從鋅冶煉廢渣中綜合回收銦的生產(chǎn)工藝及實踐

閆明江

（甘肅有色冶金職業(yè)技術(shù)學院，甘肅 金昌737100）

稀有金屬—銦，由于其質(zhì)地柔軟，延展性好，被廣泛的應用于電子、宇航、高新技術(shù)、能源等領(lǐng)域[1-3]。盡管自然界當中也存在銦的獨立礦物，如硫銦銅礦，水銦礦等，但回收成本較高，一般不直接利用獨立礦物進行冶煉生產(chǎn)。目前國內(nèi)外生產(chǎn)銦都是利用有色金屬冶煉過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品或廢料，如鉛、鋅浸出渣、冶煉煙塵或者電解廢液進行銦的回收[3-9]。從提取成本和環(huán)境保護角度考慮，只要含銦廢料中銦金屬含量（質(zhì)量分數(shù)）超過0.002%就有提取的必要。另外，根據(jù)含銦原料來源，各個企業(yè)也采用了不同的辦法。例如，某鉛鋅冶煉企業(yè)是把粗鉛冶煉產(chǎn)生的熔渣，w(In)約0.5%~0.8%，作為精銦生產(chǎn)的原料。國內(nèi)河南豫光金鉛公司在此基礎(chǔ)上，加以改進。利用鋅冶煉浸出渣，經(jīng)過中浸→低浸→水解，得到產(chǎn)物銦綿。而湖南水口山有色集團王錦鴻[11]則根據(jù)企業(yè)原有工藝，利用三段逆流浸出，將銦浸出率提高到89.24%。國內(nèi)某廠精礦原料中w(In)較高，達到0.1%以上。該廠采取了傳統(tǒng)工藝處理鋅精礦提取鋅，其主要生產(chǎn)工藝包括：中性浸出→低酸浸出→高酸浸出和鐵礬法沉鐵，從中性浸出液里電解提取鋅，精礦中絕大部分銦入鐵釩渣中富集于浸出渣，少量的銦殘留于高酸浸出渣。然后將礬渣和高浸渣混合后，經(jīng)高溫焙燒、浸出、萃取、電解和鑄錠后制得金屬銦。該工藝技術(shù)成熟、操作簡單，高浸渣和鐵礬渣經(jīng)提銦后，其中的鋅進入萃銦余液，亦可以返回鋅系統(tǒng)回收，提高了鋅的總回收率[12，13]。

因此，根據(jù)銦的來源不同，其分離回收方法也不同。某企業(yè)根據(jù)含鋅、鐵、銦冶煉廢渣原料，提出了“兩段酸浸+中和除雜+鋅粉置換+火法熔煉+電解精煉”工藝綜合回收廢渣中的銦，銦的回收率達到85%以上，同時綜合回收廢渣中的鐵、鋅，實現(xiàn)了資源綜合利用的，也獲得了非常不錯的經(jīng)濟效益。

1 原料

某企業(yè)原料為煉鋅后的含銦、鋅、鐵廢料，原料結(jié)果見表1。

表1 含銦原料化學成分 %

2 生產(chǎn)工藝流程（見圖1）

圖1 鋅、鐵、銦廢料回收鋅、銦處理工藝流程

2.1 兩段浸出

2.1.1 中性浸出

中性浸出條件：硫酸初始質(zhì)量濃度140 g／L，液固體積質(zhì)量比6∶1，反應終點pH為5.0~5.4，加熱攪拌，溫度80℃，浸出時間4 h。中性浸出后，銦幾乎全部富集在浸出渣中，浸出渣中w(In)為0.21%，浸出渣的質(zhì)量約為浸出前質(zhì)量的1/3。

2.1.2 高酸浸出

中性浸出后的渣采用高溫、高酸浸出，液固比3∶1，開始酸為300 g/L，浸出溫度90~95℃，浸出時間3~4 h，酸性浸出渣渣率（固含）為32%~35%，浸出渣含w(Zn)為0.5%~0.85%、w(In)為0.015%~0.017%。浸出液中ρ(In)為50~60 g/L。

2.2 中和除雜

采用碳酸鈉對溶液進行中和，調(diào)節(jié)pH5.0，使鋅、鐵從溶液中分離。

2.3 鋅粉置換

用鋅粉從酸浸液中將銦置換沉淀，將中和除鋅、鐵后液調(diào)節(jié)pH為1～1.5，溫度≥20℃，將粒度80～120目鋅粉（含鋅99.9%，粒度80～120目）分批加入反應槽中，置換反應時間為72 h。置換完后得到海綿銦，將海綿銦取出，經(jīng)過清洗和浸泡,銦置換率≥95%。粗銦成分為：w(In)為95%～98%；w(Zn)為1%～2%；w(Sn)為0.02%～0.50%；w(Pb)為0～0.1%；w(T)為l.0%～0.5%；w(Cd)0～0.1%；其他元素微量。

2.4 堿熔

在320~350℃堿層覆蓋下的條件下，用不銹鋼制坩鍋將鋅粉置換得到的海綿銦進行高溫熔煉，以進一步富集銦，w(In)達到98%以上，同時除去Zn、Sn等雜質(zhì)。

2.5 電解精煉

在電流密度為40～70 A/m2，槽電壓為0.2～0.35 V，電解液溫度20～30℃條件下的條件下，同極中心距保持在60～70 mm，電解5～7 d。生產(chǎn)出合格精銦（含w(In)≥99.993%）。

3 結(jié)論

1）采用兩段浸出，銦的浸出率在92%以上，實現(xiàn)了大量鋅和銦的有效分離；中浸液通過凈化可得到鋅產(chǎn)品，銦則富集于中浸出渣中。高酸、高溫浸出銦的浸出率為90%～95%，。

2）銦的直收率達到85%，仍然不太理想，今后需要有效提高銦浸出率，進一步提高銦的綜合回收率。

3）建議采用新型多種萃取劑協(xié)同萃取分離方法或樹脂吸附法分離和富集銦，將可能是一個提高銦綜合回收率的方向。