第一節(jié) 銦礦的定義
銦礦物多伴生在有色金屬硫化礦物中,特別是硫化鋅礦,其次是方鉛礦、氧化鉛礦、錫礦、硫化銅礦和硫化銻礦等。雖然在一些有色金屬精礦中銦得到初步富集,但由于銦品位低,一般不可直接作為提銦原料。而上述有色金屬精礦經(jīng)過冶煉或高爐煉鐵后得到的粗鋅、粗鉛、爐渣、浸出渣、溶液、煙塵、合金、陽極泥等是提銦的主要原料。
第二節(jié) 銦礦的主要工藝
銦的提取工藝以萃取-電解法為主,這也是現(xiàn)今世界上銦生產(chǎn)的主流工藝技術。其原則工藝流程是:含銦原料→富集→化學溶解→凈化→萃取→反萃取→鋅(鋁)置換→海綿銦→電解精煉→精銦。
一、從礦渣中回收金屬銦
從銻、鋅礦渣中回收金屬銦一般采用酸化浸出-萃取法。在其他礦渣中如鐵礬渣、銅渣等也含有稀散金屬銦。冰銅冶煉轉爐吹煉得到的銅渣中銦含量達0.6%~0.95%,具有較大的回收價值。從鐵礬渣中富集、回收銦可采用還原揮發(fā)處理和萃取提銦新工藝,將鐵礬渣在高溫下用炭還原,并加入某助劑使銦從渣中揮發(fā)出來,形成富銦物料,再進行浸出-萃取-電積,可得到純度為99.99%的高純銦,銦回收率大于80%,同時解決了鐵礬渣的污染問題。
二、從煉鋅副產(chǎn)品中回收銦
以煉鋅中產(chǎn)生的凈液殘渣作為原料,先分離和浸出,脫銅、脫鋁,除去原料中與鎵銦性質(zhì)相似的重金屬,然后在富集鎵銦的溶液中加入鹽酸,混合攪拌,調(diào)整酸度之后,再用醚萃取銦,使它和鎵及其它金屬分離。最后用水反萃出銦,再經(jīng)置換,熔融和電解。 在每次電解中需調(diào)整電流密度和電解液的酸度,以除去微量的鎘、錫和鋁等,生產(chǎn)出4 N 以上的金屬銦。此外,銦的選擇性分離法是把鉛、鋅冶煉過程中產(chǎn)生的含有微量的銦煙塵、陽極泥等各種殘渣以及電解排出液作為原料,采用含萃取劑膦酸二(2-乙基己基)酯的有機溶劑,于pH小于1.0的條件下,對含銦及其它金屬的硫酸溶液萃取,然后用鹽酸在30-700C 進行反萃,從而選擇性分離銦。其萃取銦的效率可高達98%以上。
三、硬鋅真空蒸餾提鋅和富集鍺銦銀
“硬鋅真空蒸餾提鋅和富集鍺銦銀”項目屬于材料學科,冶金技術領域科研項目。硬鋅是粗鋅火法精餾過程中產(chǎn)出的一種中間產(chǎn)物,是由粗鋅中的高沸點物質(zhì)組成,其主要是以鋅鉛鐵砷為主體并含有鍺銦銀等元素的多元合金。硬鋅的產(chǎn)出率約占粗鋅處理量的4%。
四、從煙灰中回收金屬銦
冶煉煙灰中主要含有鋅、鉛、銅和鐵等金屬,同時含有少量銦。銦在冶煉煙灰中主要以In2O3,In2S3和In2(SO4)3等物相存在。從冶煉煙灰中回收銦主要采用酸浸—溶劑萃取法。
五、從廢水中回收金屬銦
(一)萃取法
在銦的富集與回收中,萃取是重要的方法,萃取劑包括二(2一乙基己基)膦酸(HDEHP、P204),P5708、P507D、P350、PV?HQPF、Cyanex923、TR-PO、TBP和石油亞砜等。
(二)液膜法
液膜分離法是一種高效、快速、節(jié)能的高新分離技術。以P291為流動載體,L113A為表面活性劑,液體石臘為膜增強劑,煤油為膜溶劑,硫酸和硫酸肼水溶液為內(nèi)相試劑,用該乳狀液膜體系對銦進行分離富集。
(三)離子交換法
萃淋樹脂具有萃取劑流量少,柱負載量高,傳質(zhì)性能好等優(yōu)點,廣泛應用于分離工程。
六、從合金中回收金屬銦
以鉛、錫等為主體的多元合金及金屬化合物,含有銦、鍺等有價金屬,可采用堿熔、酸浸的方法回收銦、鍺等有價金屬。如電爐底鉛是以鉛、錫等為主體的多元合金及金屬化合物,往電爐底鉛中加入NaOH,進行堿熔和堿煮,將細浸出渣酸浸,兩段酸浸的銦總浸出率達99%,銦直收率達84.3%。
第三節(jié) 銦礦的發(fā)展現(xiàn)狀
已知銦礦物有硫銦銅礦(CuInS2)、硫銦鐵礦(FeInS4)和水銦礦等。銦主要呈類質(zhì)同象存在于鐵閃鋅礦、赤鐵礦、方鉛礦以及其他多金屬硫化物礦石中。此外,錫石、黑鎢礦、普通角閃石中也含銦。工業(yè)上,銦的主要來源為閃鋅礦(含銦0.0001~0.1%),在鉛鋅礦冶煉過程中作為副產(chǎn)品回收,錫冶煉也回收銦。
銦屬于稀散金屬,是稀缺資源。全球預估銦儲量僅5萬噸,其中可開采的占50%。由于未發(fā)現(xiàn)獨立銦礦,工業(yè)通過提純廢鋅、廢錫的方法生產(chǎn)金屬銦,回收率約為50-60%,這樣,真正能得到的銦只有1.5-1.6萬噸。
銦產(chǎn)業(yè)被稱為“信息時代的朝陽產(chǎn)業(yè)”。銦金屬廣泛應用于電子工業(yè)、航空航天、合金制造、太陽能電池新材料等高科技領域,在電子、電信、光電、國防、通訊等領域具有戰(zhàn)略地位。隨著這些領域的發(fā)展,特別是平板顯示 行業(yè) 的高速增長,銦產(chǎn)業(yè)具有廣闊的前景,在國民經(jīng)濟中的地位越來越重要。
全球銦的供應主要包括:原生銦和再生銦。原生銦的生產(chǎn)主要來自中國、韓國、加拿大和日本,再生銦主要在日本、韓國和中國臺灣等地。
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