粗銦加入熔融的堿中，待含鋅粗銦熔化后加入硝酸鈉，脫去含鋅粗銦中的鋅錫，得到含銦品位為99wt%以上的粗銦。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟A中，所述硫酸的濃度為150 200g/L，且硫酸與粗銦鑄型渣的質(zhì)量液固比為3:1 6:1。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟A中，浸出的條件包括反應(yīng)溫度為60 85°C，浸出時(shí)間I 3小時(shí)，浸出液中含硫酸為20 80g/L。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟B中，所述海綿銦的用量為將浸出液中有價(jià)金屬離子全部還原成金屬的所需的理論用量的O. 95 I. 05倍。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟B中，凈化的條件包括溫度為50 85°C，時(shí)間為40 120分鐘。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟C中，鋅片的用量為過量，置換的條件包括溫度為50 80°C，反應(yīng)時(shí)間為6 12小時(shí)，終點(diǎn)pH值為4 4. 5。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟C中，還包括將置換液返濕法煉鋅系統(tǒng)回收鋅與鎘的步驟。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟A中，浸出渣水洗的條件包括洗滌水與浸出渣的質(zhì)量液固比為3:1 8:1，洗滌溫度為50 70°C，洗滌時(shí)間為20 60分鐘；步驟D中，海綿銦水洗的條件包括洗滌水與海綿銦的質(zhì)量液固比為5:1 10:1，洗滌時(shí)間為15 45分鐘。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟D中，水洗后的海綿銦壓團(tuán)的壓力為40 80噸， 鑄型的熔化溫度為300 450°C，熔融時(shí)間為45 90分鐘，含鋅粗銦中的鋅含量為3 7wt%。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟E中，硝酸鈉的用量為含鋅粗銦質(zhì)量的5 10% ； 脫鋅錫的條件包括溫度為420 500°C，時(shí)間為30 60分鐘。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提供的粗銦鑄型渣的綜合回收方法，從粗銦鑄型渣中提取銦的回收率高達(dá)98% 以上，得到的粗銦品位為99wt%以上；且得到的置換液中氯含量低于O. 05g/L，可直接進(jìn)入濕法煉鋅系統(tǒng)回收鋅鎘；同時(shí)鉛、錫等有價(jià)金屬得到富集，有利于后續(xù)工序回收。綜上，本發(fā)明提供的綜合回收方法，具有工藝可靠、生產(chǎn)成本低、銦回收率高及綜合回收其它各種有價(jià)金屬的優(yōu)點(diǎn)，適宜從粗銦鑄型渣中綜合回收銦、鋅、鉛等有價(jià)金屬。


圖I為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供了一種粗銦鑄型渣的綜合回收方法，如圖I所示，包括以下步驟A、硫酸浸出將粗銦鑄型渣采用硫酸浸出，分離后得到浸出液與浸出渣；B、海綿銦凈化往步驟A的浸出液中加入海綿銦進(jìn)行凈化，將浸出液中的有價(jià)金屬離子還原成金屬并富集于渣中，分離后得到凈化液；C、鋅片置換將步驟B的凈化液用鋅片置換，分離后得到置換液和海綿銦；D、壓團(tuán)與鑄型將步驟A的浸出渣水洗得到洗渣，將步驟C的海綿銦水洗后壓團(tuán)，然后與洗渣混合鑄型，得到含鋅粗銦；E、脫鋅錫將步驟D的含鋅粗銦加入熔融的堿中，待含鋅粗銦熔化后加入硝酸鈉，脫去含鋅粗銦中的鋅錫，得到含銦品位為99wt%以上的粗銦。
根據(jù)本發(fā)明的方法，先采用硫酸對粗銦鑄型渣進(jìn)行浸出處理，將粗銦鑄型渣中的銦、鋅、鎘等有價(jià)金屬浸入溶液中，然后經(jīng)過液固分離，得到浸出液與浸出渣。浸出渣送漿洗，得到的洗渣送鑄型工序；而浸出液則送下一工序——海綿銦凈化。
本發(fā)明中，浸出時(shí)采用的硫酸為本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的各種硫酸，例如其硫酸的濃度為150 200g/L。優(yōu)選情況下，浸出時(shí)，硫酸與粗銦鑄型渣的質(zhì)量液固比為3:1 6:1。 本發(fā)明中，浸出的條件包括反應(yīng)溫度為60 85°C，浸出時(shí)間I 3小時(shí)，浸出液中含硫酸為 20 80g/L。
浸出渣漿洗的條件包括洗滌水與浸出渣的質(zhì)量液固比為3:1 8:1，洗滌溫度為 50 70°C，洗滌時(shí)間為20 60分鐘；海綿銦凈化的步驟包括往步驟A的浸出液中加入海綿銦進(jìn)行凈化，使浸出液中所含鉛、錫、鉍等各種有價(jià)金屬離子被還原成金屬，并富集于渣中，分離后得到凈化液與凈化渣。 其中，凈化渣可返鉛系統(tǒng)回收鉛、錫等有價(jià)金屬，而凈化液送下一工序——鋅片置換。
本步驟B中，所述海綿銦的用量為將浸出液中有價(jià)金屬離子全部還原成金屬的所需的理論用量的O. 95 I. 05倍。凈化的條件包括溫度為50 85°C，時(shí)間為40 120分鐘。
鋅片置換的步驟為往凈化液中加入鋅片進(jìn)行置換，分離后得到置換液和海綿銦。 置換液中含有鋅與鎘，其氯含量低于O. 05g/L，因此可直接返濕法煉鋅系統(tǒng)回收鋅鎘，其中鋅用于生產(chǎn)電鋅，鎘用于生產(chǎn)精鎘。
本發(fā)明中，為保證將凈化液中的銦徹底置換，鋅片的用量為過量。置換的條件包括溫度為50 80°C，反應(yīng)時(shí)間為6 12小時(shí)，終點(diǎn)pH值為4 4. 5。
根據(jù)本發(fā)明的方法，然后對置換后得到的海綿銦進(jìn)行水洗，脫去海綿銦中的可溶性雜質(zhì)。優(yōu)選情況下，海綿銦水洗的條件包括洗滌水與海綿銦的質(zhì)量液固比為5:1 10:1，洗滌時(shí)間為15 45分鐘。
本發(fā)明中，海綿銦水洗后的洗水以及步驟A中浸出渣水洗后的洗水均可返回用于硫酸浸出，一方面可回收洗水中的有價(jià)金屬銦及洗水中的酸，另一方面也可減少浸出過程中水的消耗，在提高銦回收率的同時(shí)，節(jié)約了生產(chǎn)成本。
然后將水洗后的海綿銦壓團(tuán)，壓團(tuán)的壓力為40 80噸；然后與步驟A中浸出渣水洗后得到的洗渣混合，一起進(jìn)行鑄型；由于置換時(shí)鋅片過量，因此鑄型后得到的粗銦中還含有少量鋅，即為含鋅粗銦。優(yōu)選情況下，鑄型的熔化溫度為300 450°C，熔融時(shí)間為45 90分鐘。鑄型后得到的含鋅粗銦中的鋅含量為3 7wt%。
然后對含鋅粗銦進(jìn)行脫鋅錫處理，具體包括將該含鋅粗銦加入熔融的堿中，待含鋅粗銦熔化后加入硝酸鈉，發(fā)生反應(yīng)脫去含鋅粗銦中含有的鋅錫，從而得到含銦品位為 99wt%以上的粗銦。
本步驟中，所述硝酸銨可直接采用工業(yè)硝酸銨。優(yōu)選情況下，硝酸鈉的用量為含鋅粗銦質(zhì)量的5 10%。脫鋅錫的條件包括溫度為420 500°C，時(shí)間為30 60分鐘。
本發(fā)明提供的粗銦鑄型渣的綜合回收方法中，從粗銦鑄型渣中提取銦的同時(shí)，使置換液中氯含量低于O. 05g/L，其可直接返濕法煉鋅系統(tǒng)回收鋅鎘，成功的解決了鋅冶煉廠副產(chǎn)品銦的回收過程中，產(chǎn)生的置換后液直接返鋅系統(tǒng)生產(chǎn)電鋅中氯的問題；而經(jīng)過本發(fā)明的方法回收得到的粗銦的品位超過99wt%，同時(shí)鉛、錫等有價(jià)金屬得到富集，更有利于后續(xù)工序回收；且有工藝可靠、生產(chǎn)成本低、銦回收率高及綜合回收其它各種有價(jià)金屬的優(yōu)點(diǎn)，適宜從粗銦鑄型渣中綜合回收銦、鋅、鉛等有價(jià)金屬。
為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實(shí)施例中所采用原料均通過商購得到。
實(shí)施例I步驟A :將粗銦鑄型渣按質(zhì)量液固比3 I加入到150g/L的硫酸中，控制反應(yīng)溫度為 60°C，浸出時(shí)間I小時(shí)，浸出液中含硫酸為20g/L，固液分離得浸出液與浸出渣，浸出液送下一工序；浸出渣進(jìn)行漿洗，洗滌條件為洗滌水與浸出渣的質(zhì)量液固比為3 :1，洗滌溫度為 50°C，洗滌時(shí)間為20min，得到洗渣。
步驟B :50°C下往浸出液中加入新鮮海綿銦進(jìn)行凈化，海綿銦的加入量為將浸出液中有價(jià)金屬全部置換還原所需銦的理論用量的I. O倍，反應(yīng)時(shí)間為40分鐘，液固分離得凈化液與凈化渣，凈化渣返鉛系統(tǒng)回收鉛錫等有價(jià)金屬，凈化液送下一工序。
步驟C :往凈化液中加入過量鋅片置換，置換過程保持溫度為50°C，反應(yīng)時(shí)間6小時(shí)，終點(diǎn)PH值為4，得到海綿銦和置換液，海綿銦送下一工序，而置換液返濕法煉鋅系統(tǒng)回收鋅鎘。
步驟D :將步驟C的海綿銦進(jìn)行水洗，洗滌條件為洗滌水與海綿銦的質(zhì)量液固比為5 :1，洗滌時(shí)間為15min ;將水洗后的海綿銦在壓力為40噸的條件下壓團(tuán)，并與步驟A的洗渣一起進(jìn)行鑄型，鑄型的熔化溫度300°C，熔融時(shí)間45min，得到含鋅粗銦，其成份按質(zhì)量百分比為In 92. 73%、Zn 6. 71%、Sn O. 142%。
步驟E :將步驟D的含鋅粗銦進(jìn)行脫鋅錫，脫鋅錫的溫度500°C，將含鋅粗銦加入至熔融的片堿中，且工業(yè)硝酸鈉的加入量為粗銦重量的10%，脫鋅錫時(shí)間60分鐘。
通過上述步驟，得到粗銦品位為99. 53%，其雜質(zhì)成份按質(zhì)量百分比為SnO.012%、Bi O. 084%、Pb O. 084%、Cu O. 0032%,銦的回收率是 98. 37%。
實(shí)施例2步驟A :將粗銦鑄型渣按質(zhì)量液固比5 I加入到180g/L的硫酸中，控制反應(yīng)溫度為75 °C，浸出時(shí)間2小時(shí)，浸出液中含硫酸為50g/L ;固液分離得浸出液與浸出渣，浸出液送下一工序；浸出渣進(jìn)行漿洗，洗滌條件為液固比為6 :1，洗滌溫度為60°C，洗滌時(shí)間為 40min,得到洗洛。
步驟B : 60°C下往浸出液中加入新鮮海綿銦進(jìn)行凈化，海綿銦的加入量為將浸出液中有價(jià)金屬全部置換還原所需銦的理論用量的I. I倍，反應(yīng)時(shí)間為80分鐘，液固分離得凈化液與凈化渣，凈化渣返鉛系統(tǒng)回收鉛錫等有價(jià)金屬，凈化液送下一工序。
步驟C :往凈化液中加入過量鋅片置換，置換過程控制溫度在65°C，反應(yīng)時(shí)間9小時(shí)，終點(diǎn)PH值為4. 2，得到海綿銦和置換液，海綿銦送下一工序，而置換液返濕法煉鋅系統(tǒng)回收鋅鎘。
步驟D :將步驟C的海綿銦進(jìn)行水洗，洗滌條件為洗滌水與海綿銦的質(zhì)量液固比為8 :1，洗滌時(shí)間為30min ;將水洗后的海綿銦在壓力為60t的條件下壓團(tuán)，并與步驟A的洗渣一起進(jìn)行鑄型，鑄型的熔化溫度380°C，熔融時(shí)間70min，得到含鋅粗銦，其成份按質(zhì)量百分比為In 94. 16%、Zn 5. 18%、Sn O. 108%步驟E :將步驟D的含鋅粗銦進(jìn)行脫鋅錫，脫鋅錫的溫度480°C，將含鋅粗銦加入至熔融的片堿中，且工業(yè)硝酸鈉的加入量為粗銦重量的8%，脫鋅錫時(shí)間45分鐘。
通過上述步驟，得到粗銦品位為99. 65%，其雜質(zhì)成份按質(zhì)量百分比為SnO. 0071%、Bi O. 074%、Pb O. 063%、Cu O. 0024%,銦的回收率是 98. 95%。
實(shí)施例3步驟A :將粗銦鑄型渣按質(zhì)量液固比6 I加入到200g/L的硫酸中，控制反應(yīng)溫度為85°C，浸出時(shí)間3小時(shí)，浸出液中含硫酸為80g/L ;固液分離得浸出液與浸出渣，浸出液送下一工序；浸出渣進(jìn)行漿洗，洗滌條件為液固比為8 :1，洗滌溫度為70°C，洗滌時(shí)間為 60min,得到洗洛。
步驟B : 70°C下往浸出液中加入新鮮海綿銦進(jìn)行凈化，海綿銦的加入量為將浸出液中有價(jià)金屬全部置換還原所需銦的理論用量的I. 2倍，反應(yīng)時(shí)間為120分鐘，液固分離得凈化液與凈化渣，凈化渣返鉛系統(tǒng)回收鉛錫等有價(jià)金屬，凈化液送下一工序。
步驟C :往凈化液中加入過量鋅片置換，置換過程控制溫度在80°C，反應(yīng)時(shí)間12小時(shí)，終點(diǎn)PH值為4. 5，得到海綿銦和置換液，海綿銦送下一工序，而置換液返濕法煉鋅系統(tǒng)回收鋅鎘。
步驟D :將步驟C的海綿銦進(jìn)行水洗，洗滌條件為洗滌水與海綿銦的質(zhì)量液固比為10 :1，洗滌時(shí)間為45min ;將水洗后的海綿銦在壓力為80t的條件下壓團(tuán)，并與步驟A的洗渣一起進(jìn)行鑄型，鑄型的熔化溫度450°C，熔融時(shí)間90min，得到含鋅粗銦，其成份按質(zhì)量百分比為In 95. 51%、Zn 4. 15%、Sn O. 87%步驟E :將步驟D的含鋅粗銦進(jìn)行脫鋅錫，脫鋅錫的溫度420°C，將含鋅粗銦加入至熔融的片堿中，且工業(yè)硝酸鈉的加入量為粗銦重量的5%，脫鋅錫時(shí)間30分鐘。
通過上述步驟，得到粗銦品位為99. 76%，其雜質(zhì)成份按質(zhì)量百分比為Sn O. 0067%、Bi O. 037%、Pb O. 082%、Cu O. 0033%,銦的回收率是 99. 05%。
權(quán)利要求
1.一種粗銦鑄型渣的綜合回收方法，其特征在于，包括以下步驟 A、硫酸浸出將粗銦鑄型渣采用硫酸浸出，分離后得到浸出液與浸出渣，浸出渣漿洗得到洗渣； B、海綿銦凈化往步驟A的浸出液中加入海綿銦進(jìn)行凈化，將浸出液中的有價(jià)金屬離子還原成金屬并富集于渣中，分離后得到凈化液； C、鋅片置換將步驟B的凈化液用鋅片置換，分離后得到置換液和海綿銦； D、壓團(tuán)與鑄型將步驟C的海綿銦水洗后壓團(tuán)，然后與步驟A的洗渣混合進(jìn)行鑄型，得到含鋅粗銦； E、脫鋅錫將步驟D的含鋅粗銦加入熔融的堿中，待含鋅粗銦熔化后加入硝酸鈉，脫去含鋅粗銦中的鋅錫，得到含銦品位為99wt%以上的粗銦。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的綜合回收方法，其特征在于，步驟A中，所述硫酸的濃度為150 200g/L，且硫酸與粗銦鑄型渣的質(zhì)量液固比為3:1 6:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的綜合回收方法，其特征在于，步驟A中，浸出的條件包括反應(yīng)溫度為60 85°C，浸出時(shí)間I 3小時(shí)，浸出液中含硫酸為20 80g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的綜合回收方法，其特征在于，步驟B中，所述海綿銦的用量為將浸出液中有價(jià)金屬離子全部還原成金屬的所需的理論用量的0. 95 I. 05倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的綜合回收方法，其特征在于，步驟B中，凈化的條件包括溫度為50 85°C，時(shí)間為40 120分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的綜合回收方法，其特征在于，步驟C中，鋅片的用量為過量，置換的條件包括溫度為50 80°C，反應(yīng)時(shí)間為6 12小時(shí)，終點(diǎn)pH值為4 4. 5。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或6所述的綜合回收方法，其特征在于，步驟C中，還包括將置換液返濕法煉鋅系統(tǒng)回收鋅與鎘的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的綜合回收方法，其特征在于，步驟A中，浸出渣漿洗的條件包括洗滌水與浸出渣的質(zhì)量液固比為3:1 8:1，洗滌溫度為50 70°C，洗滌時(shí)間為20 60分鐘；步驟D中，海綿銦水洗的條件包括洗滌水與海綿銦的質(zhì)量液固比為5:1 10:1，洗漆時(shí)間為15 45分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的綜合回收方法，其特征在于，步驟D中，水洗后的海綿銦壓團(tuán)的壓力為40 80噸，鑄型的熔化溫度為300 450°C，熔融時(shí)間為45 90分鐘，含鋅粗銦中的鋅含量為3 7wt%。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的綜合回收方法，其特征在于，步驟E中，硝酸鈉的用量為含鋅粗銦質(zhì)量的5 10% ;脫鋅錫的條件包括溫度為420 500°C，時(shí)間為30 60分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供一種粗銦鑄型渣的綜合回收方法，包括以下步驟A.粗銦鑄型渣硫酸浸出；B.浸出液采用海綿銦凈化；C.凈化液鋅片置換，分離后得到海綿銦；D.壓團(tuán)與鑄型將步驟A的浸出渣洗水、步驟C的海綿銦水洗后壓團(tuán)，然后混合鑄型得到含鋅粗銦；E.脫鋅錫將含鋅粗銦加入熔融的堿中，待熔化后加入硝酸鈉，脫去含鋅粗銦中的鋅錫，得到含銦品位為99wt%以上的粗銦。本發(fā)明提供的綜合回收方法中，從粗銦鑄型渣中提取銦回收率高達(dá)98%以上，得到的粗銦品位為99wt%以上，同時(shí)能分離出鋅鎘、使鉛錫等有價(jià)金屬得到富集，有利于后續(xù)工序回收；工藝可靠、生產(chǎn)成本低。
文檔編號C22B19/00GK102978411SQ20121058880
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者廖貽鵬, 劉一寧, 林文軍, 戴慧敏, 潘向陽, 劉敏 申請人:株洲冶煉集團(tuán)股份有限公司