一種銦鍺提煉的前處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種銦鍺提煉的前處理工藝，包括熔融、霧化、后處理步驟，具體包括：將含銦、鍺的物料置于熔融池中以1260℃下將物料熔融成液態(tài)物料并保持液態(tài)物料溫度在1210～1260℃；將保持溫度為1210～1260℃液態(tài)物料通過導(dǎo)管導(dǎo)入霧化室進(jìn)行霧化得到固體粉末；將霧化的到的固體粉末經(jīng)過分篩，通過篩網(wǎng)的物料裝入容器并密封包裝供后續(xù)焙燒、水洗、酸處理以及干燥煅燒的提煉使用；未通過篩網(wǎng)的物料返回熔融步驟循環(huán)。本發(fā)明方法安全可靠，物料顆粒度小，有利于濕法冶金浸出，物料中In、Ge回收效率高。本發(fā)明采用霧化法處理含銦、鍺物料的細(xì)化的前處理工藝，不僅安全性好，物料缺失少而且易于加工處理。
【專利說明】一種銦鍺提煉的前處理工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種銦鍺提煉的前處理工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 銦（In)和鍺（Ge)是價(jià)值極高的稀貴金屬，其中In在世界的儲(chǔ)量稀少，在地殼中的 含量與銀相似，為IX 1〇_5,但產(chǎn)量僅為銀的1%，迄今未發(fā)現(xiàn)單一的或以銦為主要成分的天 然的銦礦床，目前有工業(yè)回收銦價(jià)值的礦物主要為閃鋅礦。銦的全球儲(chǔ)量約1. 6?1. 9萬 噸，中國儲(chǔ)量1. 3萬噸，是全球第一大原生銦供應(yīng)國。銦的供應(yīng)主要分為原生銦和回收銦。 用貴金屬In和錫的氧化物In203制成的摻錫氧化銦（以下簡稱I0C)靶材，經(jīng)磁控濺射工藝 得到導(dǎo)電透明薄膜，國防上用于潛艇、坦克、航空及隱身材料；民用上用于平板電視、平板電 腦、液晶顯示器、手機(jī)顯示器，以及在太陽能及各種功能玻璃等方面，其潛在應(yīng)用還不斷被 發(fā)現(xiàn)。鍺長時(shí)期以來沒有被工業(yè)規(guī)模的開采。這并不是由于鍺在地殼中的含量少，而是因 為它是地殼中最分散的元素之一，含鍺的礦石是很少的?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的鍺，主要來自銅、 鉛、鋅冶煉的副產(chǎn)品。鍺有著廣泛的用途，在軍事工業(yè)和紅外光學(xué)、光導(dǎo)纖維、超導(dǎo)材料、催 化劑、醫(yī)藥、半導(dǎo)體等方面的需求量與日俱增。高純度的鍺是半導(dǎo)體材料。可用于制各種晶 體管、整流器及其他器件。鍺的化合物用于制造熒光板及各種高折光率的玻璃。鍺材用于 輻射探測器及熱電材料。高純鍺單晶具有高的折射系數(shù)，對(duì)紅外線透明，不透過可見光和紫 外線，可作專透紅外光的鍺窗、棱鏡或透鏡。鍺和鈮的化合物是超導(dǎo)材料。二氧化鍺是聚合 反應(yīng)的催化劑，含二氧化鍺的玻璃有較高的折射率和色散性能，可作廣角照相機(jī)和顯微鏡 鏡頭，四氯化鍺還是新型光纖材料添加劑。
[0003] 含In、Ge的物料是產(chǎn)生過程： 在鋅火法冶煉的過程中，鋅金屬被蒸餾生成鋅蒸汽，然后被鋅液吸收生成粗鋅金屬塊， 在此過程中貴金屬In和Ge被富集在粗鋅金屬中，粗鋅在精蒸餾過程中，生成硬鋅，硬鋅富 集了絕大部分的In和Ge，硬鋅具有高熔點(diǎn)，比重大的特點(diǎn)，最初常作為初級(jí)鋅賣掉，價(jià)格極 其廉價(jià)。目前一般用中頻爐或坩堝爐利用沸點(diǎn)不同，將低沸點(diǎn)的鋅蒸發(fā)，剩余的物料就是含 In、Ge的物料，它是玻璃體和鋅、鐵、鉛、In、Ge合金的混合物。
[0004] 含In、Ge的物料是火法冶煉過程中產(chǎn)生的，由于含有稀貴金屬In和Ge，近幾年由 于In和Ge價(jià)格的漲價(jià)和利用價(jià)值的增強(qiáng)，才逐漸得到重視。目前含In、Ge的物料中In和 Ge的提煉是用濕法冶金，濕法冶金最大的問題是將物料溶于酸液中，含In、Ge的物料由于 存在大量玻璃體等物質(zhì)，很難以較大體積溶于酸中，需要將其粉末細(xì)化。目前細(xì)化的工藝有 兩種，第一是球磨方法，球磨法一般加入水，物料中含有砷物質(zhì)，遇水會(huì)會(huì)生成劇毒的砷化 氫，由于設(shè)備不是密封的，極容易引起操作人員中毒身亡，具有較大的事故隱患。第二是雷 蒙磨方法，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)有粘性較大的含鉛物料粘接在設(shè)備底部，致使設(shè)備溫度過高，無 法正常工作，必須停機(jī)降溫，目前一般是水降溫，在降溫過程中，會(huì)產(chǎn)生劇毒的砷化氫，也會(huì) 產(chǎn)生人員傷亡，同時(shí)球磨和雷蒙磨方法物料損耗大,貴金屬In和Ge損失量大。因此，開發(fā) 一種能解決上述問題的銦鍺提煉前處理工藝是非常必要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種銦鍺提煉的前處理工藝。
[0006] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括熔融、霧化、后處理步驟，具體包括： A、 熔融：將含銦、鍺的物料置于熔融池中以1260°C下將物料熔融成液態(tài)物料并保持液 態(tài)物料溫度在1210?1260°C ; B、 霧化：將保持溫度為1210?1260°C液態(tài)物料通過導(dǎo)管導(dǎo)入霧化室進(jìn)行霧化得到固 體粉末； C、 后處理：將霧化的到的固體粉末經(jīng)過分篩，通過篩網(wǎng)的物料裝入容器并密封包裝供 后續(xù)提煉使用；未通過篩網(wǎng)的物料返回熔融步驟循環(huán)。
[0007] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)： 1、此方法安全可靠。由于物料中含有砷元素及還原性強(qiáng)的金屬存在，在球磨和雷蒙磨 時(shí)還原性強(qiáng)的金屬會(huì)將砷還原成砷金屬，砷金屬與水生成劇毒的砷化氫，對(duì)人體造成傷害， 霧化法的設(shè)備工作時(shí)處于負(fù)壓狀態(tài)，高壓氮?dú)庾鳛殪F化介質(zhì)，這樣操作安全可靠。
[0008] 2、霧化法制備的物料顆粒度小，有利于濕法冶金浸出。含In、Ge的物料物相結(jié)構(gòu) 成分復(fù)雜，含有玻璃體，輕金屬Zn，重金屬Pb、Fe等，含有稀貴金屬In、Ge等，含In、Ge的物 料的特點(diǎn)是硬度大，高熔點(diǎn)，粘性大，脆性大等。球磨和雷蒙磨處理時(shí)，物料的顆粒度較大， 一般很難過80目，且物料顆粒大小不一致，而霧化法制備的物料顆粒度較小，100目-200目 的物料占60%。
[0009] 3、物料中In、Ge回收效率高。因?yàn)樵O(shè)備是密封的，幾乎沒有使用In、Ge的損失，球 磨和雷蒙磨處理物料時(shí)，設(shè)備是敞開的，物料損失較大，In、Ge回收效率不高。
[0010] 本發(fā)明采用霧化法處理含銦、鍺物料的細(xì)化的前處理工藝，不僅安全性好，物料缺 失少而且易于加工處理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但不以任何方式對(duì)本發(fā)明加以限制，基 于本發(fā)明教導(dǎo)所作的任何變換或替換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0013] 本發(fā)明所述銦鍺提煉的前處理工藝，包括熔融、霧化、后處理步驟，具體包括： A、 熔融：將含銦、鍺的物料置于熔融池中以1260°C下將物料熔融成液態(tài)物料并保持液 態(tài)物料溫度在1210?1260°C ; B、 霧化：將保持溫度為1210?1260°C液態(tài)物料通過導(dǎo)管導(dǎo)入霧化室進(jìn)行霧化得到固 體粉末； C、 后處理：將霧化的到的固體粉末經(jīng)過分篩，通過篩網(wǎng)的物料裝入容器并密封包裝供 后續(xù)提煉使用；未通過篩網(wǎng)的物料返回熔融步驟循環(huán)。
[0014] A步驟中所述的熔融溫度為1260°C。
[0015] B步驟中所述的霧化是采用霧化室內(nèi)通入壓縮氣體與液態(tài)物料混合后從噴嘴噴入 沉淀池形成固態(tài)物料粉。
[0016] 所述的壓縮氣體為氮?dú)狻?br> [0017] 所述的壓縮氣體的壓力為1. f 1. 5MPa。
[0018] 所述的壓縮氣體的壓力為1.4MPa。
[0019] 壓縮氣體的氣流方向與液態(tài)物料的流向形成30 ~ 60°的夾角。
[0020] C步驟中所述的分篩是采用5(Γ150目的篩網(wǎng)進(jìn)行分篩。
[0021] 所述的分篩是采用100目的篩網(wǎng)進(jìn)行分篩。
[0022] 本發(fā)明所述的銦鍺提煉的前處理工藝，包括以下步驟： 熔化，固態(tài)的含In、Ge的物料至于熔化爐中加熱熔融成液態(tài)； 導(dǎo)流，液態(tài)物料導(dǎo)入霧化室； 霧化，霧化室內(nèi)通入高壓力壓縮氮?dú)?，將液態(tài)物料打成固體粉末； 分篩，粉末物料經(jīng)篩網(wǎng)分篩； 收集，將通過篩網(wǎng)粉末物料收集； 回收，沒有通過篩網(wǎng)的物料最為原料進(jìn)行細(xì)化。
[0023]

【具體實(shí)施方式】： 下邊對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明： 本發(fā)明包括以下步驟： 1、熔融，含In、Ge的物料放置于熔融池內(nèi)加熱熔融成液態(tài)；熔融池內(nèi)的加熱溫度含In、 Ge的物料成分的不同而改變，在實(shí)施中，通過提高物料的過熱溫度，可以使液態(tài)物料的表面 張力和粘度同時(shí)降低，從而有利于生成細(xì)物料；同時(shí)，為了防止物料被的鍺氧化，最好在熔 融池內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)。
[0024] 2、導(dǎo)流，熔融的液態(tài)物料通過導(dǎo)管導(dǎo)入霧化室，為了使液態(tài)物料保持溫度，降低其 表面張力和粘度，最好將導(dǎo)管和霧化室溫度均控制在該溫度左右。熔融的液態(tài)物料的表面 張力和粘度較小，有利于與氣體充分混合，從而提高物料的均勻度和細(xì)度。
[0025] 3、霧化，霧化室內(nèi)通入壓縮氣體，其與液態(tài)物料混合后從噴嘴噴入沉淀池形成固 態(tài)物料粉；作為優(yōu)選，所述霧化室通入的壓縮氣體為氮?dú)鈿怏w，且壓縮氣體的壓力控制在 1. 1?1. 5 MPa為宜，壓力達(dá)到1. 4 MPa為最佳；在實(shí)施過程中，為了提高霧化效果應(yīng)將噴 嘴進(jìn)行預(yù)熱，使液態(tài)物料在噴射前始終具有較低粘度和表面張力；同時(shí)，最好保證壓縮氣體 的氣流方向與液態(tài)物料的流向形成一定的夾角，從而使液態(tài)物料與氣體交叉霧化，使液態(tài) 物料霧化更加均勻、粒度更小，夾角的大小應(yīng)在保證氣體具有較快流速的基礎(chǔ)上達(dá)到最好 的霧化效果。
[0026] 4、分篩，篩網(wǎng)安裝在沉淀池底部，霧化的物料粉噴入沉淀池后冷凝成均勻的固體 顆粒，顆粒在重力作用下向落向底部的篩網(wǎng)。在實(shí)施過程中，篩網(wǎng)應(yīng)根據(jù)需要合理選用，本 發(fā)明選擇100目的篩網(wǎng)，可達(dá)到極高的成品率，符合酸浸的需求。
[0027] 5、收集，顆粒狀的物料經(jīng)篩網(wǎng)分篩后，通過篩網(wǎng)的物料裝入容器，并密封包裝，供 使用。
[0028] 6、回收，沒有通過篩網(wǎng)的物料，由于顆粒較大，可作為原料重新進(jìn)行細(xì)化。
[0029] 本發(fā)明采用以上步驟的霧化法，將物料熔融后與惰性氣體混合，然后從噴嘴噴出 形成霧化，該方法安全可靠，生產(chǎn)成本較低、操作簡單，而且通過控制壓縮氣體壓力、氣體流 速以及熔融溫度，可使物料的顆粒度100目以下達(dá)到60%以上。
[0030] 實(shí)施例1 稱取1000g的含In、Ge的物料放置于熔融池內(nèi)加熱到1260°C熔融成液態(tài)，將保持溫度 為1260°C液態(tài)物料通過導(dǎo)管導(dǎo)入霧化室進(jìn)行霧化，通入壓力在1.2 MPa的壓縮氮?dú)?，得?固體粉末，將粉末分篩收集及回收。得到樣品的目數(shù)如表1所示。對(duì)樣品進(jìn)行化學(xué)分析得 到含In3. 989%、含Ge5. 991%，損失率為0. 275%和0. 1%，與傳統(tǒng)的球磨和雷蒙磨方法In和 Ge損失2%相比較而言，物料中In和Ge損失較少。將樣品進(jìn)行酸浸后提取In、Ge，與傳統(tǒng) 的球磨和雷蒙磨方法成本每噸物料降低2000元左右，原因是傳統(tǒng)的球磨和雷蒙磨方法生 產(chǎn)出物料粒度較大，在酸浸時(shí)，需要加入氧化劑幫助其溶化，成本大幅度提高。
[0031] 表1樣品在不同目數(shù)的質(zhì)量及百分比

【權(quán)利要求】
1. 一種銦鍺提煉的前處理工藝，其特征在于包括熔融、霧化、后處理步驟，具體包括： A、 熔融：將含銦、鍺的物料置于熔融池中以1260°C下將物料熔融成液態(tài)物料并保持液 態(tài)物料溫度在1210?1260°C ; B、 霧化：將保持溫度為121(T 1260°C液態(tài)物料通過導(dǎo)管導(dǎo)入霧化室進(jìn)行霧化得到固 體粉末； C、 后處理：將霧化的到的固體粉末經(jīng)過分篩，通過篩網(wǎng)的物料裝入容器并密封包裝供 后續(xù)焙燒、水洗、酸處理以及干燥煅燒的提煉使用；未通過篩網(wǎng)的物料返回熔融步驟循環(huán)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述銦鍺提煉的前處理工藝，其特征在于A步驟中所述的熔融溫度 為 1210 ?1260。。。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銦鍺提煉的前處理工藝，其特征在于B步驟中所述的霧化是 采用霧化室內(nèi)通入壓縮氣體與液態(tài)物料混合后從噴嘴噴入沉淀池形成固態(tài)物料粉。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的銦鍺提煉的前處理工藝，其特征在于所述的壓縮氣體為氮 氣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的銦鍺提煉的前處理工藝，其特征在于所述的壓縮氣體的 壓力為1. 1?1. 5MPa。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的銦鍺提煉的前處理工藝，其特征在于所述的壓縮氣體的壓力 為 1. 4MPa。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的銦鍺提煉的前處理工藝，其特征在于壓縮氣體的氣流方向與 液態(tài)物料的流向形成30?60°的夾角。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銦鍺提煉的前處理工藝，其特征在于C步驟中所述的分篩是 采用5(Γ150目的篩網(wǎng)進(jìn)行分篩。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的銦鍺提煉的前處理工藝，其特征在于所述的分篩是采用 100目的篩網(wǎng)進(jìn)行分篩。
【文檔編號(hào)】C22B58/00GK104152670SQ201410432902
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】孫浩然, 胡文雄, 李云昌, 葉志青, 易永剛 申請(qǐng)人:云南天浩稀貴金屬股份有限公司