銦冶煉過程中反萃液凈化渣的酸洗研究與應(yīng)用

翟愛萍 楊亞軍

(河南豫光鋅業(yè)有限公司， 河南 濟(jì)源 454650)

工藝節(jié)能

銦冶煉過程中反萃液凈化渣的酸洗研究與應(yīng)用

翟愛萍 楊亞軍

(河南豫光鋅業(yè)有限公司， 河南 濟(jì)源 454650)

濕法銦冶煉過程中，使用中和凈化法可以有效除去反萃液中的大部分雜質(zhì)。但是，工藝操作過程中因部分銦水解或渣含水分高等問題，會造成銦的大量流失。在生產(chǎn)過程中，對中和凈化法產(chǎn)生的凈化渣進(jìn)行連續(xù)兩次酸洗，可將凈化渣含銦降至0.5%以下。

銦冶煉; 中和凈化; 反萃液; 酸洗

0 前言

目前國內(nèi)生產(chǎn)精銦最常用的工藝為：含銦鐵礬渣經(jīng)干燥、焙燒、硫酸浸出、萃取、反萃、置換、堿熔、電解精煉得到精銦；含銦煙塵及氧化鋅粉等粉塵物料采取硫酸浸出、萃取、反萃、置換、堿熔、除雜、電解精煉得到精銦。在實際生產(chǎn)過程中，由于銦原料的復(fù)雜性，反萃液含雜質(zhì)高，影響置換海綿銦質(zhì)量或海綿銦不能成團(tuán)，造成銦大量損失。因此國內(nèi)很多銦冶煉企業(yè)在置換前，對反萃液進(jìn)行除雜凈化。

比較成熟的反萃液凈化工藝有中和水解凈化法、置換凈化法和硫化沉淀凈化法等。

(1)中和水解凈化法：除堿金屬，一價鉈及某些堿土金屬外，其他金屬的氫氧化物都難溶于水，因此將其鹽水的水解液中和到一定pH值，則會發(fā)生水解沉淀，達(dá)到選擇除雜的目的。

(2)置換凈化法：利用電位較負(fù)的金屬置換出電位較正的金屬。選擇合適電位的金屬，置換出其它雜質(zhì)金屬。

(3)硫化沉淀凈化法：硫化沉淀凈化法是基于許多元素的硫化物難溶于水的原理。在控制一定的pH值下，加入硫化劑(硫化鈉或硫化氫)，可有效去除溶液中的銻、銅、砷等雜質(zhì)，從而凈化含銦溶液。

但是工藝過程中因部分銦水解或渣含水分等問題，會造成銦的大量流失，故對反萃液凈化渣的酸洗研究對降低凈化渣含銦具有重要意義。本文就中和凈化法凈化反萃液進(jìn)行了研究。

1 工藝研究及生產(chǎn)實踐分析

跟蹤研究了某銦冶煉廠的生產(chǎn)工藝。某廠生產(chǎn)精銦的原料主要是鋅冶煉過程產(chǎn)生的水解富銦渣，銦煙塵及氧化鋅粉等粉塵物料，原料復(fù)雜，進(jìn)入反萃液中的雜質(zhì)多，置換出的銦壓不成團(tuán)或在高溫下無法熔解，造成銦的浪費，故采用中和凈化法凈化反萃液，對工藝過程進(jìn)行了研發(fā)，并應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。

1.1 中和凈化法的工藝試驗研究

中和凈化法工藝流程如圖1所示。

圖1 中和凈化法的工藝流程

中和凈化法的原理是將反萃液的酸度調(diào)至pH值2.0～2.5，使反萃液中鉍、錫等主要雜質(zhì)水解而達(dá)到凈化的目的。此工藝操作簡單，但在實際生產(chǎn)中其主要缺陷是凈化渣中含銦高，如表1所示。

表1 生產(chǎn)過程中凈化渣含銦 單位：%

1.2 試驗條件對凈化渣中銦含量的影響

試驗過程中分析了液固比、初始酸度、終了酸度、反應(yīng)溫度等因素對反萃液凈化渣兩次酸洗的影響。

1.2.1 液固比

在不同的液固比下，一次、兩次酸洗后渣中銦含量及酸洗液中含銦情況如圖2、表2所示。

經(jīng)過多次試驗分析，酸洗液固比取5∶1左右效果比較好，一次酸洗含銦可達(dá)15～20 g/L,二次酸洗含銦3～6 g/L,連續(xù)兩次酸洗終渣含銦可控制在0.5%以下。液固比在5∶1時洗滌效率達(dá)97.1%，從生產(chǎn)成本上考慮，選擇液固比5∶1最佳。

圖2 不同液固比下連續(xù)兩次酸洗后渣中銦含量

表2 不同液固比下兩次酸洗后洗滌效率及渣銦含量

1.2.2 溫度和時間

溫度決定溶液的粘度、離子擴(kuò)散速率等。試驗過程選取不同的酸洗溫度及反應(yīng)時間，酸洗液中的含銦量明顯不同，最佳的一次酸洗溫度60～70 ℃，反應(yīng)時間2 h；二次酸洗溫度70～80 ℃，反應(yīng)時間1 h，見表3。

表3 不同的溫度和時間下一次酸洗液及二次酸洗液中銦含量的變化

1.2.3 酸洗酸度

使用鹽酸、硫酸、輔料碳酸鈉及火堿研究對浸出的影響。

根據(jù)多次試驗數(shù)據(jù)分析，酸洗過程初始酸度過高消耗輔料量大，酸度過低酸洗效果較差；使用鹽酸比使用硫酸浸洗效果好；調(diào)整終酸使用輔料碳酸鈉比使用火堿效果更佳，見表4。

表4 一次酸洗及終渣含銦的變化

反萃凈化渣酸洗液不能直接進(jìn)置換工序，必須經(jīng)過再次凈化，所以必須控制酸洗液的pH值；使用硫酸酸洗會產(chǎn)生難溶的復(fù)鹽，使銦損失；使用輔料火堿反應(yīng)太強，不好控制，銦損失大。

2 生產(chǎn)實踐及效果分析

應(yīng)用中和法凈化反萃液后，解決了置換銦綿發(fā)黑，壓不成團(tuán)的問題。銦綿質(zhì)量較高，銦陽極純度達(dá)到99%左右；從反萃液到銦陽極的金屬回收率可達(dá)到98%以上；同時，解決了中和凈化過程中凈化渣含銦高的問題。在實際生產(chǎn)過程中，工藝穩(wěn)定，產(chǎn)出產(chǎn)品質(zhì)量高，銦損失低。

3 結(jié)束語

中和凈化后的凈化渣經(jīng)連續(xù)兩次酸洗，酸洗液固比取5∶1，一次酸洗溫度60～70 ℃，反應(yīng)時間2 h；二次酸洗溫度75～85 ℃，反應(yīng)時間1 h，可使渣含銦降低到0.5%以下。使用鹽酸比使用硫酸浸洗效果好；調(diào)整終酸使用碳酸鈉比使用火堿效果更佳。

[1] 李洪桂，等.濕法冶金學(xué)[M].長沙：中南大學(xué)出版社，2005.

[2] 彭容秋.鋅冶金[M].長沙：中南大學(xué)出版社，2005.

[3] 邱竹賢.有色金屬冶金學(xué)[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，2008.

[4] 朱云. 冶金設(shè)備[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社, 2009.06.

[5] 董英，王吉坤，馮桂林. 常用有色金屬資源開發(fā)與加工[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社, 2005.06.

云鋁陽宗海鋁電解分公司高齡槽管理工作又上新臺階

7月15日，云南鋁業(yè)陽宗海鋁電解分公司200 kA 211號槽槽齡達(dá)到13年共計4 748天，標(biāo)志著鋁電解分公司的高齡槽管理工作又上一個新臺階。

211號槽是該分公司200 kA電解槽的“長壽之星”，2002年正式通電，至今整整13個春秋，比行業(yè)同規(guī)格槽型的平均槽齡高出了近一倍，為節(jié)約大修費用做出了積極貢獻(xiàn)。

截至目前，該公司200 kA電解槽槽齡達(dá)到4 000天以上的槽臺數(shù)占其總數(shù)的7.4%，3 000天以上占11.37%。為了這些高齡槽的健康長壽，近幾年，分公司在探索中分批采用了曲面陰極槽、雙鋼棒平面陰極槽等新工藝、新技術(shù)；焙燒啟動過程采用焦粉焙燒、濕法無效應(yīng)啟動，以及連續(xù)式灌注電解質(zhì)，低電壓啟動等措施，特別是啟動后的快速降電壓，對電解槽陰極內(nèi)襯的損傷降到了最低。再加上近年來實施的“三度尋優(yōu)”控制技術(shù)、“低溫低電壓”生產(chǎn)技術(shù)、“高齡槽穩(wěn)定生產(chǎn)技術(shù)的研究與應(yīng)用”等項目，使生產(chǎn)工藝得到持續(xù)優(yōu)化。

Research and Application of Pickling for Stripping Liquid Purification Slag during Indium Smelting Process

ZHAI Ai-ping, YANG Ya-jun

During the indium wet smelting process, most of the impurities in the stripping liquid is effectively removed by using the neutralization purification method. But, because of part indium hydrolysis or slag high moisture content in the process of technological operation, which will cause huge loss of indium. In the process of production, pickling the purification slag two times continuously, which produced by the neutralization and purification , the indium content in the purification slag can be decreased below 0.5%.

indium smelting; neutralization purification; stripping liquid; pickling

2015-05-24

翟愛萍(1971—)，女，河南濟(jì)源人，大學(xué)本科，工程師，主要從事鋅冶煉工藝研究工作。

TF843.1

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1008-5122(2015)05-0009-03