从铟锡合金废料中回收铟和锡的工业化生产

发布时间：2020-08-08 19:26

【摘要】：为了探讨铟锡合金中的铟、锡金属进行有效分离和回收的方法,本课题利用含铟合金废料进行回收,降低了原生铟锡矿石资源消耗,同时也为企业发展循环经济,促进企业可持续发展起到了重要作用。本文研究探讨了从铟锡合金废料中回收金属铟和锡的实验方法、工艺流程、生产控制、设备配置等。采取实验室实验、半工业化实验、工业化生产等步骤,通过多次实验进行数理分析,摸索探讨最佳工艺参数,最终确定了工艺流程简单、技术操作简便、经济指标先进的湿法处理工艺,并在优化工艺流程和设备配置的基础上进行了工业化生产。主要研究结论如下:在对比分析各种回收方法的前提下,采用颗粒化(水淬)、酸溶、净化、置换、碱煮和电解的简便操作工艺,从铟锡合金废料回收精铟和粗锡。1.颗粒化(水淬):熔融合金液采取高压水冲击水淬法细化颗粒。将铟锡合金废料加热熔融后,利用高压水枪的水流冲击制得细小的金属颗粒(合金铟花),水枪压力1kg~2kg,制得的颗粒大小1mm~8mm,形状不规则。2.酸溶:搅拌次数越多,酸溶反应越快。粒径分布为4mm以下为70%,7mm~8mm为6%以下时反应最佳,并且实际操作中也比较好控制。当液固比(盐酸体积与合金重量比值)在(4.5~5):1时,酸溶速度较快,对下道粗铟板置换锡的影响也较小。Sn与HCl反应只生成Sn2+。将未溶的难溶合金采取硝酸与盐酸比例为1:20的溶液溶解效果最佳,采用该比例溶解,溶液中的HNO3不过量,基本都与HCl反应生成了NOCl、Cl2。3.净化:加入粗铟量越大,净化反应越快;酸度对反应速度影响不大。净化过程:Sn2+:Sn4+为(1.3~1.8):1;粗铟消耗:粗锡产量为(0.97~1.26):1;剥锡初期,频次为30min~40min为宜,后期剥锡频次为1h。4.置换:Fe3+和Fe2+对置换速率会有影响。置换过程中,酸度控制在90g/L~110g/L左右时,产出铟速度快,锌锭消耗少。中间反应阶段,酸度消耗不大,加酸周期在每2h~3h加1次,后期酸度消耗较大,但此时铟含量较少,视反应时间和消耗而定,加快或延长加酸周期。锌锭消耗:粗铟产出为(1.46~1.65):1;反应初期,剥铟周期控制在20min左右为宜,然后延长时间为1h~2h。5.碱煮:碱煮温度越高,碱煮铟回收率越高,碱煮温度控制在350℃~450℃最佳,碱煮铟回收率能达到90%~96%;氢氧化钠加入量对碱煮回收率影响不大。利用氢氧化钠进行锡碱煮回收率不理想;利用锡还原炉进行锡熔解回收,回收率较理想,且还原炉碱煮温度越高,锡回收率越高,还原温度控制在600℃~700℃最佳,碱煮锡回收率能达到91%~97%。6.电解提纯、铸锭:利用豫光锌业公司铟电解提纯成熟工艺,将粗铟板进行电解提纯和铸锭。每批每次往槽中加入55~60片阳极板进行电解。控制槽电压0.2V~0.3V、电流密度30 A/m2~50A/m2、电解液温度20℃~30℃,除隔、铊后铸锭,得到符合YS/T257-2009中In99995牌号,铟含量≥99.995%的精铟。该课题实现从铟锡合金中回收金属铟和锡金属,粗铟、粗锡回收率达到95%以上。利用废旧合金提纯金属,相对于从含铟冶炼渣中提纯铟等金属,设备投入大大减少,生产工艺简便,化学品使用量少,环保效益显著。达到了资源的综合回收利用、清洁生产和环境友好材料开发的多重目的,是一种符合循环经济、生态经济理念的清洁生产技术。
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF843.1;TF814
【图文】：

还原熔炼,纯铜,青铜,熔点

图 1-1 铟提取的原则流程图Fig. 1-1 The principle flow chart of indium extraction领域、生产现状白色的金属，其熔点低、可塑性好、耐腐蚀、抗是青铜，它的熔点较纯铜低，铸造性能比纯铜好被人类发现，就很快得到了广泛应用，并在人类这便是“青铜器时代”。锡以用于制造马口铁（镀。还可以制作焊料、以及各种合金如青铜、黄物。还原熔炼是生产锡的主要方法之一，它以中要由炼前处理、还原熔炼、炉渣熔炼，以及则流程见图 1-2 所示。

铟锡合金,富渣,贫渣,烟化炉

图 1-2 锡提取的原则流程图Fig. 1-2 The principle flow chart of tin extraction采及利用在我国有悠久的历史，目前我国仍是世界产锡大占重要的地位。传统的熔炼为两段熔炼法。1）一次熔炼第较弱的还原条件及适当温度下还原精矿产出粗锡（含铁<1的富渣。即一次熔炼。2）二次熔炼第二段熔炼富渣，在高入石灰石等溶剂等溶剂还原产出铁锡合金和贫渣，得到的。这是二次熔炼。目前工厂中炉渣的熔炼已被烟化炉挥发铟锡合金的回收方法资源再生利用及回收，特别是资源回收含贵金属废料回收的重要途径。从废旧铟锡合金中回收金属铟和锡，已成为来源。目前我国对铟锡合金回收主要采用碱法分离法、真硫化沉锡法等方法等方法[8，9]。

工艺流程图,碱法,分离法,工艺流程图

4图 1-3 碱法分离法工艺流程图Fig. 1-3 The flow diagram of alkaline separation process.2 铟锡合金真空蒸馏法该铟锡合金真空蒸馏分离铟和锡的方法，是将铟锡合金物料加入到真空炉控制炉内的真空度、温度、以及蒸馏时间，使金属铟和锡分离[10,11]。该工艺处理有色金属冶炼过程中产生的铟锡合金、铟锡渣等。通过真空蒸馏工艺，

【参考文献】