专利名称：机械活化二段湿法从锌渣氧粉中浸出回收铟的方法
技术领域：
本发明涉及了一种用机械活化二段湿法从锌渣氧粉中浸出回收铟的方法。
背景技术：
作为一种稀散金属，铟在地壳中的含量非常低，无独立可供开采的矿床，主要伴生于其他金属矿物中，以副产品形式产出，一直被作为其他矿床的伴生组成进行资源综合利用。在中国仅与铅锌矿床共生铟，广西储量占全国的55%，广西是世界著名的铟都。
铟生产主要分为原生铟和回收铟。中国、韩国、加拿大主要生产原生铟，再生铟主要产自韩国和中国台湾等地对废弃ITO靶材等物料的回收。全球铟消耗量在快速增长。 1991年全球铟消耗量仅为133吨，2005年则消耗大约1100吨铟，包括500多吨再生铟。铟的消耗量在15年内增长了 8倍。
由于铟的某些特殊性质，常用于远红外光电探测器、光磁器件、磁致电阻器、霍尔器件及太阳能转换器、微波通讯、光纤通讯中的激光光源和太阳能电池材料等。目前全球大约70%的铟被用于生产ITO靶材，近年来，应用市容液晶显示器产品，如手提电脑、平板电脑、移动电话和液晶电视机等。
综合利用贫铟物料，回收铟资源，提高铟回收率，是铟利用的保障；而铟回收效果取决于工艺方法是否合理，是需要解决的问题。
在铟的回收工艺中，富集、萃取、反萃、电解/置换、精炼等工艺已经发展的十分成熟，而浸出工艺却受精矿的种类、处理工艺、环境等诸多因素的影响，呈现出多种不同的形式，而各种工艺的浸出效果也相差很大。因此，铟的回收率主要取决于浸出工艺方法的选择，国内外对浸出工艺多采用酸性体系，浸出方法常压浸出、氧化酸浸、预处理酸浸、分段酸浸以及综合方法等。
对于锌渣焙烧中形成的氧粉，在焙烧过程中，由于包裹以及氧气不足、焙烧不完全，导致锌渣氧粉中残余有非氧化态的铟，主要为铟的硫化物。虽然可以添加氧化剂使硫化物氧化达到浸出的目的，但使用氧化剂会使操作难度加大，且增加对设备的腐蚀，同时氧化剂分解产生的残渣会导致后期处理困难、污染环境等问题。另外因设备、技术条件等因素的不同，导致焙烧处理后形成富铟物料在物相组成上差异很大，即使使用相同原料，有些富铟物料也只能达到50 60%的铟浸出率。锌渣氧粉中的铟是锌精矿浸出渣在鼓风炉或回转窑炉高温焙烧过程中，收集的挥发组分、粉尘。由于缺乏专门针对锌渣氧粉的技术，目前锌渣氧粉的铟回收率只有60 70%左右。
前人研究用锌渣氧粉做原材料，浸出过程中加入过氧化氢作为氧化剂，对酸浸渣的铟浸出，可提高酸浸渣的铟浸出率，但是氧化浸出必须要在密封的容器中进行，因为在强酸条件下，过氧化氢表现出较强的挥发性，容易分解为水和氧气。
我们以贫铟物料锌渣氧粉为原料(铟主要为In2O3,还有部分未焙烧完全的硫化铟和氢氧化铟)，利用铟在PH=3.5左右开始析出In (OH)3沉淀，并与其他金属离子在水解沉淀过程中开始沉淀时PH不同的化学性质；先进行中性浸出(pH保持在5左右)，除去Zn、Cd及部分Cu、Al等杂质；再将抽滤得到的中浸洛，在酸性条件下(pH保持在I左右)浸出，除去大部分Fe、Ti等杂质，达到提纯并富集钢的目的。
贫铟物料铟的浸出率的提高，有效利用了我国的矿产资源，对稀有金属和稀散金属的回收，类似的液固反应等新工艺设计和开发的研究具有十分重大的现实意义，在技术、 学术和工业经济上具有诸多好处。同时也符合当前国家产业政策。发明内容
本发明的目的提供一种机械活化二段湿法从锌渣氧粉中浸出回收铟的方法。
具体步骤为(I)将锌渣氧粉放入水中，混合搅拌，固液质量比为1-1. 5: 6，得混合液。
(2)将硫酸放入步骤(I)所得的混合液中，在水解沉淀过程中，在中性浸出阶段， 初始硫酸浓度140-145g/L,反应终点pH为5. 0-5. 4，温度80_85°C，浸出时间为4小时；在 pH=5-5. 4，锌渣氧粉中的铟残留在浸出渣中，在中性浸出渣中铟的含量达到O. 126-0. 137%。
(3)将步骤(2)所得的中性浸出渣经过烘干后，研磨过150目筛进行酸浸，浸出阶段PH保持在I. 0-1. 2，铟被浸出进入浸出液中，再通过有机物萃取和盐酸反萃，最后用锌粉置换出海绵铟；酸浸渣中残留的铟返回酸浸步骤进行二次浸出。
上述锌渣氧粉的酸浸条件为硫酸浓度300_305g/L，浸出时间4小时，高锰酸钾体积浓度为6-6. 2%，锌渣氧粉和硫酸的固液质量比为1-1. 2:3，浸出温度为85±5°C，机械活化时间55-60分钟，锌渣氧粉中铟的浸出率为93-94%。
所述硫酸和盐酸为分析纯。
所述有机物为四氧化二磷或乙酸丁酯。
本发明所用贫铟物料锌渣氧粉为原料，使用二段浸出方法，利用氧化剂和机械活化有效改变铟的浸出状态，提高了铟的浸出率，缩短了浸出时间。应用该工艺条件，对贫铟物料铟的浸出率提高，有效利用我国矿产资源，对稀有金属和稀散金属的回收，类似的液固反应等新工艺设计和开发的研究具有十分重大的现实意义，在技术、学术和工业经济上具有诸多益处，同时也符合当前国家产业政策。
图I为本发明实施例工艺路线图。
具体实施方式
实施例(I)将锌渣氧粉放入水中，混合搅拌，固液质量比为1:6，得混合液。
( 2)将硫酸放入步骤(I)所得的混合液中，在水解沉淀过程中，在中性浸出阶段，初始硫酸浓度140g/L,反应终点pH为5. 0，温度80°C，浸出时间为4小时；在pH=5. 0，锌渣氧粉中的铟残留在浸出渣中，在中性浸出渣中铟的含量达到O. 130%。
(3)将步骤(2)所得的中性浸出渣经过烘干后，研磨过150目筛进行酸浸，浸出阶段PH保持在I. 0，铟被浸出进入浸出液中，再通过有机物萃取和盐酸反萃，最后用锌粉置换出海绵铟；酸浸渣中残留的铟返回酸浸步骤进行二次浸出。
上述锌渣氧粉的酸浸条件为硫酸浓度300g/L，浸出时间4小时，高锰酸钾体积浓度为6%，锌渣氧粉和硫酸的固液质量比为1: 3，浸出温度为85±5°C，机械活化时间60分钟， 锌渣氧粉中铟的浸出率为4%。
所述硫酸和盐酸为分析纯。
所述有机物为四氧化二磷。
在氧粉的浸出工艺中，主要发生的化学反应如下In2O3 (s)+3H2S04 (aq) =In2 (SO4) 3 (aq)+3H20 (I)①H2SO4 (aq)+ZnO (s) = ZnSO4 (aq) +H2O(I)②In (s) +1. 5 H2SO4=O. 5 In2 (SO4) 3+l. 5H2 (g)③当加入KMnO4作为氧化剂对锌渣氧粉进行氧化浸出时发生的反应为5 In2S3 (s) +24KMn04 (aq) +36H2S04 (aq)=24MnS04 (aq) +12K2S04 (aq) +51 (SO4) 3 (aq) +36H20 (I)④同时KMnO4发生分解并释放出氧气2KMnO4 (aq) =K2MnO4 (aq) +MnO2 (s) +O2 (g)⑤2K2Mn04 (aq) =2K20 (s) +2Μη02 (s) +O2 (g)⑥分解产生的氧气也能参与浸出反应，反应过程如下2In2S3 (s) +302 (g) +6H2S04 (aq) =2In2 (SO4) 3 (aq) +6S (s) +6H20 (I)⑦。
氧粉中铟含量很低，通过结晶紫外光度法测定铟的含量结果较为准确；在I. 4 2.6 mol/Ll/2 H2SO4介质中，加入碘化钾使铟生成碘化铟络铟离子(Inl4)—，与结晶紫反应生成有色络合物，易溶于苯或甲苯呈稳定的蓝紫色，以此进行光度测定，反应式如下
权利要求
1 一种机械活化二段湿法从锌渣氧粉中浸出回收铟的方法，其特征在于具体步骤为 (1)将锌渣氧粉放入水中，混合搅拌，固液质量比为1-1.5:6，得混合液； (2)将硫酸放入步骤(I)所得的混合液中，在水解沉淀过程中，在中性浸出阶段，初始硫酸浓度140-145g/L，反应终点pH为5. 0-5. 4，温度80-85 °C，浸出时间为4小时；在pH=5-5.4，锌渣氧粉中的铟残留在浸出渣中，在中性浸出渣中铟的含量达到0.126-0. 137% ； (3)将步骤(2)所得的中性浸出渣经过烘干后，研磨过150目筛进行酸浸，浸出阶段pH保持在I. 0-1. 2，铟被浸出进入浸出液中，再通过有机物萃取和盐酸反萃，最后用锌粉置换出海绵铟；酸浸渣中残留的铟返回酸浸步骤进行二次浸出； 上述锌渣氧粉的酸浸条件为硫酸浓度300-305g/L，浸出时间4小时，高锰酸钾体积浓度为6-6. 2%，锌渣氧粉和硫酸的固液质量比为1-1. 2:3，浸出温度为85±5°C，机械活化时间55-60分钟，锌渣氧粉中铟的浸出率为93-94% ； 所述硫酸和盐酸为分析纯； 所述有机物为四氧化二磷或乙酸丁酯。
全文摘要
本发明公开了一种机械活化二段湿法从锌渣氧粉中浸出回收铟的方法。(1)将锌渣氧粉放入水中，混合搅拌，固液质量比为1-1.5:6，得混合液。(2)将硫酸混合液中，在水解沉淀过程中，在中性浸出阶段，初始硫酸浓度140-145g/L，反应终点pH为5.0-5.4，温度80-85℃，浸出时间为4小时。(3)将步骤(2)所得的中性浸出渣经过烘干后，研磨过150目筛进行酸浸，浸出阶段pH保持在1.0-1.2，铟被浸出进入浸出液中，再通过有机物萃取和盐酸反萃，最后用锌粉置换出海绵铟；酸浸渣中残留的铟返回酸浸步骤进行二次浸出。本发明利用氧化剂和机械活化有效改变铟的浸出状态，提高了铟的浸出率，缩短了浸出时间；对稀有金属和稀散金属的回收具有十分重大的现实意义。
文档编号C22B7/00GK102978408SQ201210559538
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者陈南春, 谌斯, 张衍, 高军 申请人:桂林理工大学