從鋅冶煉廢渣中綜合回收銦的生產工藝及實踐

閆明江

（甘肅有色冶金職業技術學院，甘肅 金昌737100）

稀有金屬—銦，由于其質地柔軟，延展性好，被廣泛的應用于電子、宇航、高新技術、能源等領域[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。目前國內外生產銦都是利用有色金屬冶煉過程中產生的副產品或廢料，如鉛、鋅浸出渣、冶煉煙塵或者電解廢液進行銦的回收[3-9]。從提取成本和環境保護角度考慮，只要含銦廢料中銦金屬含量（質量分數）超過0.002%就有提取的必要。另外，根據含銦原料來源，各個企業也采用了不同的辦法。例如，某鉛鋅冶煉企業是把粗鉛冶煉產生的熔渣，w(In)約0.5%~0.8%，作為精銦生產的原料。國內河南豫光金鉛公司在此基礎上，加以改進。利用鋅冶煉浸出渣，經過中浸→低浸→水解，得到產物銦綿。而湖南水口山有色集團王錦鴻[11]則根據企業原有工藝，利用三段逆流浸出，將銦浸出率提高到89.24%。國內某廠精礦原料中w(In)較高，達到0.1%以上。該廠采取了傳統工藝處理鋅精礦提取鋅，其主要生產工藝包括：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，經高溫焙燒、浸出、萃取、電解和鑄錠后制得金屬銦。該工藝技術成熟、操作簡單，高浸渣和鐵礬渣經提銦后，其中的鋅進入萃銦余液，亦可以返回鋅系統回收，提高了鋅的總回收率[12，13]。

因此，根據銦的來源不同，其分離回收方法也不同。某企業根據含鋅、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，實現了資源綜合利用的，也獲得了非常不錯的經濟效益。

1 原料

某企業原料為煉鋅后的含銦、鋅、鐵廢料，原料結果見表1。

表1 含銦原料化學成分 %

2 生產工藝流程（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：硫酸初始質量濃度140 g／L，液固體積質量比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%，浸出渣的質量約為浸出前質量的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，調節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、鐵后液調節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。

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。生產出合格精銦（含w(In)≥99.993%）。

3 結論

1）采用兩段浸出，銦的浸出率在92%以上，實現了大量鋅和銦的有效分離；中浸液通過凈化可得到鋅產品，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。