本发明涉及稀散金属冶炼领域,尤其涉及一种从铅冰铜中提铟的方法。
背景技术:
铟是一种极具工业开采价值的稀散元素,在地壳中无独立的矿床,多伴生于铅、锌等有色金属及铁等矿物中,且含量极低,分布很广,世界上铟产量的90%是从铅、锌冶炼厂的副产物中回收的,铟主要作为冶炼铅、锌的副产品从熔渣、阳极泥、烟尘等中回收。它主要应用于电子元件、液晶显示器的显示屏、低熔点合金、精细化工中的添加剂以及原子能等方面。中国铟工业上世纪70年代发展较快,目前中国的铟资源和铟生产量为全球之冠,原生铟的提取技术和水平居世界前列。
据美国地质调查局1999年调查统计,除中国以外的世界铟的储量为4700t,而在中国的仅与铅锌矿床共生的铟,储量已超过1万t,位居世界之首。国家储委稀散金属储量统计报告表明,我国已探明的铟资源主要集中于广西、云南、内蒙古和广东等地,这四省的铟储量约占全国储量的80%。广西大厂是世界著名的铟都,广西铟储量近5000t;云南铟储量约4000多t。
铜冶炼厂烟尘大多采用火法还原熔炼生成铅冰铜,为一种含铅、铜硫化物产品,常在粗铅和炉渣之间产出,是pbs,cu2s,fes及zns的共熔体,尚含有一定量的au、ag,in等稀贵金属。目前,铅冰铜的处理方法主要有还原-熔炼法、氧化氨浸出、常压酸浸、加压氧化酸浸,在提铟过程中存在收率低、试剂消耗大、成本高等诸多问题,特别是在铟价低迷时期,难以获得较好的经济效益。
因此,现有技术还有待于改进和发展。
技术实现要素:
鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种从铅冰铜中提铟的方法,旨在解决现有的提铟方法收率低、试剂消耗大、成本高的问题。
本发明的技术方案如下:
一种从铅冰铜中提铟的方法,其中,包括以下步骤:
a、将铅冰铜与硫酸亚铁混磨,按质量比计,铅冰铜与硫酸亚铁的质量比为0.1~1.5:1;
b、将混磨的物料置于管式炉中通含氧气体进行氧化焙烧,获得焙烧物;
c、将焙烧物用稀硫酸进行浸出,然后过滤和洗涤,得到浸出渣和浸出液;
d、将浸出液在超声波辐射下萃取铟,得到含铜萃取液和富铟液;
e、富铟液在超声波辐射下采用金属置换获得海绵铟。
所述的从铅冰铜中提铟的方法,其中,所述步骤a中,所述硫酸亚铁为无水硫酸亚铁或七水硫酸亚铁。
所述的从铅冰铜中提铟的方法,其中,所述步骤a中,采用无水硫酸亚铁时,铅冰铜与硫酸亚铁的质量比为0.1~1:1;采用七水硫酸亚铁时,铅冰铜与硫酸亚铁的质量比为0.4~1.5:1。
所述的从铅冰铜中提铟的方法,其中,所述步骤a中,混磨时间为30~120min。
所述的从铅冰铜中提铟的方法,其中,所述步骤b中,含氧气体为空气、富氧或纯氧。
所述的从铅冰铜中提铟的方法,其中,所述步骤b中,焙烧温度为500-650℃,焙烧时间为1~4h。
所述的从铅冰铜中提铟的方法,其中,所述步骤c中,按质量百分比计,稀硫酸浓度为10-60%。
所述的从铅冰铜中提铟的方法,其中,所述步骤c中,浸出时间为1-4h,浸出温度为50-95℃。
所述的从铅冰铜中提铟的方法,其中,所述步骤d中,萃取铟所采用的萃取剂为p204或p507,辐射时间为1-10min。
所述的从铅冰铜中提铟的方法,其中,所述步骤e中,金属置换采用的金属为锌片或铝片,辐射时间为1-2h。
有益效果:本发明采用加硫酸亚铁与铅冰铜混合氧化焙烧,不仅使铅冰铜中硫化铟转化为适宜稀硫酸浸出的氧化铟,有利于提高了铟浸出率,而且铟在焙烧过程中没有挥发,大大提高了铟回收率,同时在萃取过程中引入超声波,消除了铟在萃取过程中的乳化问题,在金属置换铟过程中引入超声波,提高了置换效果,缩短了置换时间,且全流程工艺简单,容易实现产业化,具有良好的工业应用前景。
附图说明
图1为本发明一种从铅冰铜中提铟的方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种从铅冰铜中提铟的方法,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明所提供的一种从铅冰铜中提铟的方法,其包括以下步骤:
s1、将铅冰铜与硫酸亚铁混磨,按质量比计,铅冰铜与硫酸亚铁的质量比为0.1~1.5:1;
s2、将混磨的物料置于管式炉中通含氧气体进行氧化焙烧,获得焙烧物;
s3、将焙烧物用稀硫酸进行浸出,然后过滤和洗涤,得到浸出渣和浸出液;
s4、将浸出液在超声波辐射下萃取铟,得到含铜萃取液和富铟液;
s5、富铟液在超声波辐射下采用金属置换获得海绵铟。
本发明采用上述方法,提高了铟浸出率和铟回收率,同时提高了置换效果,缩短了置换时间,较传统置换方法缩短1/4~1/3,且工艺简单,具有大规模应用的前景。
具体来说,在所述步骤s1中,所述硫酸亚铁为无水硫酸亚铁或七水硫酸亚铁。
其中,铅冰铜为湿法炼锌含浸出渣、铜冶炼含铟烟尘、高炉瓦斯泥或者其它含铟废料等经过鼓风炉冶炼获得的含铟铅冰铜。
针对所采用的硫酸亚铁类型不同,其添加量亦有所不同。
当采用无水硫酸亚铁时,铅冰铜与硫酸亚铁的质量比为0.1~1:1,即为0.1:1~1:1;采用七水硫酸亚铁时,铅冰铜与硫酸亚铁的质量比为0.4~1.5:1,即0.4:1~1.5:1。
混磨所采用的设备可以是滚筒球磨机或行星球磨机。混磨时间优选为30~120min,例如60min,这样铅冰铜与硫酸亚铁可以混合的更充分、更均匀。
在所述步骤s2中,是将混磨的物料置于管式炉中并通入含氧气体进行低温加热焙烧。
其中,含氧气体为空气、富氧或纯氧,富氧的氧含量(体积含量)介于空气和纯氧之间。
在进行氧化焙烧时,焙烧温度优选为500-650℃,焙烧时间优选为1~4h。例如焙烧温度优选为550℃,焙烧时间优选为3h。在上述焙烧参数范围内,可以使铅冰铜中硫化铟转化为适宜稀硫酸浸出的氧化铟,且转化率高,从而提高了铟浸出率,而且铟在焙烧过程中没有挥发,所以大大提高了铟回收率。在氧化焙烧时,料层厚度为5~30mm,在上述厚度范围下,焙烧更充分,且效率更高,例如具体为10mm。
在所述步骤s3中,将经过步骤s2焙烧所得的焙烧物用稀硫酸进行浸出。其中,按质量百分比计,稀硫酸浓度为10-60%。
浸出过程中,浸出时间优选为1-4h,浸出温度优选为50-95℃。例如一个具体的实例为:浸出时间优选为2h,浸出温度优选为70℃。由于在步骤s2中,经焙烧处理后,铅冰铜中硫化铟转化为了氧化铟,所以通过稀硫酸的浸出处理,铟溶于浸出液中,并与浸出渣分离。
另外,在经过浸出处理后,还需经过过滤和洗涤,以去除杂质。
在所述步骤s4中,将浸出液在超声波辐射下萃取铟,得到含铜萃取液和富铟液。由于本发明中,在萃取过程中引入超声波,消除了铟在萃取过程中的乳化问题。
萃取铟所采用的萃取剂为p204或p507。萃取时间即辐射时间优选为1-10min,如5min。上述条件下,可以最大程度的提高萃取率,并且避免乳化问题。
在所述步骤s5中,对富铟液进行金属置换,金属置换采用的金属优选为锌片或铝片,置换时间即辐射时间优选为1-2h,如1.5h,上述条件下,可以提高置换效率和置换效果。本发明在金属置换铟过程中引入超声波,从而提高了置换效果,缩短了置换时间。
实施例1
如图1所示,称取铅冰铜1000g,七水硫酸亚铁加入量为铅冰铜质量比的100%,即七水硫酸亚铁亦为1000g,采用滚筒球磨机混磨60min,置于管式炉中通氧气低温加热焙烧,控制料层厚度10mm,焙烧温度600℃,焙烧时间为2h;获得的焙烧物采用20%(质量百分比,下同)的稀硫酸浸出,浸出时间为4h,浸出温度95℃,获得浸出液和浸出渣;针对浸出液,在超声波辐射下萃取铟,萃取剂为p204,相比(oa)为1:1,辐射时间5min,萃取级数为2级,再进行有机相和水相分离,负载有机相采用6mol/l盐酸反萃,相比(oa)为10:1,反萃取级数为2级;获得的富铟液采用铝片置换并引入超声波,辐射时间1h,经过过滤和洗涤,得到海绵铟。从原料到海绵铟,铟回收率达到90.15%。
实施例2
如图1所示,称取铅冰铜1000g,七水硫酸亚铁加入量为铅冰铜质量比的80%,即七水硫酸亚铁为800g,采用滚筒球磨机混磨60min,置于管式炉中通富氧低温加热焙烧,控制料层厚度10mm,焙烧温度550℃,焙烧时间为1h;获得的焙烧物采用30%的稀硫酸浸出,浸出时间为3h,浸出温度70℃,获得浸出液和浸出渣;针对浸出液,在超声波辐射下萃取铟,萃取剂为p204,相比(oa)为1:1,辐射时间6min,萃取级数为2级,再进行有机相和水相分离,负载有机相采用6mol/l盐酸反萃,相比(oa)为10:1,反萃取级数为2级;获得的富铟液采用铝片置换并引入超声波,辐射时间2h,经过过滤和洗涤,得到海绵铟。从原料到海绵铟,铟回收率达到89.28%。
实施例3
如图1所示,称取铅冰铜1000g,七水硫酸亚铁加入量为铅冰铜质量比的60%,即七水硫酸亚铁为600g,采用滚筒球磨机混磨60min,置于管式炉中通纯氧低温加热焙烧,控制料层厚度10mm,焙烧温度650℃,焙烧时间为1.5h;获得的焙烧物采用50%的稀硫酸浸出,浸出时间为3h,浸出温度85℃,获得浸出液和浸出渣;针对浸出液,在超声波辐射下萃取铟,萃取剂为p507,相比(oa)为1:1,辐射时间4min,萃取级数为2级,再进行有机相和水相分离,负载有机相采用6mol/l盐酸反萃,相比(oa)为10:1,反萃取级数为2级;获得的富铟液采用铝片置换并引入超声波,辐射时间1h,经过过滤和洗涤,得到海绵铟。从原料到海绵铟,铟回收率达到88.25%。
实施例4
如图1所示,称取铅冰铜1000g,无水硫酸亚铁加入量为铅冰铜质量比的100%,即七水硫酸亚铁亦为1000g,采用行星球磨机混磨60min,置于管式炉中通空气低温加热焙烧,控制料层厚度10mm,焙烧温度500℃,焙烧时间为1.5h;获得的焙烧物采用50%的稀硫酸浸出,浸出时间为3h,浸出温度95℃,获得浸出液和浸出渣;针对浸出液,在超声波辐射下萃取铟,萃取剂为p507,相比(oa)为1:1,辐射时间3min,萃取级数为2级,再进行有机相和水相分离,负载有机相采用6mol/l盐酸反萃,相比(oa)为10:1,反萃取级数为2级;获得的富铟液采用铝片置换并引入超声波,辐射时间2h,经过过滤和洗涤,得到海绵铟。从原料到海绵铟,铟回收率达到90.19%。
实施例5
如图1所示,称取铅冰铜1000g,无水硫酸亚铁加入量为铅冰铜质量比的80%,即七水硫酸亚铁为800g,采用行星球磨机混磨60min,置于管式炉中通富氧低温加热焙烧,控制料层厚度10mm,焙烧温度600℃,焙烧时间为1.0h;获得的焙烧物采用50%的稀硫酸浸出,浸出时间为3h,浸出温度75℃,获得浸出液和浸出渣;针对浸出液,在超声波辐射下萃取铟,萃取剂为p507,相比(oa)为1:1,辐射时间3min,萃取级数为2级,再进行有机相和水相分离,负载有机相采用6mol/l盐酸反萃,相比(oa)为10:1,反萃取级数为2级;获得的富铟液采用铝片置换并引入超声波,辐射时间2h,经过过滤和洗涤,得到海绵铟。从原料到海绵铟,铟回收率达到93.06%。
实施例6
如图1所示,称取铅冰铜1000g,无水硫酸亚铁加入量为铅冰铜质量比的70%,即七水硫酸亚铁为700g,采用行星球磨机混磨60min,置于管式炉中通纯氧低温加热焙烧,控制料层厚度10mm,焙烧温度650℃,焙烧时间为2.0h;获得的焙烧物采用50%的稀硫酸浸出,浸出时间为3h,浸出温度80℃,获得浸出液和浸出渣;针对浸出液,在超声波辐射下萃取铟,萃取剂为p204,相比(oa)为1:1,辐射时间3min,萃取级数为2级,再进行有机相和水相分离,负载有机相采用6mol/l盐酸反萃,相比(oa)为10:1,反萃取级数为2级;获得的富铟液采用铝片置换并引入超声波,辐射时间1h,经过过滤和洗涤,得到海绵铟。从原料到海绵铟,铟回收率达到91.42%。
综上所述,本发明采用加硫酸亚铁与铅冰铜混合氧化焙烧,不仅使铅冰铜中硫化铟转化为适宜稀硫酸浸出的氧化铟,有利于提高了铟浸出率,而且铟在焙烧过程中没有挥发,大大提高了铟回收率,同时在萃取过程中引入超声波,消除了铟在萃取过程中的乳化问题,在金属置换铟过程中引入超声波,提高了置换效果,缩短了置换时间,且全流程工艺简单,容易实现产业化,具有良好的工业应用前景。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。