一种锗真空蒸馏渣回收铟锗的方法与流程

文档序号:13841749阅读:362来源:国知局
本发明属于稀有金属冶金领域,涉及锗蒸馏渣的回收,具体涉及一种锗真空蒸馏渣回收铟锗的方法。
背景技术
:锗是一种稀有分散金属,在地壳中的丰度仅为4×10-4%,主要赋存于有色金属矿和煤矿中,除了非常少量的锗石矿外,几乎没有单独的独立锗矿。目前提锗的原料主要是各种金属冶炼过程中的锗富集物、含锗煤燃烧产物和锗加工的废料。锗主要用于应用于电子工业、光纤通讯、红外光学、化工催化剂和医药用锗等领域。目前锗的生产原料包括两方面:一是从铅锌矿和煤矿的副产品提取锗,此类原料的生产工艺流程长,火法湿法交替进行,回收率低,成本高;二是从锗的加工过程中产生的含锗废废料中提取锗,此类含锗原料是锗回收重要的再生资源,从此类含锗原料中提取锗具有较好的经济效益和社会意义,属于国家支持资源回收再利用产业。目前锗真空蒸馏渣是一种比较难处理的锗二次物料,主要是由于残渣中含有高含量的活泼金属,并且还含有高含量的单质砷,因此处理起来安全隐患比较大,目前流行的主流程是先通过中性浸出浸出部分锌,然后通过氧化焙烧和氯化蒸馏回收锗,这种工艺主要的缺点有在中性浸出过程中会有部分锗浸出,这一部分锗需要用单宁沉锗,其次降低了中性浸出渣中锗的品位,再者氯化蒸馏过程中锗渣中的有价金属铟不能得到有效回收,为了解决这些缺点,本发明开辟了一条新的锗真空蒸馏渣的回收方法,该方法能够分别有效的回收铟锗,同时采用中和沉淀取代单宁沉锗,大大降低了生产成本,解决了锗真空蒸馏渣铟锗回收困难等问题。技术实现要素:针对现有的处理锗真空蒸馏渣存在的不足,本发明提供了一种锗真空蒸馏渣回收铟锗的方法,该方法操作简便、工艺简单且流程短,能够高效综合回收锌铜铟锗等有价金属,同时利用中和沉锗取代单宁沉锗,降低了生产成本,对铟锗行业的发展提供了必要的技术支持。为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:锗真空蒸馏渣回收铟锗的方法,该方法包括以下步骤:(1)以锗真空蒸馏渣为原料,将锗真空蒸馏渣破碎、球磨至100目以下;(2)将步骤(1)得到的锗真空蒸馏渣用硫酸溶液做酸一浸,控制终酸浓度在60~100g/l之间,浸出的同时加入氧化剂;酸一浸完成后得到酸一浸渣和酸一浸液;(3)所述酸一浸渣用硫酸溶液做酸二浸,控制终酸浓度在100~180g/l之间,得到酸二浸液和酸二浸渣;所述酸二浸液返回酸一浸,酸二浸渣进入铅火法回收系统;(4)向所述酸一浸液中加入还原剂对三价铁进行还原,控制还原后液中cfe3+≤0.5g/l;(5)对上述还原后液采用p204与磺化煤油对铟进行萃取,得到有机相和萃余液;所述有机相经过盐酸反萃,得到的反萃液经过置换、水洗、熔铸制备粗铟;(6)向第五步得到的萃余液加入中和剂沉锗,控制溶液终点ph在5~7之间,得到高品位的锗精矿,锗精矿经过氯化蒸馏、精馏和水解等工序制备高纯二氧化锗。其中,上述锗真空蒸馏渣回收铟锗的方法,步骤(2)中所述酸一浸的具体操作条件为:硫酸溶液与锗真空蒸馏渣的液固比为4~10︰1,浸出温度为70~90℃,浸出时间为2~3h。其中,上述锗真空蒸馏渣回收铟锗的方法,步骤(2)中所述氧化剂为双氧水或锰粉,其加入量与锗真空蒸馏渣质量比为1︰10~20。其中,上述锗真空蒸馏渣回收铟锗的方法,步骤(3)中所述酸二浸的具体操作条件为:硫酸溶液与酸一浸渣的液固比为4~10︰1,浸出温度为70~90℃,浸出时间为2~3h。其中,上述锗真空蒸馏渣回收铟锗的方法,步骤(4)中所述的还原剂为铁粉或者亚硫酸钠。其中,上述锗真空蒸馏渣回收铟锗的方法,步骤(5)中所述p204与磺化煤油的体积配比为1︰4~5。其中,上述锗真空蒸馏渣回收铟锗的方法,步骤(6)中所述中和剂为片碱或碳酸钠。其中,上述锗真空蒸馏渣回收铟锗的方法,步骤(6)中所述锗精矿的品味在3~7%之间。与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明方法操作简便、工艺简单且流程短,解决了锗真空蒸馏渣酸浸处理过程中产生ash3带来的安全问题,同时能够高效综合回收锌铜铟锗等有价金属,铟锗综合回收率都大于95%,且对于解决此类渣中铟锗的高效回收、充分利用稀有的铟锗资源和保护环境等方面有十分积极的意义。同时利用中和沉锗取代单宁沉锗,降低了生产成本,对铟锗行业的发展提供了必要的技术支持。附图说明图1是本发明实施例中从锗真空蒸馏渣中回收铟锗的工艺流程图。具体实施方式本发明提供了一种锗真空蒸馏渣回收铟锗的方法,该方法包括以下步骤:(1)以锗真空蒸馏渣为原料,将锗真空蒸馏渣破碎、球磨至100目以下;(2)将步骤(1)得到的锗真空蒸馏渣用硫酸溶液做酸一浸,控制终酸浓度在60~100g/l之间,浸出的同时加入氧化剂;酸一浸完成后得到酸一浸渣和酸一浸液;所述酸一浸的具体操作条件为:硫酸溶液与锗真空蒸馏渣的液固比为4~10︰1,浸出温度为70~90℃,浸出时间为2~3h;(3)所述酸一浸渣用硫酸溶液做酸二浸,控制终酸浓度在100~180g/l之间,得到酸二浸液和酸二浸渣;所述酸二浸液返回酸一浸,酸二浸渣进入铅火法回收系统;所述酸二浸的具体操作条件为:硫酸溶液与酸一浸渣的液固比为4~10︰1,浸出温度为70~90℃,浸出时间为2~3h;(4)向所述酸一浸液中加入还原剂对三价铁进行还原,控制还原后液中cfe3+≤0.5g/l;(5)对上述还原后液采用p204与磺化煤油对铟进行萃取,得到有机相和萃余液;所述有机相经过盐酸反萃,得到的反萃液经过置换、水洗、熔铸制备粗铟;(6)向第五步得到的萃余液加入中和剂沉锗,控制溶液终点ph在5~7之间,得到高品位的锗精矿,锗精矿经过氯化蒸馏、精馏和水解等工序制备高纯二氧化锗。其中,上述锗真空蒸馏渣回收铟锗的方法,步骤(2)中所述氧化剂为双氧水或锰粉,其加入量与锗真空蒸馏渣质量比为1:10~20。其中,上述锗真空蒸馏渣回收铟锗的方法,步骤(4)中所述的还原剂为铁粉或者亚硫酸钠。其中,上述锗真空蒸馏渣回收铟锗的方法,步骤(5)中所述p204与磺化煤油的体积配比为1︰4~5。其中,上述锗真空蒸馏渣回收铟锗的方法,步骤(6)中所述中和剂为片碱或碳酸钠。其中,上述锗真空蒸馏渣回收铟锗的方法,步骤(6)中所述锗精矿的品味在3~7%之间。以下结合具体的实施例对本发明做进一步的解释和说明,但并不因此限制本发明的保护范围。实施例1将焙烧后锗真空蒸馏渣(zn:9.79wt%,pb:41.36wt%,as:5.97wt%,ge:1.9897wt%,in:16402g/t)进球磨机磨碎至100目以下,然后将磨好的锗蒸馏渣8t倒入50m3的反应槽中,通入40m3的硫酸溶液,升温搅拌反应,温度为80℃,反应过程中通入0.8m3的双氧水,反应时间为2h,控制终酸在100g/l,反应结束后进行压滤,滤渣倒入酸二浸反应槽,往反应槽中通入40m3的硫酸溶液,升温搅拌反应,温度为80℃,反应时间为2h,控制终酸在120g/l,反应结束后进行压滤,酸二浸渣回铅冶炼系统回收铅,酸二浸液返回酸一浸做返浸。酸一浸液打入还原反应槽用铁粉还原三价铁,还原后液控制cfe3+≤0.5g/l,将还原后液打进铟萃取工段,用p204与磺化煤油按照体积比1︰5配比进行铟的萃取,有机相然后用7mol/l的盐酸进行反萃,反萃液经过置换、水洗、熔铸制备粗铟;萃余液进入沉锗反应槽用片碱沉锗,沉锗时调ph为6,得到品味5%的锗精矿,锗精矿经过氯化蒸馏、精馏和水解等工序制备高纯二氧化锗。具体步骤化验结果如表1和表2所示。表1.各工序液样结果元素zn(g/l)as(g/l)in(g/l)ge(g/l)fe3+(g/l)h+(g/l)酸一浸液17.945.961.9732.83851.7186.37酸二浸液4.740.860.9020.75821.23180.2还原后液1.9652.81850.32萃余液0.0092.8116反萃液9.444沉锗后液0.0084表2.渣样结果元素ge(%)pb(%)in(g/t)ge浸出率(%)in浸出率(%)沉锗渣4.56酸二浸渣0.12450.5197196.6597.12从化验结果可以看出,锗蒸馏渣两次酸浸锗的浸出率为96.65%,铟的浸出率为97.12%,铟萃取率为99.54%,反萃率98.14%,沉锗率为97.61%。从结果可以观察到锗和铟能得到较好的综合回收。实施例2将焙烧后锗真空蒸馏渣(zn:9.68wt%,pb:44.10wt%,as:5.61wt%,ge:1.8194wt%,in:16310g/t)进球磨机磨碎至100目以下,然后将磨好的锗蒸馏渣8t倒入50m3的反应槽中,通入40m3上一轮酸二浸溶液,升温搅拌反应,温度为80℃,反应过程中通入1m3的双氧水,反应时间为2h,控制终酸在80g/l,反应结束后进行压滤,滤渣倒入酸二浸反应槽,往反应槽中通入40m3硫酸溶液,升温搅拌反应,温度为80℃,反应时间为两个小时,控制终酸在160g/l,反应结束后进行压滤,酸二浸渣回铅冶炼系统回收铅,酸二浸液返回酸一浸做返浸。酸一浸液打入还原反应槽用铁粉还原三价铁,还原后液控制cfe3+≤0.5g/l,将还原后液打进铟萃取工段,用p204与磺化煤油按照体积比1︰4配比进行铟的萃取,有机相用7mol/l的盐酸进行反萃,反萃液经过置换、水洗、熔铸制备粗铟;萃余液进入沉锗反应槽用亚硫酸钠沉锗,沉锗时调ph为7,得到品味7%的锗精矿,锗精矿经过氯化蒸馏、精馏和水解等工序制备高纯二氧化锗。具体步骤化验结果如表3和表4所示。表3.各工序液样结果元素zn(g/l)as(g/l)in(g/l)ge(g/l)fe3+(g/l)h+(g/l)酸一浸液15.824.872.4543.6471.88115.16酸二浸液11.513.150.8820.99610.77179.23还原后液2.4363.6360.11萃余液0.0073.622反萃液11.546沉锗后液0.0024表4.渣样结果元素ge(%)pb(%)in(g/t)ge浸出率(%)in浸出率(%)沉锗渣5.39酸二浸渣0.11254.1786995.9897.77从化验结果可以看出,锗蒸馏渣两次酸浸锗的浸出率为95.98%,铟的浸出率为97.77%,铟萃取率为99.67%,反萃率99.02%,沉锗率为99.12%。从结果可以观察到锗和铟能得到较好的综合回收。实施例3将焙烧后锗真空蒸馏渣(zn:8.48%,pb:41.20%,as:5.43%,ge:2.0248%,in:20019g/t)进球磨机磨碎至100目以下,然后将磨好的锗蒸馏渣8t倒入50m3的反应槽中,通入40m3的硫酸溶液,升温搅拌反应,温度为70℃,反应过程中通入1.2m3的双氧水,反应时间为3h,控制终酸在60g/l,反应结束后进行压滤,滤渣倒入酸二浸反应槽,往反应槽中通入40m3的硫酸溶液,升温搅拌反应,温度为70℃,反应时间为3h,控制终酸在180g/l,反应结束后进行压滤,酸二浸渣回铅冶炼系统回收铅,酸二浸液返回酸一浸做返浸。酸一浸液打入还原反应槽用铁粉进行还原,还原后液控制cfe3+≤0.5g/l,将还原后液打进铟萃取工段,用p204与磺化煤油按照体积比1︰4配比进行铟的萃取,有机相然后用7mol/l的盐酸进行反萃,反萃液经过置换、水洗、熔铸制备粗铟;萃余液进入沉锗反应槽用片碱沉锗,沉锗时调ph为6,得到品味6%的锗精矿,锗精矿经过氯化蒸馏、精馏和水解等工序制备高纯二氧化锗。具体步骤化验结果如表5和表6所示。表5.各工序液样结果元素zn(g/l)as(g/l)in(g/l)ge(g/l)fe3+(g/l)h+(g/l)酸一浸液16.425.502.1123.05210.7984.47酸二浸液5.010.720.8870.72810.22177.32还原后液2.1053.81050.02萃余液0.0073.8016反萃液10.547沉锗后液0.0072表6.渣样结果元素ge(%)pb(%)in(g/t)ge浸出率(%)in浸出率(%)沉锗渣4.98酸二浸渣0.09850.44100296.0796.95从化验结果可以看出,锗蒸馏渣两次酸浸锗的浸出率为96.07%,铟的浸出率为96.95%,铟萃取率为99.67%,反萃率99.06%,沉锗率为98.06%。从结果可以观察到锗和铟能得到较好的综合回收。从实施例1~3可看出,本发明方法操作简便、工艺简单且流程短,解决了锗真空蒸馏渣酸浸处理过程中产生ash3带来的安全问题,同时能够高效综合回收锌铜铟锗等有价金属,铟锗综合回收率都大于95%,且对于解决此类渣中铟锗的高效回收、充分利用稀有的铟锗资源和保护环境等方面有十分积极的意义。同时利用中和沉锗取代单宁沉锗,降低了生产成本,对铟锗行业的发展提供了必要的技术支持。以上所述为本发明的优选实施例,应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些也应当视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和本专利的实用性。当前第1页12
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