专利名称：铟锡合金真空蒸馏分离铟和锡的方法
技术领域：
本发明涉及一种铟锡合金真空蒸馏分离铟和锡的方法，属有色金属真空冶金的技 术领域。
二背景技术：
铟的资源稀少，自然界几乎不存在单独具有工业开采价值的矿体，多伴生于有色 金属硫化矿物中。现已发现约有50多种矿物中含有铟。如硫化锌矿、铁闪锌矿、方 铅矿、氧化铅矿、锡矿、硫化铜矿、硫化锑矿等。金属铟的生产主要是在有色金属的 冶炼过程中及铟的二次资源中回收。
公知的铟锡合金的相关专利主要有专利文献CN1191380C中公开了一种从铟锡 合金废料中提取精铟的方法，以铟锡氧化物废料等含铟物质为原料，将其磨细，加入 到无机混合酸中溶解(无机酸可为硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸、盐酸或氢溴酸中两种 以上酸的混合溶液，混合酸的H+起始浓度为2 5mol/D，在过量的双氧水中氧化，铟 锡分离,在铟锡分离过程中加入碱溶液进行中和并加入碱金属或碱土金属的氯盐、硫酸 盐或硝酸盐无机共沉剂，使锡等杂质生成一种致密，沉降速度快，易于固液分离的沉 降物，随后溶液经固液分离，置换。熔铸阳极，电解制得精铟。
在专利文献CN101307385A中公开了一种对含铟、锡、锌、氯原料的处理方法， 特别是针对熔炼锌、铅、锡过程中产生含铟、氯的烟尘，所釆用的回收有价金属的方 法。其工艺简单，生产成本低，脱氯率高，可大大提高含铟烟尘中铟的回收率，同时 解决铟锡分离的问题，有效利用有限的资源。其技术方案为用水洗涤脱除烟尘原料 中的氯，再将脱氯物料加到压力钛釜中，加硫酸并通过氧进行氧压加热浸出，使铟、 锌浸出进入溶液，锡浸出转化为偏锡酸沉入渣中，过滤的含锡滤渣回收利用；铟、锌 进入溶液，采用萃取剂P204进行萃取铟而实现铟、锌分离，萃取液经反萃、锌板置 换得海绵铟，将海绵铟进行电解提纯和熔铸得铟锭产品；萃取余液回收锌。
在专利文献CN101463425A中公开一种从铟锡混合溶液中萃取分离铟锡的方法， 在含铟和锡的硫酸、盐酸或者氟硅酸体系中用P204萃取时，铟和锡同时被萃取，首 先采用氟化物HF、 NH4F、 NaF络合反萃锡，然后采用盐酸反萃铟。
也有文献报道，相关铟锡合金分离技术，主要包括Sn在铟电解精炼过程中的脱除和含锡铟原料的处理。
盐酸浸出一置换一电解ITO废靶材经盐酸浸出，铟的浸出率达97%，锡的浸出 率为20~50%，用NaC03中和浸出液，再用铟置换中和液中剩余的锡，除锡率达 93%~97%，用锌置换铟，熔铸得到粗铟，电解后得到精铟；②还原一电解法将ITO 废靶材破碎，在还原炉内釆用氢气在130(TC还原，还原后合金中In含量大于90。/。， Sn含量约10。/。，再将合金进行二次电解，能获得纯度为99.993%以上的金属铟。
粗铟的电解精炼过程中不能很好的去除Sn， 一般采用电解前除去Sn，主要方法 是用NaOH、NaN03与NaCl等熔炼除Sn，同时能除去Zn、Al等；在电解液中加入KF, 使Sn成为F的络合物，络合除Sn;
从炼铅的氧化浮渣中提铟精炼铅产出的氧化浮渣，再反射炉还原熔炼过程中， 铟从浮渣富集到炉渣中，再于电炉中进行还原熔炼，得到含铟的铅锡合金，该合金用 10。/。浓度的H2SiF6造液，在PbSiF6电解液中电解，得到铅锡合金，而阳极泥中富含铟 高达21~33%。将阳极泥干燥粉碎后，配入浓硫酸，再回转炉中进行硫酸化焙烧，然 后用水浸出焙烧产物，铟铜及部分锡转入溶液。用粗铟板置换去铜，调整pH到1.5 后，用锌板置换得海绵铟，再经过熔铸，电解后得到精铟。
目前，有色金属冶炼产生的铟锡渣，多采用湿法工艺进行回收，需要在浸出之前 对物料进行粉粹成为细小的颗粒，净化，在用沉淀剂进行沉淀或用萃取剂萃取。在这 几个过程中，金属铟和锡均从金属态改变为离子形态。本发明与上述所提的工艺相比， 其处理对象可为有色金属冶炼过程中产生的铟锡合金、铟锡渣等，采用真空蒸馏方法 分离铟锡合金得到金属铟和锡。该过程中所无添加任何试剂，金属直收率高，能耗低， 铟锡在过程中的形态不发生变化，铟和锡均为金属态，尚未见国内外的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铟锡合金真空蒸馏分离铟和锡的方法，以有色金属冶 炼过程中产生的铟锡合金、铟锡渣等为原料，通过真空蒸馏回收铟锡合金中的金属铟 和金属锡。该过程中无需添加任何试剂，金属铟中的含锡量小于0.5%，金属锡中的 含铟量小于0.5%，金属总直收率大于99%，电耗小于10Kw h/kg。
本发明按以下步骤完成
(1) 粘土质坩埚或石墨坩埚在600 80(TC下焙烧至恒重，含量为In40 99wt0/0， Snl 60wtM的原料装入石墨坩埚内，放进真空炉；
(2) 密闭真空炉后，开循环冷却水，开炉进行抽真空至真空度小于15Pa，待真 空度稳定后，进行真空炉加热升温，先控制升温速率10 15"C/min升到800°C，保温15-20min，再以升温速率15~20°C/min，升温到1000~1300°C，蒸馏60~150min,蒸馏结束后，继续通循环冷却水继续冷却；
(3)当炉温冷却至10(TC以下时，停炉，打开真空炉分别收集铟和锡。经一次真空蒸馏未达到所需要求的，可进行二次真空蒸馏。使金属铟中的含锡量小于0.5%，金属锡中的含铟量小于0.5%，金属总直收率大于99%，电耗小于10Kw h/kg。
本发明的优点在于用真空蒸馏法处理铟锡合金，可以处理有色冶炼过程产生的铟锡合金或铟锡渣，得到金属铟和金属锡。该工艺简单，适应性强，生产成本低，能处理不同成分的铟锡物料，实现铟锡合金的综合回收。工艺中所无添加任何试剂，铟锡在蒸馏过程中的形态不发生变化，金属直收率高，能耗低，环境友好等特点。
具体实施例方式
实施例1:将50g铟锡合金成分为In: 90%, Sn: 10%，加入到已恒重的粘土
质坩埚并放入真空炉内，密闭真空炉后，开循环冷却水，开炉进行抽真空，在真空度
小于15Pa的情况下开高真空阀进行抽取高真空，等真空度稳定后，进行真空炉加热升温。控制升温速率10°C/min升到800°C,在80(TC保温20min，再以升温速率15'C/min升到1250°C，蒸馏60min。蒸馏结束后，继续通循环冷却水继续冷却，继续开着真空泵，以防止空气进入炉内形成氧化气氛。当炉温冷却至室温后，停炉，打开真空炉收集出挥发物及残留物。得到馏出物铟42. 4g和残留物锡6g。铟中锡含量0.405%，锡中铟含量O. 17%。电耗为9.5Kw h/kg。
实施例2:将铟精炼过程产生的铟锡合金(其主要成分为Im 97.76%， Sn: 1.3%，其它1%) 36.86kg，加入石墨坩埚并放入真空炉内，密闭真空炉后，开循环冷却水，开炉进行抽真空，在真空度8 10Pa且稳定的情况下，进行真空炉加热升温。控制升温速率12。C/min升到80(TC，保温20min，再以升温速率15°C/min到1050°C ，蒸馏120min。蒸馏结束后，继续通循环冷却水继续冷却。当炉温冷却至室温后，停陆，打开真空炉收集出挥发物及残留物。得到馏出物35.55g和残留物0.88g。分离后，馏出物成分In 99.03%， SnO.38%;残留物成分In 5.96%, Sn 67.56%;残留物返回二次蒸馏，控制蒸馏温度120(TC和蒸馏时间100min，得到镏出物成分In 84.18%;残留物成分In 0.37%;电耗为9.2Kw h/kg。
权利要求
1、一种铟锡合金真空蒸馏分离铟和锡的方法，其特征在于其按以下步骤完成(1)粘土质坩埚或石墨坩埚在600～800℃下焙烧至恒重，含量为In 40～99wt％，Sn 1～60wt％的原料装入石墨坩埚内，放进真空炉；(2)密闭真空炉后，开循环冷却水，开炉进行抽真空至真空度小于15Pa，待真空度稳定后，进行真空炉加热升温，先控制升温速率10～15℃/min升到800℃，保温15-20min，再以升温速率15～20℃/min，升温到1000～1300℃，蒸馏60～150min，蒸馏结束后，继续通循环冷却水冷却；(3)当炉温冷却至100℃以下时，停炉，打开真空炉分别收集铟和锡产品。
2、 根据权利要求1所述的铟锡合金真空蒸馏分离铟和锡的方法,其特征在于所述原料为铟精炼过程产生的成分为In97.7wt%， Sn 1.3wt%，其它lwt%del铟锡合金。
全文摘要
本发明涉及一种铟锡合金真空蒸馏分离铟和锡的方法。将成分为In 40～99％，Sn1～60％的铟锡合金物料加入真空炉内，控制炉内真空度，温度和蒸馏时间，使金属铟和锡分离。其处理对象可为有色金属冶炼过程中产生的铟锡合金、铟锡渣等。通过真空蒸馏，其金属铟中的含锡量小于0.5％，金属锡中的含铟量小于0.5％，金属总直收率大于99％。该过程中所无需添加任何试剂，工艺简单，金属直收率高，电耗小于10KW·h/kg。
文档编号C22B9/02GK101660056SQ20091009501
公开日2010年3月3日 申请日期2009年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者刘大春, 刘永成, 张国华, 张少广, 徐宝强, 戴卫平, 斌 杨, 杨美彦, 勇 邓, 磊 闫 申请人:昆明理工大学;马关云铜锌业有限公司;昆明鼎邦科技有限公司