提高高铟烟灰中铟浸出率的研究

发布时间：2020-10-17 14:04

　　铟作为当今时代最重要的高科技领域新材料之一,被广泛应用于国防军事、航空航天、核工业、信息化产业、电子行业以及医疗卫生等领域,具有重要的战略资源地位。在铅、锌、铝等金属冶炼过程中,大部分铟进入废渣而被废弃,或在废水中流失,造成重大的资源损失和环境污染。因此,研究分析锌、铅、铝等金属冶炼过程中铟的回收和利用,对于提高企业的经济效益,保护生态环境等具有非常重要的意义。以株洲冶炼有限公司锌冶炼过程中产生的铜烟灰为原料,通过研究分析,在回收铟的工艺过程中,主要是因为铜烟灰中铟的浸出率较低,影响铟的回收。经过对原料XRD分析和铟工艺矿物学分析可知,铟在铜烟灰中的主要存在形式为氧化铟(In_2O_3)和硫化铟(In_2S_3),分析计算了硫化铟及原料中金属氧化物的反应热力学,铟及铟的硫化物在不同温度下各种平衡反应的电位及pH值,从热力学角度分析浸出反应的可行性,并根据计算结果绘制了不同温度下In-H_2O系和In-S-H_2O系的电位-pH图,了解各组分的溶解稳定区和优势区域,为实验提供理论指导。根据株洲冶炼有限公司硫酸浸出铜烟灰中铟的工艺方法,以铟的浸出率为表征,研究分析影响铟浸出率的因素,通过单因素分析实验,得到硫酸浸出铜烟灰中铟工艺的最优化参数为:硫酸浓度300g/L、液固比(mL/g)为6:1、浸出反应温度90℃、浸出反应时间5小时、高锰酸钾添加量0.3%(0.06g),在最优化工艺参数条件下,铟的浸出率为65.73%。根据实验理论及热力学计算分析,在硫酸浸出铜烟灰中铟实验基础上探索浓硫酸熟化浸出工艺,提高铟的浸出率。通过实验发现,浓硫酸熟化浸出铜烟灰中铟实验的最优化工艺参数为:浓硫酸用量(30mL)、液固比(mL/g)为1.5:1、浓硫酸熟化时间2小时、浸出反应时间2小时、浸出反应温度90℃、高锰酸钾添加量0.3%(0.06g),浸出过程中向体系中补充适量水,保持浸出初始状态的液固比(mL/g)为6:1,初始酸浓度保持在300g/L时,铟的浸出效果最佳,铟的浸出率高达88%以上。对含铟浸出液进行分析检测可知,浓硫酸熟化浸出铜烟灰中铟实验中,会使铜烟灰中大量的杂质进入溶液,浸出液中杂质成分的变化不大,只是杂质浓度发生了变化。本文采用铁粉净化铟浸出液,验证浓硫酸熟化浸出铜烟灰中铟工艺是否对后续净化工艺带来负面影响,是否能够有效提高铟的最终回收率。由净化实验结果可知,采用提出的新工艺(浓硫酸熟化浸出工艺),In的净化保持率可达99.03%。本研究提出的的浓硫酸熟化浸出工艺,相比于常规硫酸浸出,可有效提高铟的浸出率,对浸出工艺具有积极作用,后续净化、萃取等工艺改变相关工艺参数均可进行,能够满足企业生产需求,达到提高铟回收率的目的。
【学位单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TF843.1
【部分图文】：

浸出反应,反萃

樟鞒獭⑴?蛩崾旎??龉ひ樟鞒碳敖?龇从ψ爸萌缤?2.1 图 2.2 和图2.3 所示。铜烟灰+KMnO4+H2SO4浸出浸出渣浸出液净化萃取置换反萃净化渣净化液负载有机相萃取液反萃液粗铟压团熔铸回收锌图 2.1 硫酸浸出工艺流程Fig2.1 Sulfuric acid leaching process

E-pH图