一种从铟锡合金中回收金属铟和锡的方法
【专利摘要】本发明属于冶金领域，尤其涉及一种用于回收铟锡合金中的金属铟和金属锡的方法，利用铟和锡元素的活泼性不同，先将因锡合金放入工业硫酸中，待合金中铟完全溶出后，用粗铟对锡进行置换，待锡被完全置换后，用锌锭对溶液中铟进行置换，然后在对置换出的锡和铟进行进一步的精炼和提纯，回收高纯度的金属铟和金属锡，本发明能够有效快速的回收铟锡合金中的金属铟和金属锡，不会对环境造成污染，且回收的金属铟和金属锡的纯度很高，粗铟中铟含量能达到In≥99%、粗锡中锡含量能达到Sn≥99%。
【专利说明】一种从铟锡合金中回收金属铟和锡的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金领域，尤其涉及一种用于回收铟锡合金中的金属铟和金属锡的方法。
【背景技术】
[0002]铟锡合金是由In铟与Sn锡金属元素组合在一起的二元合金,熔点极低,铟作为一种应用很广的稀散金属，在地壳中的丰度很低，不存在单独的矿床，主要与铅、锌、铜、锡矿物共生，并作为它们冶炼的副产品生产。在有色金属的冶炼过程中，不可避免的会产生铟锡的合金。例如，火法炼锌产出的硬锌在进行真空蒸馏后，铟与锡在蒸馏残渣都得到了很大程度的富集，形成铟锡合金；粗锡火法精炼及后续焊锡进行双金属电解的过程，也都会产生大量的铟锡合金。另外回收待利用的铟锡合金来源较广，有的是回收的铟锡合金残靶材，有的是回收的焊料、折弯金属管、金相试样嵌镶剂、阀门、保险丝、熔断器等热敏组件、废合金丰吴具等。
[0003]对铟锡合金中的铟、锡合金进行有效分离和回收，对资源再生，循环利用有着深远的意义。目前国内有的厂家采取的铟锡合金回收方法有的是采用真空蒸馏分离或采用混酸溶浸一硫化沉锡等方法，铟和锡的回收率均不很理想。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于改变现有回收因锡合金中金属铟和金属锡技术的不足，而提供一种利用铟和锡元素的活泼性不同，采用粗铟和锌锭分别对铟和锡进行置换，再进一步精炼提纯回收铟锡合金中回收金属铟和锡的方法。
[0005]本发明的技术方案是这样实现的:
一种从铟锡合金中回收金属铟和锡的方法，该方法的步骤如下:
步骤1、酸溶:将铟锡合金放入反应槽中，每槽放置铟锡合金重量为30-50kg，将工业硫酸加入反应槽中,加好工业硫酸后进行搅拌，每隔7-8小时搅拌I次，每次搅拌3-5分钟，根据酸溶液中的铟含量和酸液的体积粗略的估算铟锡合金中的铟溶出量，酸溶液酸度保持在250g/l-320g/l，根据铟锡合金的反应情况及酸度进行适当补酸，如果反应速度慢，溶解效果不好，则加强搅拌并进行适当补酸；
步骤2、净化:待步骤I中反应完成后，调整溶液的酸度，使溶液保持酸度为150g/l-200g/l，加入粗铟，锡被置换出来，海绵状的锡不断附着在粗铟板上，密切观察，随时捞取、刮除粗铟板上的锡，并不断用筛子及时将浮起的海绵锡捞起，将这些海绵锡用力捏成球状放入清水中浸泡，次日早上后捞起，浸泡时间约15-16小时后压团，净化反应约8-10天后，取净化液样化验锡含量，如净化后溶液中的锡含量低于0.1%，则净化工序已结束，如果锡含量高于0.1%，则补加硫酸继续放入粗铟板反应；
步骤3、置换:待净化反应完后， 通过保持酸度大于100g/l，加入锌锭，铟能够被置换出来，海绵状的铟不断附着在锌锭表面，每1-2小时捞取I次锌锭，用刮刀将海绵铟刮下，用力捏成团用清水浸泡，浸泡3-5小时后压团；每次刮完海绵铟后将反应槽搅拌I次，每次搅拌3-5分钟，后期反应变慢时抽取反应液化验铟含量和酸度，如铟含量低于0.5g/l，则反应结束，反应结束终酸控制在30g/l-40g/l，产生的氯化锌液先用储罐储存；
步骤4、碱煮:将步骤2和步骤3中经过清水浸泡后的海绵铟团和海绵锡团放入压团机进行压团，待海绵铟团和海绵锡团中的水分压干后，取出海绵铟团和海绵锡团；将海绵铟团和海绵锡团分别放入铁锅中并加入工业氢氧化钠进行碱煮，碱煮过程中需经常用长勺反复搅拌，保持一定的碱煮温度在400°C -500°C，加热碱煮约30分钟后将上层的碱渣捞起，下层的铟液小心地装入搪瓷盆移到液化气炉加热并铸成粗铟板待用，锡液S入盆中保存，待冷却后称重，加入甘油保存。
[0006]所述的步骤I中工业硫酸的加入量与合金的质量比为硫酸:合金=3:1。
[0007]所述的步骤2中粗铟的加入量与锡的质量比为In:Sn=l.3:1。
[0008]所述的步骤3中锌锭的加入量与铟的质量比为Zn:In=l.5:1。
[0009]所述的步骤4中工业氢氧化钠的加入用量与海绵铟的质量比为NaOH:In=(50%-60%):1。
[0010]本发明的有益效果在于:
1、采用硫酸溶解、粗铟净化、锌锭置换的工艺，主要装置是反应槽，工艺简便，设备投资少，效益显著。
[0011]2、氯化锌置换后液为置换工序产生的副产品，主要含锌和少量铝及微量的铟，该溶液于碱煮渣和氢氧化钠中和后，测定上清液无重金属超标后排放，沉淀干燥后能继续炼锌，不会对环境造成污染。
[0012]3、甘油渣为除镉铸锭工序产生的副产品，含有少量的铟和微量的镉，一定要注意保管，达到一定数量后能集中返回回转窑`炼铟，不会对环境造成污染。
[0013]4、酸雾吸收液和碱煮烟吸收液互相中和后，检测无害后可排放，甘油烟吸收液检测无害后拍放，不会对环境造成污染。
[0014]5、本发明在很大程度上提高了金属铟和金属锡的回收率，经碱煮后回收的粗铟中铟含量能达到In ^ 99%、粗锡中锡含量能达到Sn ^ 99%。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是一种从铟锡合金中回收金属铟和锡的方法的工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，一种从铟锡合金中回收金属铟和锡的方法，该方法的步骤如下:
步骤1、将铟锡合金放入反应槽中，每槽放置铟锡合金重量为30-50kg，将工业硫酸加
入反应槽中，加好工业硫酸后进行搅拌,每隔7-8小时搅拌I次，每次搅拌3-5分钟，根据酸溶液中的铟含量和酸液的体积粗略的估算铟锡合金中的铟溶出量，酸溶液酸度保持在250g/l-320g/l，根据铟锡合金的反应情况及酸度进行适当补酸，如果反应速度慢，溶解效果不好，则加强搅拌并进行适当补酸。
[0017]步骤2、待步骤I中反应完成后，调整溶液的酸度，使溶液保持酸度为150g/l-200g/l，加入粗铟，锡被置换出来，海绵状的锡不断附着在粗铟板上，密切观察，随时捞取、刮除粗铟板上的锡，并不断用筛子及时将浮起的海绵锡捞起，将这些海绵锡用力捏成球状放入清水中浸泡，次日早上后捞起，浸泡时间约15-16小时后压团，净化反应约8-10天后，取净化液样化验锡含量，如净化后溶液中的锡含量低于0.1%，则净化工序已结束，如果锡含量高于0.1%，则补加硫酸继续放入粗铟板反应。
[0018]步骤3、待净化反应完后，通过保持酸度大于100g/l，加入锌锭，铟能够被置换出来，海绵状的铟不断附着在锌锭表面，每1-2小时捞取I次锌锭，用刮刀将海绵铟刮下，用力捏成团用清水浸泡，浸泡3-5小时后压团。每次刮完海绵铟后将反应槽搅拌I次，每次搅拌3-5分钟，后期反应变慢时抽取反应液化验铟含量和酸度，如铟含量低于0.5g/l，则反应结束，反应结束终酸控制在30g/l-40g/l，产生的氯化锌液先用储罐储存。
[0019]步骤4、碱煮:将步骤2和步骤3中经过清水浸泡后的海绵铟团和海绵锡团放入压团机进行压团，待海绵铟团和海绵锡团中的水分压干后，取出海绵铟团和海绵锡团；将海绵铟团和海绵锡团分别放入铁锅中并加入工业氢氧化钠进行碱煮，碱煮过程中需经常用长勺反复搅拌，保持一定的碱煮温度在400°C -500°C，加热碱煮约30分钟后将上层的碱渣捞起，下层的铟液小心地装入搪瓷盆移到液化气炉加热并铸成粗铟板待用，锡液S入盆中保存，待冷却后称重，加入甘油保存。
[0020]上述步骤I中工业硫酸的加入量与合金的质量比为硫酸:合金=3:1。
[0021]上述步骤2中粗铟的加入量与锡的质量比为In:Sn=l.3:1。
[0022]上述步骤3中锌锭的加入量与铟的质量比为Zn:In=l.5:1。
[0023]上述步骤4中工业氢氧化钠的加入用量与海绵铟的质量比为NaOH:In=(50%-60%):1。
[0024]实施例1 如图1所示，将含铟25%的铟锡合金放入反应槽中，每槽放置重量为40kg，加入120kg硫酸并搅拌，每隔7-8小时搅拌I次，每次搅拌3-5分钟。根据铟锡合金的反应情况及酸度进行适当补酸，酸溶液酸度保持在250g/l-320g/l，。如果反应速度慢，溶解效果不好，则加强搅拌并进行适当补酸。酸溶后，按质量比为In =Sn=L 3:1的比例加入粗铟进行净化，保持酸度为150g/l-200g/l,锡被置换出来,随时刮除粗铟板上的锡。净化反应约8-10天后,取样化验锡含量，如锡含量低于0.1%则净化工序已结束，如含量还高，可补加硫酸继续放入粗铟板反应。净化完成后，按质量比为Zn:In=l.5:1的比例加入锌锭进行置换，保持酸度大于100g/l，铟被置换出来，定期刮除锌锭上的海绵铟。后期反应变慢时抽取反应液化验铟含量和酸度，如铟含量低于0.5g/l，则反应结束，一般情况反应结束终酸控制在30g/l-40g/l左右。产生的氯化锌液先用储罐储存。海绵铟、海绵锡经压团后混合加氢氧化钠进行碱煮，氢氧化钠加入用量为海绵铟量的50%-60%。保持一定的碱煮温度400°C _500°C，加热碱煮约30分钟后将上层的碱渣捞起，将下层的铟液铸成粗铟板待用，锡液S入盆中保存。
[0025]实施例2
如图1所示，将含铟35%的铟锡合金放入反应槽中，每槽放置重量为40kg，加入120kg硫酸并搅拌，每隔7-8小时搅拌I次，每次搅拌3-5分钟。根据铟锡合金的反应情况及酸度进行适当补酸，酸溶液酸度保持在250g/l-320g/l，。如果反应速度慢，溶解效果不好，则加强搅拌并进行适当补酸。酸溶后，按质量比为In =Sn=L 3:1的比例加入粗铟进行净化，保持酸度为150g/l-200g/l,锡被置换出来,随时刮除粗铟板上的锡。净化反应约8-10天后,取样化验锡含量，如锡含量低于0.1%则净化工序已结束，如含量还高，可补加硫酸继续放入粗铟板反应。净化完成后，按质量比为Zn:In=l.5:1的比例加入锌锭进行置换，保持酸度大于100g/l，铟被置换出来，定期刮除锌锭上的海绵铟。后期反应变慢时抽取反应液化验铟含量和酸度，如铟含量低于0.5g/l，则反应结束，一般情况反应结束终酸控制在30g/l-40g/l左右。产生的氯化锌液先用储罐储存。海绵铟、海绵锡经压团后混合加氢氧化钠进行碱煮，氢氧化钠加入用量为海绵铟量的50%-60%。保持一定的碱煮温度400°C _500°C，加热碱煮约30分钟后将上层的碱渣捞起，将下层的铟液铸成粗铟板待用，锡液S入盆中保存。
[0026] 实施例3
如图1所示，将含铟60%的铟锡合金放入反应槽中，每槽放置重量为40kg，加入120kg硫酸并搅拌，每隔7-8小时搅拌I次，每次搅拌3-5分钟。根据铟锡合金的反应情况及酸度进行适当补酸，酸溶液酸度保持在250g/l-320g/l，。如果反应速度慢，溶解效果不好，则加强搅拌并进行适当补酸。酸溶后，按质量比为In =Sn=L 3:1的比例加入粗铟进行净化，保持酸度为150g/l-200g/l,锡被置换出来,随时刮除粗铟板上的锡。净化反应约8-10天后,取样化验锡含量，如锡含量低于0.1%则净化工序已结束，如含量还高，可补加硫酸继续放入粗铟板反应。净化完成后，按质量比为Zn:In=l.5:1的比例加入锌锭进行置换，保持酸度大于100g/l，铟被置换出来，定期刮除锌锭上的海绵铟。后期反应变慢时抽取反应液化验铟含量和酸度，如铟含量低于0.5g/l，则反应结束，一般情况反应结束终酸控制在30g/l-40g/l左右。产生的氯化锌液先用储罐储存。海绵铟、海绵锡经压团后混合加氢氧化钠进行碱煮，氢氧化钠加入用量为海绵铟量的50%-60%。保持一定的碱煮温度400°C _500°C，加热碱煮约30分钟后将上层的碱渣捞起，将下层的铟液铸成粗铟板待用，锡液S入盆中保存。
【权利要求】
1.一种从铟锡合金中回收金属铟和锡的方法，其特征在于:该方法的步骤如下: 步骤1、酸溶:将铟锡合金放入反应槽中，每槽放置铟锡合金重量为30-50kg，将工业硫酸加入反应槽中,加好工业硫酸后进行搅拌，每隔7-8小时搅拌I次，每次搅拌3-5分钟，根据酸溶液中的铟含量和酸液的体积粗略的估算铟锡合金中的铟溶出量，酸溶液酸度保持在250g/l-320g/l，根据铟锡合金的反应情况及酸度进行适当补酸，如果反应速度慢，溶解效果不好，则加强搅拌并进行适当补酸； 步骤2、净化:待步骤I中反应完成后，调整溶液的酸度，使溶液保持酸度为150g/l-200g/l，加入粗铟，锡被置换出来，海绵状的锡不断附着在粗铟板上，密切观察，随时捞取、刮除粗铟板上的锡，并不断用筛子及时将浮起的海绵锡捞起，将这些海绵锡用力捏成球状放入清水中浸泡，次日早上后捞起，浸泡时间约15-16小时后压团，净化反应约8-10天后，取净化液样化验锡含量，如净化后溶液中的锡含量低于0.1%，则净化工序已结束，如果锡含量高于0.1%，则补加硫酸继续放入粗铟板反应； 步骤3、置换:待净化反应完后，通过保持酸度大于100g/l，加入锌锭，铟能够被置换出来，海绵状的铟不断附着在锌锭表面，每1-2小时捞取I次锌锭，用刮刀将海绵铟刮下，用力捏成团用清水浸泡，浸泡3-5小时后压团；每次刮完海绵铟后将反应槽搅拌I次，每次搅拌3-5分钟，后期反应变慢时抽取反应液化验铟含量和酸度，如铟含量低于0.5g/l，则反应结束，反应结束终酸控制在30g/l-40g/l，产生的氯化锌液先用储罐储存； 步骤4、碱煮:将步骤2和步骤3中经过清水浸泡后的海绵铟团和海绵锡团放入压团机进行压团，待海绵铟团和海绵锡团中的水分压干后，取出海绵铟团和海绵锡团；将海绵铟团和海绵锡团分别放入铁锅中并加入工业氢氧化钠进行碱煮，碱煮过程中需经常用长勺反复搅拌，保持一定的碱煮温度在400°C -500°C，加热碱煮约30分钟后将上层的碱渣捞起，下层的铟液小心地装入搪瓷盆移到液化气炉加热并铸成粗铟板待用，锡液S入盆中保存，待冷却后称重，加入甘油保存。
2.根据权利要求1所述的从铟锡合金中回收金属铟和锡的方法，其特征在于:所述的步骤I中工业硫酸的加入量与合金的质量比为硫酸:合金=3:1。
3.根据权利要求1所述的从铟锡合金中回收金属铟和锡的方法，其特征在于:所述的步骤2中粗铟的加入量与锡的质量比为In:Sn=l.3:1。
4.根据权利要求1所述的从铟锡合金中回收金属铟和锡的方法，其特征在于:所述的步骤3中锌锭的加入量与铟的质量比为Zn:In=l.5:1。
5.根据权利要求1所述的从铟锡合金中回收金属铟和锡的方法，其特征在于:所述的步骤4中工业氢氧化钠的加入用量与海绵铟的质量比为NaOH:In=(50%-60%):1。
【文档编号】C22B25/00GK103695651SQ201310744809
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】原和平, 简春晖, 冯斐斐, 赵波 申请人:济源豫金靶材科技有限公司