一種提高次氧化鋅中鋅銦浸出率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有色冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種提高次氧化鋅中鋅銦浸出率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]銦作為一種稀有金屬，在地殼中的豐度只有0.11X10 6，常以微小含量伴生于鋅、鉛、銅、錫等礦石中，只能從這些有色金屬冶煉的副產(chǎn)物中進(jìn)行回收。銦具有十分獨(dú)特的物理和化學(xué)性能，如熔點(diǎn)低、沸點(diǎn)高、傳導(dǎo)性好、可塑性強(qiáng)等，被廣泛應(yīng)用于電子計(jì)算機(jī)、通訊、國防軍工、航空航天等高科技領(lǐng)域。
[0003]目前，國內(nèi)對含銦物料的處理大多采用低酸浸出加高酸浸出的二段酸浸技術(shù)，其中高酸浸出工序酸浸過程中硫酸始酸濃度高，產(chǎn)生酸霧大，處理時(shí)間長，需配套專業(yè)酸霧吸收設(shè)備，溫度很難長時(shí)間保持，能耗高，在浸出過程還需要加入如H202、HNO3、MnO4、錳粉等氧化劑；低酸工序加高酸工序中銦的總浸出率仍在60%?80%這個(gè)范圍內(nèi)，無法進(jìn)一步提高，且傳統(tǒng)低酸加高酸浸出工藝均為間斷生產(chǎn)，自動化程度低，物料處理成本高。
[0004]CN 103173625 A公開了一種氧化鋅煙塵高效浸出銦的方法，包括以下步驟:(I)中性浸出:將氧化鋅煙塵與硫酸溶液混合進(jìn)行浸出反應(yīng)，得中浸液和中浸渣；(2)低溫低酸浸出:將中浸渣與硫酸溶液進(jìn)行浸出反應(yīng)，得到低溫浸出液和低酸浸出渣；(3)高溫強(qiáng)化浸出:將低酸浸出渣與濃硫酸和氧化劑共混后進(jìn)行拌酸熟化，輔以機(jī)械攪拌，拌酸熟化完成后再向反應(yīng)產(chǎn)物中加入水進(jìn)行恒溫浸出，得到強(qiáng)化浸出液和強(qiáng)化浸出渣，將強(qiáng)化浸出液返回至步驟(2)中，強(qiáng)化浸出渣用以回收鉛。該工藝步驟(3)需用濃硫酸和氧化劑來進(jìn)行熟化，熟化過程中溶液硫酸濃度高，對設(shè)備耐腐性能要求高，產(chǎn)生酸霧大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種降低硫酸始酸濃度，提高反應(yīng)溫度，縮短反應(yīng)時(shí)間，改間斷生產(chǎn)為連續(xù)生產(chǎn)，降低物料處理成本的提高次氧化鋅中鋅銦浸出率的方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種提高次氧化鋅中鋅銦浸出率的方法，包括以下步驟:
(1)中性浸出:將次氧化鋅與硫酸溶液混合進(jìn)行浸出反應(yīng)，經(jīng)固液分離得到中浸液和底流，將所得中浸液送至煉鋅系統(tǒng)回收鋅，所得底流進(jìn)入步驟(2)工序；
(2)低酸浸出:將步驟(I)中所得底流與氧壓酸浸液混合進(jìn)行浸出反應(yīng)，經(jīng)固液分離得到低酸浸渣和低酸浸液，將所得低酸浸液用于后續(xù)提銦，所得低酸浸渣進(jìn)入步驟(3)工序；
(3)氧壓酸浸:將所述低酸浸渣加鋅電解廢液漿化，以便得到漿液，再將所得漿液加入高壓反應(yīng)釜中，利用高壓蒸汽進(jìn)行加熱，工業(yè)氧氣加壓參與浸出反應(yīng)，經(jīng)固液分離得到氧壓酸浸渣和氧壓酸浸液，將所得酸浸液返回至步驟(2)中進(jìn)行低酸浸出，所得酸浸渣送至煉鉛系統(tǒng)回收鉛和其它貴金屬。
[0007]本發(fā)明是把常規(guī)濕法浸銦的中性浸出、低酸浸銦工序和氧壓浸銦工序相結(jié)合，SP在中性浸出工序和低酸浸出工序先浸出大部分鋅，在低酸浸出工序浸出容易被浸出的那部分鋅、銦，再利用高壓反應(yīng)釜浸出較難被浸出的那部分鋅和銦。與傳統(tǒng)處理工藝相比，本發(fā)明可以明顯降低硫酸始酸濃度，提高反應(yīng)溫度，縮短反應(yīng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)銦、鋅的總浸出率比傳統(tǒng)流程都高10%的目標(biāo)；同時(shí)本發(fā)明不需要添加如H202、HN03 ,MnO4、錳粉等氧化劑，顯著降低物料處理成本，并提高處理效率。
進(jìn)一步，步驟(I)中，所述硫酸溶液的濃度為15~25g/L，用于浸出次氧化鋅中的鋅，使次氧化鋅中鋅60~70%被浸出；所述浸出反應(yīng)的溫度為70?80°C，浸出時(shí)間為2?3 h。由此，可以去除中浸液中的砷、銻等雜質(zhì)元素。
[0008]進(jìn)一步，步驟(I)中，所述浸出反應(yīng)的終點(diǎn)pH值為5.0-5.2。
[0009]進(jìn)一步，步驟(2)中，所述氧壓酸浸液與底流按照液固比為4~8: lmL/g混合，其中，所述氧壓酸浸液與底流混合后硫酸的濃度為40?50g/L。用于浸出鋅、銦，使次氧化鋅中的鋅累計(jì)78%以上被浸出，低酸浸渣中含鋅為10%左右。
[0010]進(jìn)一步，步驟(2)中，所述浸出反應(yīng)的溫度為80?90°C，浸出時(shí)間為4 h，浸出終酸的濃度為20?30g/L。由此，可以進(jìn)一步提高鋅、銦的浸出率。
[0011]進(jìn)一步，步驟(3)中，將所述低酸浸渣與鋅電解廢液按照固液比為1:3~5進(jìn)行所述漿化，保持硫酸溶液的始酸濃度為130~150g/L?？梢詫㈦y于浸出的鋅、銦浸出到氧壓酸浸液中。
[0012]進(jìn)一步，步驟(3)中，所述浸出反應(yīng)的溫度為130~150°C，浸出時(shí)間為0.5~3h，氧壓為0.5-0.7MPa。由此，用氧壓酸浸技術(shù)處理的浸出溫度、氧壓等均可數(shù)值顯示并有效調(diào)控，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。
[0013]進(jìn)一步，步驟(3)中，所述工業(yè)氧氣作為漿液浸出反應(yīng)的氧化劑，所述工業(yè)氧氣中氧氣的含量為97~99%，工業(yè)氧氣的用量為200~250kg/t鋅。用工業(yè)氧氣加壓，使得反應(yīng)釜內(nèi)浸出溫度比傳統(tǒng)高酸浸出技術(shù)提高50~60°C。由于浸出溫度提高了 50~60°C，浸銦、鋅需要的硫酸始酸濃度大幅度降低，使鋅、銦浸出速度極大提高，極大縮短浸出需要的時(shí)間，降低能耗，極大提高了單位時(shí)間低酸浸渣的處理量。
[0014]進(jìn)一步，步驟(2)中，所述低酸浸液用于后續(xù)提銦的操作方法為:向所得低酸浸液中加入次氧化鋅進(jìn)行中和，攪拌至溶液pH=4.0-5.0，再按lg/L的比例加入鋅粉，控制溶液溫度為75~85°C，反應(yīng)時(shí)間3~5h，得到富銦渣和沉銦后液，所述沉銦后液送至煉鋅系統(tǒng)回收鋅，所述富銦渣送至銦回收系統(tǒng)回收銦。由此，低酸浸液采用中和沉銦工藝，可以得到有利于后續(xù)銦回收的富銦渣。
[0015]進(jìn)一步，步驟(I)中，所述硫酸溶液為含硫酸的鋅電解廢液，可節(jié)約成本。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]—種提高次氧化鋅中鋅銦浸出率的方法，包括以下步驟:
Cl)中性浸出
將次氧化鋅與含硫酸的鋅電解廢液進(jìn)行浸出反應(yīng)，經(jīng)固液分離得到中浸液和底流，將所得中浸液送至煉鋅系統(tǒng)回收鋅，所得底流進(jìn)入步驟(2 )工序。
[0018]本實(shí)施例中，含硫酸的鋅電解廢液中硫酸的濃度為15~25g/L，控制浸出反應(yīng)的終點(diǎn)pH值為5.0~5.2。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，浸出反應(yīng)的終點(diǎn)pH值對中浸液中銦、鐵、砷、銻、鍺含量有較大影響，PH值太低會使中浸液中的銦、鐵、砷、銻、鍺含量提高，pH值太高則會降低中浸鋅的浸出率。
[0019]本實(shí)施例中，浸出反應(yīng)的溫度為70?80°C，浸出時(shí)間為2?3小時(shí)。由此，可以去除中浸液中的砷、銻等雜質(zhì)元素。當(dāng)浸出反應(yīng)的溫度過低時(shí)，會減小鋅浸出速度，延長浸出時(shí)間，并且不利于中浸液中雜質(zhì)元素的去除；當(dāng)浸出反應(yīng)的溫度過高時(shí)，會增加過程能耗。
[0020]本實(shí)施例采用中性浸出工藝可使得次氧化鋅中鋅的浸出率為60?70%。
[0021](2)低酸浸出
將步驟(I)中所得底流與氧壓酸浸液混合進(jìn)行浸出反應(yīng)，經(jīng)固液分離得到低酸浸渣和低酸浸液，將所得低酸浸液用于后續(xù)提銦，所得低酸浸渣進(jìn)入步驟(3)工序。
[0022]本實(shí)施例中，所述氧壓酸浸液與底流按照液固比為4~8: lmL/g混合，其中，氧壓酸浸液與底流混合后硫酸的濃度為40~50g/L。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，硫酸的濃度大小對鋅、銦浸出率有著一定的影響。當(dāng)硫酸的濃度過低時(shí)，鋅、銦的浸出率會降低，當(dāng)硫酸的濃度過高時(shí)，低酸浸液中的其它雜質(zhì)元素的含量會明顯提高。
[0023]本實(shí)施例中，浸出反應(yīng)的溫度為80?90°C，浸出時(shí)間為4h，浸出終酸的濃度為20?30g/L。由此，可以浸出50%左右的銦及進(jìn)一步提高鋅的浸出率。當(dāng)浸出反應(yīng)的溫度過低時(shí)，會降低銦、鋅浸出速度，增加浸出時(shí)間；當(dāng)浸出反應(yīng)的溫度過高時(shí)，會增加過程能耗。
[0024]本實(shí)施例中，低酸浸液用于后續(xù)提銦的操作方法為:向所得低酸浸液中加入次氧化鋅進(jìn)行中和，攪拌至溶液pH=4.0?5.0，再按lg/L的比例加入鋅粉，控制溶液溫度為75?85°C，反應(yīng)時(shí)間3?5h，得到富銦渣和沉銦后液，沉銦后液送至煉鋅系統(tǒng)回收鋅，富銦渣送至銦回收系統(tǒng)回收銦。由此，低酸浸液采用中和沉銦工藝，可以得到有利于后續(xù)銦回收的富銦渣。
[0025]本實(shí)施例采用低酸浸出工藝可使得次氧化鋅中的鋅的浸出率累計(jì)至78%以上，低酸浸渣中含鋅為10%左右。
[0026](3)氧壓酸浸
將所述低酸浸渣加鋅電解廢液漿化，以便得到漿液，再將所得漿液加入高壓反應(yīng)釜中，利用高壓蒸汽進(jìn)行加熱，工業(yè)氧氣加壓參與浸出反應(yīng)，經(jīng)固液分離得到氧壓酸浸渣和氧壓酸浸液，將所得氧壓酸浸液返回至步驟(2)中進(jìn)行低酸浸出，所得氧壓酸浸渣送至煉鉛系統(tǒng)回收鉛和其它貴金屬。
[0027]本實(shí)施例中，將所述低酸浸渣與鋅電解廢液按照固液比為1:3?5進(jìn)行所述漿化，保持硫酸的始酸濃度為130?150g/L。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，固液比的大小對鋅、銦的浸出率有一定的影響。隨著固液比的減小，鋅、銦的浸出率升高，而若固液比過高，導(dǎo)致鋅、銦的浸出率下降。由此，選擇低酸浸渣與鋅電解廢液按照固液比為1:3?5進(jìn)行漿化可以顯著提高低酸浸渣中鋅、銦的浸出率。
[0028]本實(shí)施例中，浸出反應(yīng)的溫度為130?150°C，浸出時(shí)間為0.5?3h，氧壓為0.5?0.7MPa。由此，用氧壓酸浸技術(shù)處理的浸出溫度、氧壓等均可數(shù)值顯示并有效調(diào)控，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。浸出溫度的升高，可以明顯縮短反應(yīng)的時(shí)間，但溫度太高則會增加能源的消耗。氧壓過低，反應(yīng)釜的溫度難于升到指定溫度，并