李曙東,單桃云

(湖南錫礦山閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司,湖南冷水江 417500)

鉛浮渣銦硫酸浸出工藝的探討

李曙東,單桃云

(湖南錫礦山閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司,湖南冷水江 417500)

研究了鉛浮渣提銦浸出的幾種方法,采用搭配進(jìn)料法能較好地破解粗鉛顆粒表面的硫酸鉛包裹層;當(dāng)每罐中浸渣浸出操作中加入少于500 kg的鉛浮渣時(shí),能避免罐底渣生成,渣含銦控制在0.05%以下,銦浸出率達(dá)95%左右。

浮渣銦;罐底渣;酸性浸出;過(guò)濾渣

銦是昂貴的稀散金屬,用于ITO、紅外探測(cè)、半導(dǎo)體等行業(yè);在自然界還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)單獨(dú)的礦床,主要伴生于鉛鋅礦中。錫礦山閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱閃星公司)的3萬(wàn)t火法煉鋅廠采用豎罐煉鋅法,每年產(chǎn)出次氧化鋅1 500 t左右,含銦約0.4%～0.5%,采用硫酸浸出-鹽酸萃取的提銦工藝,已建成6 t/a精銦生產(chǎn)線。鋅廠同時(shí)產(chǎn)出富銦粗鉛100～130 t/a,含銦約1.0%～1.3%。利用現(xiàn)有生產(chǎn)線處理富銦粗鉛,首先通過(guò)火法將銦富集在浮渣銦中,然后,用硫酸浸出,使銦以硫酸銦進(jìn)入溶液中。由于用硫酸浸出的方法不同,銦的浸出效果相差較大,其中,將浮渣銦按一定比例與次氧化鋅的中浸出渣搭配進(jìn)行浸出,效果好。

1 浮渣銦的性質(zhì)及處理流程

1.1 浮渣銦的成分

富集粗鉛中銦的方法有:高溫鼓風(fēng)氧化造渣法、電解法、氫氧化鈉覆蓋硝酸鈉氧化造渣法等。閃星公司富銦粗鉛量不大,采用了傳統(tǒng)的高溫鼓風(fēng)氧化造渣法富集粗鉛中銦,即先將粗鉛進(jìn)行高溫吹煉,銦容易氧化進(jìn)入浮渣。這種鉛浮渣俗稱為浮渣銦,扒出后冷卻破碎,經(jīng)120目篩篩分后作為精銦生產(chǎn)線的原料。其化學(xué)成份:In:2%～4%、Pb:60%～70%、Zn:10%～15%、As:0.3%～0.6%、Fe:0.4%～0.8%。其中,鉛以氧化鉛和單質(zhì)鉛的形式存在。

1.2 浮渣銦處理流程

處理粗鉛銦的一般流程如圖1所示。

圖1 含銦粗鉛提銦流程圖

2 浮渣銦提銦浸出工藝的選擇性試驗(yàn)

2.1 直接浸出法

2.1.1 直接法浸出過(guò)程

浮渣銦直接加入酸浸罐,每罐加入2 000 kg的浮渣銦,固液比為1∶6,加硫酸攪拌,升溫浸出6～8 h,取溶液化驗(yàn)銦含量,按料液4 g/L銦含量,計(jì)算應(yīng)添加的自來(lái)水量;經(jīng)板框過(guò)濾后,溶液進(jìn)入萃取。其流程見(jiàn)圖1中的浮渣銦浸出過(guò)程。

2.1.2 直接浸出法的結(jié)果及討論

直接浸出試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 浮渣銦直接浸出數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖

從圖2看出,浮渣銦直接浸出的浸出率與直收率相等,在75%以下,同時(shí),底渣銦含量在0.8%左右。浸出率不高的主要原因是有20%以上的銦含量隨粗鉛顆粒板結(jié)在罐底部。因?yàn)楦≡熤泻饘巽U比較高(各物質(zhì)的密度見(jiàn)表1),鉛軟,破碎時(shí),一部分銦含量被鉛皮包裹;鉛顆粒密度大,加入浸出罐后容易沉底,攪不起來(lái);而金屬鉛及其氧化物與硫酸反應(yīng)后,生成致密的硫酸鉛表面層,并粘結(jié)在一起,板結(jié)在浸出罐底部,阻止了反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。

表1 有關(guān)物質(zhì)的密度及在水中的溶解度

在稀硫酸溶液中,浮渣銦中由于有PbO2和Pb存在,有如下反應(yīng)發(fā)生:

2.2 水洗浸出法

2.2.1 水洗法的操作

水洗法是在進(jìn)行酸性浸出前對(duì)鉛浮渣進(jìn)行了水洗選別,即是將浮渣銦放入200目不銹鋼篩網(wǎng)上,一邊翻動(dòng),一邊用水沖洗,密度輕、粒度細(xì)的顆粒隨水經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)流入浸出罐內(nèi),然后,加酸浸出;篩上物為30%～40%粗浮渣銦返回吹煉,繼續(xù)吹煉成浮渣銦。2.2.2 水洗浸出法的結(jié)果及討論

浮渣銦水洗后直接浸出數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖如圖3所示。

圖3 浮渣銦水洗后直接浸出數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

從圖3可以看出,水洗浸出法篩下的浮渣銦浸出渣中的銦含量降到了0.2%以下,渣損失率控制在5%左右;雖然篩下物的浸出率達(dá)到了90%以上,但直收率不到60%,主要是因?yàn)楹Y上物多,一般在30%～40%。此法在用水沖洗的同時(shí),需人工翻轉(zhuǎn)浮渣銦,勞動(dòng)強(qiáng)度大。且篩上物需返回吹煉,造成了銦的二次損失。

2.3 搭配浸出法

2.3.1 搭配浸出法的操作過(guò)程現(xiàn)有的次氧化鋅提銦生產(chǎn)線,采用三段酸浸法浸出銦。搭配進(jìn)料浸出法就是在次氧化鋅提銦完成中性浸出后,在中浸渣加入一次酸浸罐漿化好后,搭配加入一定量的浮渣銦,浮渣銦隨中浸渣一起,進(jìn)行一次酸浸→板框過(guò)濾→二次酸浸→板框過(guò)濾→三次酸浸→板框過(guò)濾的流程浸出。其操作流程具體如圖

4所示。

圖4 含銦粗鉛提銦流程圖

2.3.2 搭配浸出法的結(jié)果及討論

浮渣銦搭配浸出數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖如圖5所示。

圖5 浮渣銦搭配浸出數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖

從圖5可以看出,搭配浸出法的銦浸出直收率大于93%;當(dāng)每罐搭配加入的浮渣銦在500 kg以下時(shí)(與之對(duì)應(yīng)加入的次氧化鋅為2 000 kg),浮渣銦基本能與硫酸反應(yīng)完全,沒(méi)有罐底渣的產(chǎn)生,其銦浸出直收率達(dá)97%,渣含銦損失降到3%以下;同時(shí)避免了操作工進(jìn)入浸出罐底部,清理尖硬的罐底渣操作。這是因?yàn)檫m量的浮渣銦加入到浸出罐中的次氧化鋅的中浸渣里時(shí),其一是,因?yàn)橹薪械闹饕煞譃榱蛩徙U,其密度與浮渣銦的較為接近,具體見(jiàn)表1,由于一次酸性浸出的前期采用低液固比進(jìn)行漿化,更能使浮渣銦較均勻地分散在槳化渣中;其二是,鉛顆粒表面粘附一層主要成分為硫酸鉛的中浸渣水溶液中,顆粒硫酸鉛表面優(yōu)先吸附溶液中少量的Pb2+,加酸浸出時(shí),硫酸滲過(guò)顆粒表面的中浸渣與鉛反應(yīng),生成的Pb2+即被中浸渣中的硫酸鉛顆粒吸附,融入中浸渣,進(jìn)入溶液中;從而打破了硫酸鉛在鉛表面形成致密包裹層,使得反應(yīng)不斷進(jìn)行下去,銦也能很好地與硫酸反應(yīng)完全,銦浸出率大大提高。

該法浮渣銦浸出的直收率大于95%,底渣銦品位在0.05%左右,為投入銦的3%左右,因而,其經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)明顯改善;操作方便,不需要另設(shè)生產(chǎn)線,也不需要在現(xiàn)有生產(chǎn)線上增設(shè)其它任何設(shè)施;浸出后,溶液中的銦含量高,一般有4 g/L左右,有利于萃取率的提高,浸出后產(chǎn)出的渣含有50%的鉛,可直接用于提煉金屬鉛;因此,該方法作為閃星公司處理浮渣銦的正式工藝。

3 結(jié)束語(yǔ)

浮渣銦提銦浸出工藝采用搭配進(jìn)料法,可以直接在現(xiàn)有處理次氧化鋅提銦生產(chǎn)線上進(jìn)行,較好地解決了鉛浮渣沉底結(jié)塊的問(wèn)題,使其與硫酸反應(yīng)較徹底;銦浸出效率高,在2 000 kg的次氧化鋅的中浸渣中加入500 kg的浮渣銦的酸性浸出,銦的直收率一般大于95%;同時(shí),也適當(dāng)提高了料液的銦品位,

有利于提高萃取效率,因此效益明顯;避免了清理罐底渣或手動(dòng)翻轉(zhuǎn)水洗等重體力勞動(dòng),減輕了職工操作勞動(dòng)強(qiáng)度。該法已成為閃星公司銦生產(chǎn)線處理浮渣銦的工藝。

[1] 巴.依.費(fèi)多洛夫,拉.哈.阿克楚林.銦化學(xué)手冊(cè)[M].北京:北京大學(xué)出版社,2005.

[2] 彭容秋.鉛冶金[M].湖南:中南大學(xué)出版社,2004.

[3] 任俊,沈健,盧壽慈.顆粒分散科學(xué)與技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

[4] 李夢(mèng)龍.化學(xué)數(shù)據(jù)速查手冊(cè)[M].北京:化工工業(yè)出版社,2003.

Abstract:Several process of extraction indium from slag with plumbum have been studyed in this article,the results show that the layer of leadsulfate on the face of plumbum particle has been deeled with well by the process of proper proportions input;when the raw slag adds less than 500 kg in each progress,the dregs in the root of container has been avoided,the indium in the dregs will be less than 0.05%and the ratio of indium extraction will be about 95%.

Key words:slag with plumbum;slag in the root of container;acid leaching;slag from filtration

Discussion on Process of Extraction Indium from Slag with Plumbum

LI Shu-dong,SHAN Tao-yun
(Hsikwangshan Twinkling Star Co.,Ltd,Lengshuijiang417500,China)

TF111.31

A

1003-5540(2011)04-0022-03

2011-04-16

李曙東(1970-),男,高級(jí)工程師,主要從事銻、鋅冶煉工程技術(shù)工作。