一種從銦錫合金中回收金屬銦和錫的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于冶金領域，尤其涉及一種用于回收銦錫合金中的金屬銦和金屬錫的方法，利用銦和錫元素的活潑性不同，先將因錫合金放入工業(yè)硫酸中，待合金中銦完全溶出后，用粗銦對錫進行置換，待錫被完全置換后，用鋅錠對溶液中銦進行置換，然后在對置換出的錫和銦進行進一步的精煉和提純，回收高純度的金屬銦和金屬錫，本發(fā)明能夠有效快速的回收銦錫合金中的金屬銦和金屬錫，不會對環(huán)境造成污染，且回收的金屬銦和金屬錫的純度很高，粗銦中銦含量能達到In≥99%、粗錫中錫含量能達到Sn≥99%。
【專利說明】一種從銦錫合金中回收金屬銦和錫的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金領域，尤其涉及一種用于回收銦錫合金中的金屬銦和金屬錫的方法。
【背景技術】
[0002]銦錫合金是由In銦與Sn錫金屬元素組合在一起的二元合金,熔點極低,銦作為一種應用很廣的稀散金屬，在地殼中的豐度很低，不存在單獨的礦床，主要與鉛、鋅、銅、錫礦物共生，并作為它們冶煉的副產品生產。在有色金屬的冶煉過程中，不可避免的會產生銦錫的合金。例如，火法煉鋅產出的硬鋅在進行真空蒸餾后，銦與錫在蒸餾殘渣都得到了很大程度的富集，形成銦錫合金；粗錫火法精煉及后續(xù)焊錫進行雙金屬電解的過程，也都會產生大量的銦錫合金。另外回收待利用的銦錫合金來源較廣，有的是回收的銦錫合金殘靶材，有的是回收的焊料、折彎金屬管、金相試樣嵌鑲劑、閥門、保險絲、熔斷器等熱敏組件、廢合金豐吳具等。
[0003]對銦錫合金中的銦、錫合金進行有效分離和回收，對資源再生，循環(huán)利用有著深遠的意義。目前國內有的廠家采取的銦錫合金回收方法有的是采用真空蒸餾分離或采用混酸溶浸一硫化沉錫等方法，銦和錫的回收率均不很理想。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于改變現有回收因錫合金中金屬銦和金屬錫技術的不足，而提供一種利用銦和錫元素的活潑性不同，采用粗銦和鋅錠分別對銦和錫進行置換，再進一步精煉提純回收銦錫合金中回收金屬銦和錫的方法。
[0005]本發(fā)明的技術方案是這樣實現的:
一種從銦錫合金中回收金屬銦和錫的方法，該方法的步驟如下:
步驟1、酸溶:將銦錫合金放入反應槽中，每槽放置銦錫合金重量為30-50kg，將工業(yè)硫酸加入反應槽中,加好工業(yè)硫酸后進行攪拌，每隔7-8小時攪拌I次，每次攪拌3-5分鐘，根據酸溶液中的銦含量和酸液的體積粗略的估算銦錫合金中的銦溶出量，酸溶液酸度保持在250g/l-320g/l，根據銦錫合金的反應情況及酸度進行適當補酸，如果反應速度慢，溶解效果不好，則加強攪拌并進行適當補酸；
步驟2、凈化:待步驟I中反應完成后，調整溶液的酸度，使溶液保持酸度為150g/l-200g/l，加入粗銦，錫被置換出來，海綿狀的錫不斷附著在粗銦板上，密切觀察，隨時撈取、刮除粗銦板上的錫，并不斷用篩子及時將浮起的海綿錫撈起，將這些海綿錫用力捏成球狀放入清水中浸泡，次日早上后撈起，浸泡時間約15-16小時后壓團，凈化反應約8-10天后，取凈化液樣化驗錫含量，如凈化后溶液中的錫含量低于0.1%，則凈化工序已結束，如果錫含量高于0.1%，則補加硫酸繼續(xù)放入粗銦板反應；
步驟3、置換:待凈化反應完后， 通過保持酸度大于100g/l，加入鋅錠，銦能夠被置換出來，海綿狀的銦不斷附著在鋅錠表面，每1-2小時撈取I次鋅錠，用刮刀將海綿銦刮下，用力捏成團用清水浸泡，浸泡3-5小時后壓團；每次刮完海綿銦后將反應槽攪拌I次，每次攪拌3-5分鐘，后期反應變慢時抽取反應液化驗銦含量和酸度，如銦含量低于0.5g/l，則反應結束，反應結束終酸控制在30g/l-40g/l，產生的氯化鋅液先用儲罐儲存；
步驟4、堿煮:將步驟2和步驟3中經過清水浸泡后的海綿銦團和海綿錫團放入壓團機進行壓團，待海綿銦團和海綿錫團中的水分壓干后，取出海綿銦團和海綿錫團；將海綿銦團和海綿錫團分別放入鐵鍋中并加入工業(yè)氫氧化鈉進行堿煮，堿煮過程中需經常用長勺反復攪拌，保持一定的堿煮溫度在400°C -500°C，加熱堿煮約30分鐘后將上層的堿渣撈起，下層的銦液小心地裝入搪瓷盆移到液化氣爐加熱并鑄成粗銦板待用，錫液S入盆中保存，待冷卻后稱重，加入甘油保存。
[0006]所述的步驟I中工業(yè)硫酸的加入量與合金的質量比為硫酸:合金=3:1。
[0007]所述的步驟2中粗銦的加入量與錫的質量比為In:Sn=l.3:1。
[0008]所述的步驟3中鋅錠的加入量與銦的質量比為Zn:In=l.5:1。
[0009]所述的步驟4中工業(yè)氫氧化鈉的加入用量與海綿銦的質量比為NaOH:In=(50%-60%):1。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:
1、采用硫酸溶解、粗銦凈化、鋅錠置換的工藝，主要裝置是反應槽，工藝簡便，設備投資少，效益顯著。
[0011]2、氯化鋅置換后液為置換工序產生的副產品，主要含鋅和少量鋁及微量的銦，該溶液于堿煮渣和氫氧化鈉中和后，測定上清液無重金屬超標后排放，沉淀干燥后能繼續(xù)煉鋅，不會對環(huán)境造成污染。
[0012]3、甘油渣為除鎘鑄錠工序產生的副產品，含有少量的銦和微量的鎘，一定要注意保管，達到一定數量后能集中返回回轉窯`煉銦，不會對環(huán)境造成污染。
[0013]4、酸霧吸收液和堿煮煙吸收液互相中和后，檢測無害后可排放，甘油煙吸收液檢測無害后拍放，不會對環(huán)境造成污染。
[0014]5、本發(fā)明在很大程度上提高了金屬銦和金屬錫的回收率，經堿煮后回收的粗銦中銦含量能達到In ^ 99%、粗錫中錫含量能達到Sn ^ 99%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是一種從銦錫合金中回收金屬銦和錫的方法的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，一種從銦錫合金中回收金屬銦和錫的方法，該方法的步驟如下:
步驟1、將銦錫合金放入反應槽中，每槽放置銦錫合金重量為30-50kg，將工業(yè)硫酸加
入反應槽中，加好工業(yè)硫酸后進行攪拌,每隔7-8小時攪拌I次，每次攪拌3-5分鐘，根據酸溶液中的銦含量和酸液的體積粗略的估算銦錫合金中的銦溶出量，酸溶液酸度保持在250g/l-320g/l，根據銦錫合金的反應情況及酸度進行適當補酸，如果反應速度慢，溶解效果不好，則加強攪拌并進行適當補酸。
[0017]步驟2、待步驟I中反應完成后，調整溶液的酸度，使溶液保持酸度為150g/l-200g/l，加入粗銦，錫被置換出來，海綿狀的錫不斷附著在粗銦板上，密切觀察，隨時撈取、刮除粗銦板上的錫，并不斷用篩子及時將浮起的海綿錫撈起，將這些海綿錫用力捏成球狀放入清水中浸泡，次日早上后撈起，浸泡時間約15-16小時后壓團，凈化反應約8-10天后，取凈化液樣化驗錫含量，如凈化后溶液中的錫含量低于0.1%，則凈化工序已結束，如果錫含量高于0.1%，則補加硫酸繼續(xù)放入粗銦板反應。
[0018]步驟3、待凈化反應完后，通過保持酸度大于100g/l，加入鋅錠，銦能夠被置換出來，海綿狀的銦不斷附著在鋅錠表面，每1-2小時撈取I次鋅錠，用刮刀將海綿銦刮下，用力捏成團用清水浸泡，浸泡3-5小時后壓團。每次刮完海綿銦后將反應槽攪拌I次，每次攪拌3-5分鐘，后期反應變慢時抽取反應液化驗銦含量和酸度，如銦含量低于0.5g/l，則反應結束，反應結束終酸控制在30g/l-40g/l，產生的氯化鋅液先用儲罐儲存。
[0019]步驟4、堿煮:將步驟2和步驟3中經過清水浸泡后的海綿銦團和海綿錫團放入壓團機進行壓團，待海綿銦團和海綿錫團中的水分壓干后，取出海綿銦團和海綿錫團；將海綿銦團和海綿錫團分別放入鐵鍋中并加入工業(yè)氫氧化鈉進行堿煮，堿煮過程中需經常用長勺反復攪拌，保持一定的堿煮溫度在400°C -500°C，加熱堿煮約30分鐘后將上層的堿渣撈起，下層的銦液小心地裝入搪瓷盆移到液化氣爐加熱并鑄成粗銦板待用，錫液S入盆中保存，待冷卻后稱重，加入甘油保存。
[0020]上述步驟I中工業(yè)硫酸的加入量與合金的質量比為硫酸:合金=3:1。
[0021]上述步驟2中粗銦的加入量與錫的質量比為In:Sn=l.3:1。
[0022]上述步驟3中鋅錠的加入量與銦的質量比為Zn:In=l.5:1。
[0023]上述步驟4中工業(yè)氫氧化鈉的加入用量與海綿銦的質量比為NaOH:In=(50%-60%):1。
[0024]實施例1 如圖1所示，將含銦25%的銦錫合金放入反應槽中，每槽放置重量為40kg，加入120kg硫酸并攪拌，每隔7-8小時攪拌I次，每次攪拌3-5分鐘。根據銦錫合金的反應情況及酸度進行適當補酸，酸溶液酸度保持在250g/l-320g/l，。如果反應速度慢，溶解效果不好，則加強攪拌并進行適當補酸。酸溶后，按質量比為In =Sn=L 3:1的比例加入粗銦進行凈化，保持酸度為150g/l-200g/l,錫被置換出來,隨時刮除粗銦板上的錫。凈化反應約8-10天后,取樣化驗錫含量，如錫含量低于0.1%則凈化工序已結束，如含量還高，可補加硫酸繼續(xù)放入粗銦板反應。凈化完成后，按質量比為Zn:In=l.5:1的比例加入鋅錠進行置換，保持酸度大于100g/l，銦被置換出來，定期刮除鋅錠上的海綿銦。后期反應變慢時抽取反應液化驗銦含量和酸度，如銦含量低于0.5g/l，則反應結束，一般情況反應結束終酸控制在30g/l-40g/l左右。產生的氯化鋅液先用儲罐儲存。海綿銦、海綿錫經壓團后混合加氫氧化鈉進行堿煮，氫氧化鈉加入用量為海綿銦量的50%-60%。保持一定的堿煮溫度400°C _500°C，加熱堿煮約30分鐘后將上層的堿渣撈起，將下層的銦液鑄成粗銦板待用，錫液S入盆中保存。
[0025]實施例2
如圖1所示，將含銦35%的銦錫合金放入反應槽中，每槽放置重量為40kg，加入120kg硫酸并攪拌，每隔7-8小時攪拌I次，每次攪拌3-5分鐘。根據銦錫合金的反應情況及酸度進行適當補酸，酸溶液酸度保持在250g/l-320g/l，。如果反應速度慢，溶解效果不好，則加強攪拌并進行適當補酸。酸溶后，按質量比為In =Sn=L 3:1的比例加入粗銦進行凈化，保持酸度為150g/l-200g/l,錫被置換出來,隨時刮除粗銦板上的錫。凈化反應約8-10天后,取樣化驗錫含量，如錫含量低于0.1%則凈化工序已結束，如含量還高，可補加硫酸繼續(xù)放入粗銦板反應。凈化完成后，按質量比為Zn:In=l.5:1的比例加入鋅錠進行置換，保持酸度大于100g/l，銦被置換出來，定期刮除鋅錠上的海綿銦。后期反應變慢時抽取反應液化驗銦含量和酸度，如銦含量低于0.5g/l，則反應結束，一般情況反應結束終酸控制在30g/l-40g/l左右。產生的氯化鋅液先用儲罐儲存。海綿銦、海綿錫經壓團后混合加氫氧化鈉進行堿煮，氫氧化鈉加入用量為海綿銦量的50%-60%。保持一定的堿煮溫度400°C _500°C，加熱堿煮約30分鐘后將上層的堿渣撈起，將下層的銦液鑄成粗銦板待用，錫液S入盆中保存。
[0026] 實施例3
如圖1所示，將含銦60%的銦錫合金放入反應槽中，每槽放置重量為40kg，加入120kg硫酸并攪拌，每隔7-8小時攪拌I次，每次攪拌3-5分鐘。根據銦錫合金的反應情況及酸度進行適當補酸，酸溶液酸度保持在250g/l-320g/l，。如果反應速度慢，溶解效果不好，則加強攪拌并進行適當補酸。酸溶后，按質量比為In =Sn=L 3:1的比例加入粗銦進行凈化，保持酸度為150g/l-200g/l,錫被置換出來,隨時刮除粗銦板上的錫。凈化反應約8-10天后,取樣化驗錫含量，如錫含量低于0.1%則凈化工序已結束，如含量還高，可補加硫酸繼續(xù)放入粗銦板反應。凈化完成后，按質量比為Zn:In=l.5:1的比例加入鋅錠進行置換，保持酸度大于100g/l，銦被置換出來，定期刮除鋅錠上的海綿銦。后期反應變慢時抽取反應液化驗銦含量和酸度，如銦含量低于0.5g/l，則反應結束，一般情況反應結束終酸控制在30g/l-40g/l左右。產生的氯化鋅液先用儲罐儲存。海綿銦、海綿錫經壓團后混合加氫氧化鈉進行堿煮，氫氧化鈉加入用量為海綿銦量的50%-60%。保持一定的堿煮溫度400°C _500°C，加熱堿煮約30分鐘后將上層的堿渣撈起，將下層的銦液鑄成粗銦板待用，錫液S入盆中保存。
【權利要求】
1.一種從銦錫合金中回收金屬銦和錫的方法，其特征在于:該方法的步驟如下: 步驟1、酸溶:將銦錫合金放入反應槽中，每槽放置銦錫合金重量為30-50kg，將工業(yè)硫酸加入反應槽中,加好工業(yè)硫酸后進行攪拌，每隔7-8小時攪拌I次，每次攪拌3-5分鐘，根據酸溶液中的銦含量和酸液的體積粗略的估算銦錫合金中的銦溶出量，酸溶液酸度保持在250g/l-320g/l，根據銦錫合金的反應情況及酸度進行適當補酸，如果反應速度慢，溶解效果不好，則加強攪拌并進行適當補酸； 步驟2、凈化:待步驟I中反應完成后，調整溶液的酸度，使溶液保持酸度為150g/l-200g/l，加入粗銦，錫被置換出來，海綿狀的錫不斷附著在粗銦板上，密切觀察，隨時撈取、刮除粗銦板上的錫，并不斷用篩子及時將浮起的海綿錫撈起，將這些海綿錫用力捏成球狀放入清水中浸泡，次日早上后撈起，浸泡時間約15-16小時后壓團，凈化反應約8-10天后，取凈化液樣化驗錫含量，如凈化后溶液中的錫含量低于0.1%，則凈化工序已結束，如果錫含量高于0.1%，則補加硫酸繼續(xù)放入粗銦板反應； 步驟3、置換:待凈化反應完后，通過保持酸度大于100g/l，加入鋅錠，銦能夠被置換出來，海綿狀的銦不斷附著在鋅錠表面，每1-2小時撈取I次鋅錠，用刮刀將海綿銦刮下，用力捏成團用清水浸泡，浸泡3-5小時后壓團；每次刮完海綿銦后將反應槽攪拌I次，每次攪拌3-5分鐘，后期反應變慢時抽取反應液化驗銦含量和酸度，如銦含量低于0.5g/l，則反應結束，反應結束終酸控制在30g/l-40g/l，產生的氯化鋅液先用儲罐儲存； 步驟4、堿煮:將步驟2和步驟3中經過清水浸泡后的海綿銦團和海綿錫團放入壓團機進行壓團，待海綿銦團和海綿錫團中的水分壓干后，取出海綿銦團和海綿錫團；將海綿銦團和海綿錫團分別放入鐵鍋中并加入工業(yè)氫氧化鈉進行堿煮，堿煮過程中需經常用長勺反復攪拌，保持一定的堿煮溫度在400°C -500°C，加熱堿煮約30分鐘后將上層的堿渣撈起，下層的銦液小心地裝入搪瓷盆移到液化氣爐加熱并鑄成粗銦板待用，錫液S入盆中保存，待冷卻后稱重，加入甘油保存。
2.根據權利要求1所述的從銦錫合金中回收金屬銦和錫的方法，其特征在于:所述的步驟I中工業(yè)硫酸的加入量與合金的質量比為硫酸:合金=3:1。
3.根據權利要求1所述的從銦錫合金中回收金屬銦和錫的方法，其特征在于:所述的步驟2中粗銦的加入量與錫的質量比為In:Sn=l.3:1。
4.根據權利要求1所述的從銦錫合金中回收金屬銦和錫的方法，其特征在于:所述的步驟3中鋅錠的加入量與銦的質量比為Zn:In=l.5:1。
5.根據權利要求1所述的從銦錫合金中回收金屬銦和錫的方法，其特征在于:所述的步驟4中工業(yè)氫氧化鈉的加入用量與海綿銦的質量比為NaOH:In=(50%-60%):1。
【文檔編號】C22B25/00GK103695651SQ201310744809
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權日:2013年12月31日
【發(fā)明者】原和平, 簡春暉, 馮斐斐, 趙波 申請人:濟源豫金靶材科技有限公司