专利名称：：含铟粗铅中提取铟的生产方法含铟粗铅中提取铟的生产方法
技术领域：
：本发明涉及一种金属冶炼方法，尤其是涉及一种从含铟粗铅中提取铟的生产方法。
背景技术：
：铟是一种稀散金属，自然界中很少有单独的铟矿石存在，通常伴生在铅锌等矿藏中，必须在铅锌等的冶炼过程中回收铟；近年来，由于铟在液晶显示领域的广泛应用，其需求量不断增大，价格飞速攀升，如何对高分散、低浓度的铟进行回收也就成了铅锌等冶炼企业实现经济效益关键问题之一。针对这一情况，目前如有采用传统的全湿法或用碱性富集、再采用湿法提取的生产工艺，该工艺的缺点是流程长，回收率低，操作环境恶劣，对环境影响大，同时经常发生大范围的环境污染事故。
发明内容为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种生产流程短、回收率高、操作环境好、不产生废水和废气的高环保型的含铟粗铅中提取铟的生产方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种含铟粗铅中提取铟的生产方法，原料为高铟粗铅，先将高铟粗铅进行熔化，再将熔化后的高铟粗铅除铜去渣，然后制作阳极板和阴极片，最后进行电解和萃取；通过对烷基磷酸萃取的反萃液进行置换，所得海绵铟经压团、碱熔铸得粗铟；所述电解是在硅氟酸体系中通以直流电流进行，电解技术条件是电流密度168.74214.68A/m2，同极中心距8593mrn，电解液温度3748°C，循环速度18301/min;所述萃取是从电解液中提铟，用有机相组成为垸基磷酸+煤油的萃取剂萃取铟，萃取技术条件是原液流速300400ml/10s，有机相流速250300ml/10s，硅氟酸洗液流速120200ml/10s，反萃铟液流速7090ml/10s，草酸洗涤液流速100ml/10s。所述原料高铟粗铅是利用转炉从冰铜中回收粗铜过程中所产生大量含铅锑氧化渣，再经鼓风炉还原成铅锑铜的合金，经反射炉除去铜锑后产出含有较高铟量的反射炉高铟粗铅。所述熔化是将高铟粗铅投入阳极锅进行熔化，其熔化温度要达到450度以上才能完全熔化；熔化后将表面浮渣除去，再进行降温除铜，温度降至380420度为止，降温过程进行机械搅拌。所述阳极板的制作是将经除铜完毕、除去干渣后的高铟粗铅，再进行浇注阳极工序，浇注阳极时，在铅吸泵、圆盘铸型机中进行，铸成阳极板，阳极板的长X宽X厚为600mmX730mmX30腿，单块重为100120公斤。所述阴极片的制作是把经除铜去渣得到的高纯度析出铅或电解铅加入到小铅锅熔化，升温到500600度铸成阴极片。所述萃取相比0/A二l:2，反萃相比0/A二3:1，洗涤相比0/A二2:1，萃取级数、反萃级数、洗涤级数均为4级。本发明的有益效果是本发明采用电熔_电解-萃取-置换方法提取底铅中的铟，同时能得到品位较高的析出铅；电解法富集铟工艺铟电熔率大于95%，铅析出率94.5%，析出铅主品位大于98.88%;采用烷基磷酸P204在高硅氟酸体系中直接萃取铟方法，萃余液、硅氟酸洗液和草酸再生液都是循环利用的，因此，本发明结合残液萃取体系回收电解液中的铟能确保铟回收率大于95.4%;本发明具有流程短、回收率高、操作环境好、不产生废水和废气，属于节能环保型的工艺方法。图1是本发明的工艺流程方框示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。参见图l，一种含铟粗铅中提取铟的生产方法，原料利用转炉从冰铜中回收粗铜过程中所产生大量含铅锑氧化渣，再经鼓风炉还原成铅锑铜的合金，经反射炉除去铜锑后产出含有较高铟量的反射炉高铟粗铅，见表1。表l含铟粗铅的主要化学成分(重量百分比)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>首先将高铟粗铅投入阳极锅进行熔化，单铅的熔点为330度，但含铟粗铅因含杂较高，其熔点一般要达到450度以上才能完全熔化；熔化后将表面浮渣除去，再进行降温除铜，温度降至380420度为止，降温过程进行机械搅拌，除铜完毕、除去干渣后，即可进行浇注阳极工序，浇注阳极时，在铅吸泵、圆盘铸型机中进行，铸成阳极板，阳极板的长X宽X厚为600mmX730mmX30mm，单块重为100120公斤；阴极片的制作是把上次得到的高纯度析出铅或电解铅加入到小铅锅熔化，升温到500600度铸成阴极片，阴极片的尺寸比阳极板的尺寸偏长偏宽一些，长及宽一般偏长46ram，然后把阳极板和阴极片装入电解槽，电解是在硅氟酸体系中通以直流电流进行。由于铟在底铅中以金属共熔体形式存在，其提取难度很大。电解的原理是铅的摩尔质量为207.21g/mol，得失电子数2，电化当量1.074mg/c,标准电极电位-0.13V。用硅氟酸电解液进行电解精炼的电化系统如下Pb激)lPbSiFe，H2SiF6，H20|Pbm)电解液中各组分电离时产生Pb2+，SiF62—，H+，OH—等离子。发生的主要电极反应阴极反应Pb2++2e=Pb阳极反应Pb-2e=Pb2+粗铅阳极中含有各种杂质，它们不仅以单体金属存在，还会以固溶体、金属间化合物等形态存在，这样会使阳极反应复杂化。如果杂质以单体存在，并以同等速度与铅一道放电，则存在一定的平衡关系，可以计算出杂质与铅同时放电的极限浓度，各有关元素在硅氟酸溶液中的标准电势及其与铅同时放电时的极限浓度列于表2。表2各元素标准电势及其与Pb2+平衡共存时杂质的浓度<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>电解过程中，标准电极电位较铅负的金属，如铁、锌、锡、镍、钴等与铅一道电化溶解进入溶液，而电极电位较铅正的金属，如银、金、铜、砷、碲等不溶解而形成阳极泥附着在阳极上。经过一定周期，用残的电极返回铸型锅重熔铸阳极，阴极析出铅经过碱性精炼除微量锡、砷、锑杂质后，铸成铅锭。阳极泥用于回收贵金属。电解技术条件是电流密度168.74214.68A/m2，同极中心距8593ram，电解液温度3748°C，循环速度18301/min，阴阳极周期3天。电解结果工艺选用的是电解车间的电解槽，电解液循环采用独立的循环系统进行循环，添加剂加入量为每天三次，每次310kg，结果见表3、表4。表3电解结果/g.L—1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表4:工艺指标/%<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>从表4可以看出，三个周期的铟电熔率、铅析出率都较高，但从电流效率指标来看，第三周期的电流效率较低，仅为60.90%，与正常的铅电解电流效率95%相比，相差约34%;同时，由于在电解过程中一直没有补充含铅较高的洗液，铅离子贫化现象严重(见表5)，特别是到了第三周期，由于铅离子浓度较低，析出铅结晶粗糙，短路现象较多，造成第三周期电流效率较低；从表4可以看出，析出铅的品位随电解周期增加略有下降，但从整个过程来看，影响析出铅质量的主要杂质元素为锑、锡，由于后续有除锑、锡工艺，因此阴极铅质量的的波动不影响铅质量。表5、电解液化学成分/g.L—1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>虽然反射炉高铟粗铅含锡较高，但电解液中的锡相对较稳定，没有在电解液中富集的迹象，对铟电熔率的影响也不明显。萃取基本原理用有机相组成(重量)为30y。P204+70y。煤油的萃取剂萃取铟，从电解液中提In，用垸基磷酸(P204)萃In，其机理可描述为In3++3〔H2A2〕(有)—(InA33HA〕(有)+3H十(水)反萃机理〔InA3.3HA〕(有)+4HCl沐)—HinCl"水)+3〔H2A2〕(有)通过烷基磷酸P204萃取的反萃液进行置换，所得海绵铟经压团、碱熔铸得粗铟。按萃取相比0/A4:2，反萃相比0/A-3:1，洗涤相比0/A二2:1，萃取级数、反萃级数、洗涤级数均为4级。萃取技术条件原液流速300400ml/10s，有机相流速250300ml/10s，硅氟酸洗液流速120200ml/10s，反萃铟液流速7090ml/10s，草酸洗涤液流速100ml/10s。萃取结果见表7、表8和表9表7:电解液直接萃取第一阶段数据<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表8电解液直接萃取第二阶段数据<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表9粗铟各主要化学元素的重量百分比含量<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>在萃取过程中，由于硅氟酸洗液铟含量比较高，中途把硅氟酸洗液加入电解原液中进行了萃取；在萃取中，因草酸洗液含铁太高而进行了更换；第一阶段的反萃液中的铟含量少，原因是有机相是新配制的，且未被酸化，铟滞留在反萃液的一、二级中。在整个过程中共有1个立方电解液进入萃取，置换出来的海绵铟为5.8Kg，压团后的粗铟为4.6Kg，碱煮后的粗铟为4.05kg,粗铟中各主要化学元素的百分比含量见表9。产出的粗铟金属量为:4.05X97.53°/。=3.95(kg)萃取回收直收率3.95/4.9X100%=81%同时，在反萃液pH调节和海面铟碱煮熔铸中有一定量的铟进入了调碱渣中，是直收率较低的原因，但这部分铟可进入残液萃体系进行回收，且回收率大于90%。从生产中可知，在高硅氟酸体系中，用P204萃取铟的效率较高，经计算约为98.7%，美中不足的是产出粗铟的质量会因含铅高而有所下降。解决办法是在反萃液调节pH值调到2.5的过程中，加入硫酸使铅沉淀过滤去除。另外，硅氟酸洗涤锡的效果不是很好，在实际生产中可去除这步骤。同时，由于硅氟酸洗液铟含量比较高，中途把硅氟酸洗液加入电解原液中进行了萃取。本实施例中整个生产过程铟的直收率为78.22%。本发明采用电熔-电解-萃取-置换方法提取底铅中的铟，同时能得到品位较高的析出铅，这种析出铅稍加碱性精炼即可得高纯铅；电解法富集铟工艺铟电熔率大于95%，铅析出率94.5%，析出铅主品位大于98.88%;萃取回收铟生产工艺过程中铟直收率为80%,主要原因是在反萃液的pH调节和海面铟碱煮熔铸中有一定量的铟进入了调碱渣和碱渣中，但这部分铟可进入现有的残液萃取体系进行回收，且回收率大于90.6%;采用P204在高硅氟酸体系中直接萃取铟方法，萃余液、硅氟酸洗液和草酸再生液都是循环利用的，只有在调碱渣和碱渣的回收中才有少量铟的损失，因此，本发明结合残液萃取体系回收电解液中的铟能确保铟回收率大于95.4%;本发明具有流程短、回收率高、操作环境好、不产生废水和废气，属于节能环保型的工艺方法。权利要求1、一种含铟粗铅中提取铟的生产方法，原料为高铟粗铅，其特征是先将高铟粗铅进行熔化，再将熔化后的高铟粗铅除铜去渣，然后制作阳极板和阴极片，最后进行电解和萃取；通过对烷基磷酸萃取的反萃液进行置换，所得海绵铟经压团、碱熔铸得粗铟；所述电解是在硅氟酸体系中通以直流电流进行，电解技术条件是电流密度168.74～214.68A/m2，同极中心距85～93mm，电解液温度37～48℃，循环速度18～301/min；所述萃取是从电解液中提铟，用有机相组成为烷基磷酸+煤油的萃取剂萃取铟，萃取技术条件是原液流速300～400ml/10s，有机相流速250～300ml/10s，硅氟酸洗液流速120～200ml/10s，反萃铟液流速70～90ml/10s，草酸洗涤液流速100ml/10s。2、如权利要求1所述的含铟粗铅中提取铟的生产方法，其特征是所述原料高铟粗铅是利用转炉从冰铜中回收粗铜过程中所产生含铅锑氧化渣，再经鼓风炉还原成铅锑铜的合金，经反射炉除去铜锑后产出含有铟的反射炉高铟粗铅。3、如权利要求1所述的含铟粗铅中提取铟的生产方法，其特征是所述熔化是将高铟粗铅投入阳极锅进行熔化，其熔化温度要达到450度以上才能完全熔化；熔化后将表面浮渣除去，再进行降温除铜，温度降至380420度为止，降温过程进行搅拌。4、如权利要求1所述的含铟粗铅中提取铟的生产方法，其特征是所述阳极板的制作是将经除铜完毕、除去干渣后的高铟粗铅，再进行浇注阳极工序，浇注阳极时，在铅吸泵、圆盘铸型机中进行，铸成阳极板，阳极板的长X宽X厚为600mmX730mmX30mm，单±央重为100-120公斤。5、如权利要求1所述的含铟粗铅中提取铟的生产方法，其特征是所述阴极片的制作是把经除铜去渣后得到的高纯度析出铅或电解铅加入到小铅锅熔化，升温到500600度铸成阴极片。6、如权利要求1所述的含铟粗铅中提取铟的生产方法，其特征是所述萃取相比0/A二l:2，反萃相比0/A二3:1，洗涤相比0/A二2:1，萃取级数、反萃级数、洗涤级数均为4级。全文摘要本发明涉及一种含铟粗铅中提取铟的生产方法，原料为高铟粗铅，先将高铟粗铅进行熔化，再将熔化后的高铟粗铅除铜去渣，然后制作阳极板和阴极片，最后进行电解和萃取；通过对烷基磷酸萃取的反萃液进行置换，所得海绵铟经压团、碱熔铸得粗铟。本发明采用电熔-电解-萃取-置换方法提取底铅中的铟，同时能得到品位较高的析出铅；电解法富集铟工艺铟电熔率大于95％，铅析出率94.5％，析出铅主品位大于98.88％；采用烷基磷酸P204在高硅氟酸体系中直接萃取铟方法，萃余液、硅氟酸洗液和草酸再生液都是循环利用的，本发明结合残液萃取体系回收电解液中的铟能确保铟回收率大于95.4％；具有流程短、回收率高、操作环境好、不产生废水和废气的优点。文档编号C22B58/00GK101157991SQ20071003146公开日2008年4月9日申请日期2007年11月19日优先权日2007年11月19日发明者吴壮海申请人:仁化县银海有色金属综合回收有限公司