铟冶金过称的综合回收
2013年08月20日 9:5 5450次浏览 来源: smm 分类: 有色科普
铟本身就是资源综合利用的产物,然而作为提铟的原料,当其从主金属的生产流程中产出时,往往还伴生其他一些有价元素,诸如Zn、Cd、Ge、Ga、Cu、Sn、Bi、Pb、Ag等。在铟的提取中,掌握这些伴生元素的走向,采取相应的措施予以最大限度的回收,尽量不让其流失,对于降低提铟成本,增加收益,做好环境保护,是一项十分有意义的工作。
1、还原挥发窑窑渣回收镓
镓也是一种稀散金属元素,与In 同属元素周期表 ()A 族元素,主要应用于半导体、低熔点合金、冷焊剂、催化剂等方面,镓的提取主要是从铝土矿、铅锌矿、煤和铁矿等资源中综合回收,而这些资源往往是综合提取In、Ge 的原料,因此在处理这些资源时,应全面考虑分别回收。
镓有较强的亲铁性,其在选矿和冶炼过程中,表现为总是与铁的走向相一致。因此,在回转窑还原挥发时,除部分挥发外,相当部分镓和铁一起进入窑渣,经磁选后富集于铁精矿,可通过冶金予以回收。
日本的日曹熔炼公司采用选冶联合工艺流程从窑渣中回收镓。利用镓的亲铁性,经电炉还原熔炼,使镓几乎全部进入铁水,然后以含镓铁合金为阳极进行电解,阳极铁不断以2价Fe形式在阳极放电溶解进入电解液中,镓则以 Ga(OH)??3固相形态富集于阳极泥中,从而实现铁、镓分离。高铁渣含铁为75%—95%,含镓为0.05%-0.10% 。在1400-1500 ℃ 温度下经过还原熔炼并铸成铁阳极,在铁浓度40g/L 、NH4CI 浓度为 150 g / L 、PH二 5 的电解液中,于50-60 ℃ 、100-300A/m3 电流密度条件下电解分离铁。 结果表明,高铁渣的镓回收率达到99%,镓在阳极泥中富集3-5倍,品位达到2000 g / t 。含镓阳极泥经NaCI 十 Na2SO4溶液浸取,除杂后用TBP 萃取镓,反萃,净化后电积得到金属镓。
2、挥发尘浸出渣的综合回收
2.1、浸出渣回收铅和银
回转窑还原挥发法所得之氧化锌[ 有色商机:氧化锌的作用 ]烟尘,经浸出提取 Zn、In等之后,残余之浸出渣富集了铅和银,含铅品位达20%-55%,呈Pb SO4状态存在。对其回收,有传统的火法炼铅和湿法处理等多种方式。
常规火法炼铅工艺回收铅、银。通常将 PbSO4浸出渣送火法炼铅工序,与PbS 精矿一起混合配料,经烧结—鼓风炉还原熔炼产出粗铅,再经电解产出电铅和银阳极泥。
如果PbSO4 浸出渣数量不大,需单独处理,则可采用配入铁屑如苏打(或只加苏打)的还原熔炼法,用反射炉或电炉作业。
为了改善熔炼PbSO4 渣时硫的污染问题,有的工厂进行熔炼前的湿法须处理。主要有石灰转化法:将PbSO4 渣泥用石灰制浆,使PbSO4 转化为PbO 和CaSO4。二是碳铵转化法:将PbSO4 渣泥在NH4HCO3 溶液中常温反应脱硫,并转化为Pb CO3。
湿法炼铅工艺回收铅。为了更好解决硫的污染,近几年在PbSO4 的湿法冶炼上已有了一些突破性进展, 并实现了工业化。其中较成熟的有固相电解法和转化—浸出—电积法。
固相电解还原法:固相电解还原法的实质为将渣料装在有隔膜套的阴极板内,PbSO4 在阴极板上直接被还原成金属Pb。使用Na OH电介质,控制电流密度650A/m2,电解液温度60 ℃。所得指标为电流效率87.5%,直流电耗550kwh/t,碱耗130kg /t,铅回收率95%。还原所得海绵铅在片碱保护下于400 ℃熔化铸成铅锭。该方法流程简单,铅的回收比传统火法要高,基本无有毒气体排除,环境条件较好。但电耗和碱耗较大,处理能力低,阴极结构不够合理,有待进一步改进。
近年还出现了在酸性介质中进行固相电解还原的技术,在回收铅的同时,还可回收硫酸,生产成本更低。
转化—浸出—电积法回收铅:通过碳酸盐(Na2CO3、 NH4HCO3)等溶液转化,可使PbSO4 转化为Pb CO3,继而用H2SiF6溶解。所得之H2SiF6 溶液可以通过电积法产生出电铅,并再生 H2SiF6返回酸浸。
电积时以纯铅为阴极,PbO2-Ti板为阳极。电解液含铅100g /L ,游离硅氟酸 90g/L 。为了消除PbO2 在阳极上形成,电解液中加入 1.3 g/L磷 ,并加入一定数量的添加剂,控制阴极铅的析出质量。电流密度为170A/m2,得电积铅品位Pb 二 99.99%。电解沉积的电流效率为99%,每吨铅的能耗为800kwh。
浸出渣制取铅化工盐。三盐基硫酸铅- PbO4.3 PbO是一种铅化工盐,多用作聚氯乙烯透明塑料制品的稳定剂,有着广泛的用途。三盐基硫酸铅可由 PbSO4渣直接制取生产。
PbSO4渣泥在常温下搅拌,用碳酸铵转化,液固比2:1 ,转化时间1.5 h ,(NH4)2CO3 用量为PbSO4 转型理论的2倍,转化率大于95%,铅的直收率99.95%。转化后的矿浆经过滤得滤液和碳酸铅渣。滤液产出硫铵化肥,碳酸铅渣用硝酸浸出,硝酸用量为理论量的1.73倍,液固比2:1,反应时间60min ,终点PH二5,铅浸出率达80%。浸出矿浆经过滤得含 Pb(NO3)2的溶液,加入硫酸使溶液中的Pb(NO3)2 转型为PbSO4 沉淀。沉铅在常温下进行, 反应时间为 30 min,硫酸用量为理论量,铅回收率 98%。硫酸沉淀物与 NaOH反应合成得三盐基硫酸铅。
在合成在室温下进行,液固比6:1,反应时间为2h,最后经干燥即得成品。每吨产品耗碱0.24 t。此工艺经适当变化,还可根据需要制取硫酸铅、碳酸铅、黄丹、红丹等铅化工产品。
责任编辑:小贝
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