本發(fā)明涉及有價(jià)金屬回收，具體涉及一種從富銦渣中回收有價(jià)金屬鋅銦，并制備鋅銦合金的方法，所制備的鋅銦合金用于鋅離子電子電池的負(fù)極基礎(chǔ)材料，能夠有效減少負(fù)極析氫過電位。

背景技術(shù)：

1、銦鋅合金是一種由銦和鋅組成的合金金屬，具有能隙寬度適中、良好的潤滑性能及耐磨性和生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，在半導(dǎo)體材料、低熔點(diǎn)合金、潤滑材料、醫(yī)療器械等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值?？梢杂糜谥圃焯柲茈姵?、電磁屏蔽材料、光電器件、摩擦材料及植入式醫(yī)療器械等。

2、鉛鋅冶煉系統(tǒng)中每年會產(chǎn)生大量含鋅銦原料，系統(tǒng)產(chǎn)出的氧化鋅經(jīng)中性浸出-低酸浸出-高酸浸出三段逆流浸出，原料中銦主要富集于弱酸浸出上清液中，進(jìn)一步通過中和沉淀得到富銦渣，該富銦渣富含鋅和銦等金屬，具有很高回收價(jià)值。

3、目前對于此類富銦渣的處理方法一般是轉(zhuǎn)入回轉(zhuǎn)窯或煙化爐中揮發(fā)處理其中的鋅、銦等金屬，但上述處理方法存在稀有金屬回收率底、能耗高、污染重等缺點(diǎn)。如專利公布號為cn109536742a的專利，雖然提高了鋅、銦揮發(fā)過程中富集率，但無法避免銦損失率較高的缺點(diǎn)。再比如公開號為cn102312083的專利，先利用低鐵氧化鋅進(jìn)行預(yù)中和，再利用預(yù)中和的上清液加入鋅粉進(jìn)行置換沉銦，實(shí)現(xiàn)銦的初步富集，后續(xù)還需通過酸浸、萃取、置換等工藝提取銦；上述方案其缺點(diǎn)為工藝流程長、廢水量大、成本高的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的是現(xiàn)有技術(shù)中工藝繁瑣、流程長、稀有金屬銦回收率低、成本高的問題，提供一種利用富銦渣為原材料制備低雜質(zhì)含量的鋅銦合金的工藝方法。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種利用富銦渣高效制備鋅離子電池負(fù)極基礎(chǔ)材料鋅銦合金的方法，包括如下步驟：s1，還原浸出，富銦渣用硫酸浸出，按富銦渣(kg)：硫酸溶液(l)：硫化鋅(kg)＝1：(4～6)：(0.15～0.2)的比例，向富銦渣中加入濃度為90～120g/l的硫酸溶液和zns，在85～95℃下加熱并攪拌2～4h后，鋅、銦、鐵溶解進(jìn)入浸出液中，同時(shí)三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，得到含鋅、銦、鐵的浸出液和富鉛浸出渣；s2，中和沉淀，調(diào)節(jié)s1中浸出液的ph值至5.4～5.7，得到含有鋅、銦的沉淀物；s3，還原焙燒，將s2中沉淀物干燥并破碎研磨后，與碳質(zhì)還原劑及乙酸鈉按一定比例混合均勻，得到混合粉料，并于真空環(huán)境中在500～800℃下還原1～2h，得到鋅銦粗合金；s4，真空蒸餾，將s3中鋅銦粗合金在1150～1200℃下進(jìn)行真空蒸餾，真空度為1～10pa，時(shí)間為1～3h，使其中的鋅、銦揮發(fā)得到鋅銦合金和富鐵渣。沉淀物中由于夾雜部分硫酸鋅、硫酸銦及其堿式硫酸鹽化合物，在升溫化料中會釋放高能活性硫氧化物，進(jìn)而繼續(xù)在高溫下與碳質(zhì)還原劑結(jié)合，生成強(qiáng)還原性的硫化羰化合物，可增強(qiáng)碳的還原能力；同時(shí)乙酸鈉的加入，進(jìn)一步促進(jìn)硫化羰化合物的生成，從而使得鋅、鉛及銦的直收率均大于98％。

3、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述富銦渣中銦的含量為1.3～3.2％，鋅含量為26.1～32.6％，鉛含量為9.3～11.8％，鐵含量為8.6～9.8％，砷含量為2.0～2.7％，銅含量為0.4～0.6％，所述富銦渣為濕法工藝廢渣。

4、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s2中，采用濃度為100～200g/l的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph值。

5、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s3中，沉淀物破碎研磨至粒徑120μm以下。

6、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s3中，碳質(zhì)還原劑：乙酸鈉：焙燒產(chǎn)物的質(zhì)量比為20～25:1～3:100。

7、作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述碳質(zhì)還原劑為石墨粉、活性碳或焦炭。

8、本發(fā)明具有的有益效果：1、富銦渣通過加入zns進(jìn)行還原浸出，實(shí)現(xiàn)了在鋅、銦浸出的同時(shí)，將浸出液中的三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，避免了后續(xù)流程中三價(jià)鐵的干擾。其中，鋅、銦浸出率均在96％以上，浸出液中的二價(jià)鐵占鐵總含量的95％以上。

9、2、本發(fā)明工藝流程較短，結(jié)合了濕法和火法工藝，實(shí)現(xiàn)了富銦渣中鋅銦的回收并制備出了鋅銦合金，銦回收率＞92％，在此過程中，鉛、鐵也得到了富集。得到的鋅銦合金中銦含量為5～7％，用于制作鋅離子電池的負(fù)極材料基礎(chǔ)原料，能夠有效減少負(fù)極析氫過電位。

技術(shù)特征：

1.一種利用富銦渣高效制備鋅離子電池負(fù)極基礎(chǔ)材料鋅銦合金的方法，其特征是包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用富銦渣高效制備鋅離子電池負(fù)極基礎(chǔ)材料鋅銦合金的方法，其特征是所述富銦渣中銦的含量為1.3～3.2％，鋅含量為26.1～32.6％，鉛含量為9.3～11.8％，鐵含量為8.6～9.8％，砷含量為2.0～2.7％，銅含量為0.4～0.6％；所述富銦渣為濕法工藝的廢渣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用富銦渣高效制備鋅離子電池負(fù)極基礎(chǔ)材料鋅銦合金的方法，其特征是所述s2中，采用濃度為100～200g/l的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用富銦渣高效制備鋅離子電池負(fù)極基礎(chǔ)材料鋅銦合金的方法，其特征是所述s3中，沉淀物破碎研磨至粒徑120μm以下。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用富銦渣高效制備鋅離子電池負(fù)極基礎(chǔ)材料鋅銦合金的方法，其特征是所述s3中，碳質(zhì)還原劑：乙酸鈉：焙燒產(chǎn)物的質(zhì)量比為20～25:1～3:100。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的一種利用富銦渣高效制備鋅離子電池負(fù)極基礎(chǔ)材料鋅銦合金的方法，其特征是所述碳質(zhì)還原劑為石墨粉、活性碳或焦炭。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種利用富銦渣高效制備鋅離子電池負(fù)極基礎(chǔ)材料鋅銦合金的方法，包括還原浸出、中和沉淀、還原焙燒、真空蒸餾。本發(fā)明結(jié)合了濕法和火法工藝，富銦渣通過加入ZnS進(jìn)行還原浸出，實(shí)現(xiàn)了在鋅、銦浸出的同時(shí)，將浸出液中的三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，避免了后續(xù)流程中三價(jià)鐵的干擾，銦回收率＞92％，同時(shí)鉛、鐵也得到了富集。制備的鋅銦合金用于鋅離子電池的負(fù)極材料基礎(chǔ)原料，能夠有效減少負(fù)極析氫過電位。

技術(shù)研發(fā)人員：朱偉松,陳海大,戴超,汪九初,蔡晨龍,江少杰,潘榮選,曹建成,俞鷹,錢俊杰,方支靈,方愈,王璨,黃河,陳誠,李然
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽銅冠產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10