一种机械辅助球磨提高氧化锌烟灰中铟的浸出方法与流程

本发明属于有色冶金领域，涉及有色冶金领域中的湿法冶金过程，具体涉及一种机械辅助球磨提高氧化锌烟灰中铟的浸出方法。

背景技术

铟在地壳中的含量为1×10^-5％，它以极少量的硫铟铜矿、硫铟铁矿、水铟矿独立矿物存在，绝大部分铟都分散在其他矿物中，主要是含硫的铅、锌矿物中。而氧化锌烟灰通常来自湿法炼锌回转窑挥发烟灰与炼铅烟化炉所得，其中常常伴有较高含量的铟。

利用铟的氧化物、硫化物或其它化合物能溶于酸的性质，对铟的浸出工业中一般采用硫酸浸出。氧化锌烟灰为湿法炼锌的原料之一，含锌通常在45～70％之间，提取氧化锌烟灰中的铟一般采用先中性浸出，把烟灰中绝大部分中的锌浸出，铟富集在渣中，然后就是对富铟渣进行铟的浸出。目前对酸浸铟这一部分的研究较多，主要是铟的浸出率普遍不高。

目前提取氧化锌烟灰中的铟普遍采用多段式浸出，一段一般为中性浸出浸出烟灰中的锌，后续浸出有采用：低酸浸～高酸浸、低酸浸～高酸氧化辅助浸、低温低酸浸～高温强化浸、酸浸～浓硫酸熟化/硫酸化焙烧～水浸、氧压酸浸等等。

上述这些研究的主要目的就是尽可能的把渣中的铟浸出，提高铟浸出率。2007年中国发明专利公开号cn101104884a公开了一种从铅锌冶炼副产氧化锌中浸出、富集回收铟的方法，通过高温高酸浸出来提高铟的浸出，此方法工艺流程长且铟浸出率仅提高至70％左右。2013年中国发明专利公开号cn103173625a公开了一种氧化锌烟尘高效浸出铟的方法，此方法采用低温低酸浸出，然后将浸出渣与浓硫酸和氧化剂混合搅拌熟化，再水浸，此方法虽铟浸出率可达92％，但流程过长、操作复杂、对设备要求高。还有一些研究是采用高压釜氧压浸出，氧压浸出能一次浸铟达到90％以上的浸出率，效果明显，但它对设备要求高，高温高压条件苛刻，操作困难，生产上实际应用较困难。

目前国内大部分厂采用的流程均为一段中浸～多段酸浸的流程。如何在不改变操作流程的情况下能大幅提高铟的浸出让很多科研工作者头疼。

技术实现要素：

本发明提供了一种克服现有技术不足的铟的浸出方法，此方法设备投资少、流程简单、操作方便、铟浸出率高、能耗低、且对环境友好。

为解决上述技术问题，本发明采用一种机械辅助球磨提高氧化锌烟灰中铟的浸出方法，其主要技术路线是：氧化锌烟灰首先通过中性浸出使烟灰中大部分锌转入中浸液并送锌冶炼系统，铟则在中浸渣中得到富集，然后中浸渣通过酸一浸浸出使大部分铟转入酸一浸出液,酸一浸液用p204与磺化煤油配比萃取铟，然后经过反萃、置换、压铸、电解、熔铸得铟锭，萃余液则返回中性浸出；酸一浸渣则进入机械辅助球磨酸二浸，酸一浸渣在强酸及陶瓷球不断搅拌碰撞中与酸不断反应浸出铟；酸二浸出液返酸一浸，酸二浸渣则送铅冶炼系统。在此技术方案中，锌、铟浸出率均可达95％以上。

所述机械辅助球磨提高氧化锌烟灰中铟的浸出方法，具体包括以下步骤：

a.中性浸出：对氧化锌烟灰进行中性浸出，得到中性浸出液和中性浸出渣；此步骤可使烟灰中绝大部分锌浸出入液，而铟留浸出渣中得到富集，待下一步浸出；

b.中性浸出渣酸一浸：将上述中性浸出渣进行酸一浸，得到酸一浸液和酸一浸渣；此流程能把中性浸出渣中的铟大部分浸出，残留渣中的锌也可进一步得到浸出，过滤得到渣、液进行下一步处理；

c.酸一浸渣机械辅助球磨酸二浸：对上述酸一浸渣进行机械辅助球磨酸二浸，得到酸二浸液和酸二浸渣；

d.酸一浸液萃取提铟：步骤b得到的酸一浸液用p204与磺化煤油萃取铟，然后经过反萃、置换、压铸、电解、熔铸得铟锭，萃余液返中性浸出。

其中，上述浸出方法，所述氧化锌烟灰含有组分：zn53～67wt％、pb3～6wt％、in688～1300g/t、sn1～3wt％、fe1～3wt％。

其中，上述浸出方法，步骤a中，所述中性浸出的条件为：采用步骤d的萃余液作为浸出所用溶液，液固比(ml/g)为4～6:1，浸出温度为75～85℃，浸出时间为1.5～3h，浸出终点ph为3.0～4.0。优选地，反应终点ph为3.5，温度为80℃，时间2h。

其中，上述浸出方法，步骤a中，所述中浸液返炼锌系统净化除杂电解得锌锭。

其中，上述浸出方法，步骤b中，所述酸一浸的条件为：液固比4～6:1进行酸一浸，浸出液为酸二浸返回液，酸度在120～140g/l，浸出温度为75～85℃，浸出时间为1.5～3h，控制终酸为80～100g/l。优选地，反应终点酸度为90g/l，温度为80℃，时间2h。

其中，上述浸出方法，步骤c中，所述机械辅助球磨酸二浸的条件为：浸出的液固比4～6:1，采用陶瓷球磨，液球体积比8～10:1，陶瓷球粒径为0.5～1.5毫米，控制终酸为120～140g/l，浸出温度为80～85℃，浸出时间为1.5～3h。优选地，反应终点酸度为130g/l，浸出温度为85℃，时间2h，所选陶瓷球粒径为0.5～1.5毫米的混合球。酸浸渣中部分铟很难浸出是因为有些铟是以砷酸铟和含铟铁酸锌等含铟矿物存在或是被其他物质所包裹，使得反应难以进行，从而浸出率较低，而加入陶瓷颗粒并一直辅以机械搅拌，使得物料边与酸反应，边在陶瓷颗粒之间不停碰撞、摩擦，使得不断有新表面形成，增大了化学活性，从而使得难浸出的铟得到浸出。

其中，上述浸出方法，步骤c中所述酸二浸液返回酸一浸，酸二浸渣回收到铅系统。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明方法通过添加机械辅助球磨，对富铟渣进行浸出，减少了工艺更改，添加设备等不必要麻烦。

(2)本发明中性浸出采用萃余液做酸液浸出，充分利用了系统酸液，节约了酸消耗，同时中浸初步的分离了锌与铟。

(3)酸一浸所用酸为酸二浸液，既节约了酸耗，又可富集液中铟含量，提高了后续铟萃取效率。

(4)机械辅助球磨酸二浸在原有酸浸过程中加入了机械辅助球磨，搅拌过程中球球、球料、球液不停的碰撞摩擦，使以砷酸铟和含铟铁酸锌等形式存在的含铟矿物或是被其他物质所包裹的含铟物质，不停的碰撞和摩擦出新表面，增大了化学活性，从而使得难浸出的铟得到浸出，大大提高了铟的浸出率。

(5)本发明的方法全封闭流程，不产生废渣、废气，无废水排放，对环境友好。

(6)本发明方法的操作简单、设备投资少、生产成本低，适宜于工业推广应用。

附图说明

图1为本发明所述机械辅助球磨提高氧化锌烟灰中铟的浸出方法的工艺流程图。

具体实施方式

下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。

除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。

实施例1

取200g氧化锌烟灰(zn：59.22wt％，pb：5.83wt％，fe：1.25wt％，sn：1.6wt％，in:715g/t)与1l90g/l硫酸溶液加入烧杯中，80℃水浴搅拌2h，反应终点酸度ph为3.5，反应完后液固分离，得到的含锌109g/l的中浸液送炼锌系统净化后电解锌，中浸渣进行酸一浸，液固比5:1，配125g/l的硫酸溶液，80℃水浴搅拌2h，反应终点酸度为88g/l，反应结束后液固分离，得到含in溶度为101mg/l的酸一浸液，酸一浸液用p204与磺化煤油配比萃取铟，然后经过反萃、置换、压铸、电解、熔铸得铟锭，萃余液则返回中性浸出，酸一浸渣进行机械辅助球磨酸二浸，液固比6:1，配150g/l硫酸溶液，液球体积比8:1，搅拌速度为300r/min,反应终点酸度为131g/l，浸出温度为85℃，浸出时间为2.5h，反应结束后液固分离，得到含铟54mg/l的酸二浸液，酸二浸液返酸一浸，酸二浸渣回火法炼铅系统。经过计算，按渣算，整个流程锌浸出率97.32％，铟浸出95.02％。

实施例2

取200g氧化锌烟灰(zn：62.66wt％，pb：4.34wt％，fe：2.11wt％，sn：1.32wt％，in:821g/t)与1l酸度为88g/l的萃余液溶液加入烧杯中，85℃水浴搅拌1.5h，反应终点酸度ph为4.0，反应完后液固分离，得到的含锌133g/l的中浸液送炼锌系统净化后电解锌，中浸渣进行酸一浸，液固比6:1，取酸度为131g/l的酸二浸溶液，80℃水浴搅拌2h，反应终点酸度为91.22g/l，反应结束后液固分离，得到含in溶度为176mg/l的酸一浸液，酸一浸液用p204与磺化煤油配比萃取铟，然后经过反萃、置换、压铸、电解、熔铸得铟锭，萃余液则返回中性浸出，酸一浸渣进行机械辅助球磨酸二浸，液固比5:1，配150g/l硫酸溶液，液球体积比9:1，搅拌速度为350r/min,反应终点酸度为137g/l，浸出温度为85℃，浸出时间为3.0h，反应结束后液固分离，得到含铟78mg/l的酸二浸液，酸二浸液返酸一浸，酸二浸渣回火法炼铅系统。经过计算，按渣算，整个流程锌浸出率98.11％，铟浸出97.13％。

实施例3

取200g氧化锌烟灰(zn：66.78wt％，pb：3.77wt％，fe：1.79wt％，sn：2.03wt％，in:1103g/t)与1l酸度为90.12g/l的萃余液溶液加入烧杯中，80℃水浴搅拌2.5h，反应终点酸度ph为4.0，反应完后液固分离，得到的含锌141g/l的中浸液送炼锌系统净化后电解锌，中浸渣进行酸一浸，液固比5:1，取酸度为137g/l的酸二浸溶液，85℃水浴搅拌2h，反应终点酸度为92.47g/l，反应结束后液固分离，得到含in溶度为254mg/l的酸一浸液，酸一浸液用p204与磺化煤油配比萃取铟，然后经过反萃、置换、压铸、电解、熔铸得铟锭，萃余液则返回中性浸出，酸一浸渣进行机械辅助球磨酸二浸，液固比5:1，配150g/l硫酸溶液，液球体积比10:1，搅拌速度为400r/min,反应终点酸度为140g/l，浸出温度为85℃，浸出时间为2.5h，反应结束后液固分离，得到含铟89mg/l的酸二浸液，酸二浸液返酸一浸，酸二浸渣回火法炼铅系统。经过计算，按渣算，整个流程锌浸出率97.43％，铟浸出95.11％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案或改进方案均属于本发明的保护范围。