一种高效除铁的铟提取方法技术

本发明专利技术公开了一种高效除铁的铟提取方法，通过采用草酸对铟提取过程中存在的三价铁离子进行还原，由于草酸对三价铁离子的还原较彻底且能保持被还原而成的二价铁离子在较长时间内不再重新被氧化，从而可有效避免铟离子在萃取过程中由于三价铁离子过量存在而导致的萃取液中毒现象，并且可有效减少铟锭产品中铁的含量，从而提高铟锭产品的质量。本发明专利技术的整个过程中都不会产生有毒气体，可有效保证操作的安全性及环保性，且由于草酸还原三价铁离子的反应速度快、反应彻底，因此整个过程耗时短、效果好，得到的铟锭产品含铁量极低且含铟量超过99％，有利于铟的进一步精炼，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铟提取方法，具体地讲是涉及一种除铁效率高的铟提取方法，属于湿法冶金领域。
技术介绍
铟属于稀散金属，资源稀少，伴生在锌、铅和锡等矿物中，一般富集在铅、锌、锡冶金的副产品中，其中铟含量为0.05～5％，其他还含有铁、锌、铅、锡、镉、铜等其他金属成分。目前普遍采用的铟提取工艺为浸出-溶液除杂-P204萃取-反萃-置换-熔铸，然而，在铟的浸出过程中，铁、锌、铅、锡等金属也一起进入溶液，反应方程式如下：In2O3+6H+＝2In3++3H2OFe2O3+6H+＝2Fe3++3H2OZnO+2H+＝Zn2++H2OPbO+2H+＝Pb2++H2OSnO+2H+＝Sn2++H2O2Sn2++O2+4H+＝2Sn4++2H2OCdO+2H+＝Cd2++H2OCuO+2H+＝Cu2++H2O萃取剂P204对铟、铅、锡、铁都能萃取，其中铅、锡可以用无机沉淀剂除去，锌的含量不高不影响产品的质量，只有铁无法除去，萃取剂P204萃取铟的时候会同时萃取铁，而铁的存在，一方面会造成萃取剂P204中毒，萃取铟的能力下降；另一方面反萃液中所含的铁在置换时会和铟一起被置换，铁的浓度越高，置换所得的海绵铟中的铁含量也越高，铁的熔点是1535℃，铟熔点为156.61℃，铟铸锭的温度一般在280～330℃，因此当海绵铟中铁的含量过高时，铟无法铸锭。研究表明，溶液中含铁在0.5g/L以上，就会造成萃取剂P204中毒，萃取能力下降，反萃液置换得到的海绵铟无法铸锭。通过对萃取剂P204性质的研究发现，其只对三价铁离子萃取而对二价铁离子基本不萃取，根据这个原理曾经有人采用在溶液中加铁粉或亚硫酸纳将三价铁还原成二价，具体反应式如下：Fe+2Fe3+＝3Fe2+SO32-+2Fe3++H2O＝3Fe2++2H+这两种方法虽然有一定的效果，能在一定程度上提高了P204萃取铟的能力，减少了铁对萃取剂P204的影响，但也存在很大的问题，主要为：1)铁粉置换操作麻烦，要在搅拌的条件下，反应两个小时以上，有的甚至要12小时，且其会产生剧毒的砷化氢气体使操作人员中毒；2)亚硫酸钠在还原过程中容易产生二氧化硫气体，操作环境恶劣，操作人员长时间在这样的环境下工作对咽喉、肺伤害很大；3)用这两种方法还原铁后的溶液进行萃取，时间长了还会造成萃取剂中毒。经试验发现二价铁离子很不稳定，很容易被空气中的氧气氧化。因为萃取是在搅拌条件下进行，所以二价铁很容易再次被氧化。从以上的分析可以看出，这两种方法不能从根本上解决铁对铟萃取工艺的影响，铟锭产品的质量有待进一步提升。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能高效除铁的铟提取方法，可高效去除铟提取工艺中的铁含量，所需时间短、效果好，过程中不产生有毒气体，且不会导致萃取剂中毒，从而使得铟锭产品质量得到显著的提高。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高效除铁的铟提取方法，包括以下步骤：(1)浸出：按(3～5)∶1的液固比，向含铟物料中加入浓度为200～300g/L的稀硫酸，在搅拌条件下加热3～5小时，得到浸出液；(2)过滤：向所述浸出液中加入絮凝剂，静置沉淀后进行过滤，得到滤液和滤渣；(3)除锡：将所述滤液的PH值调节到1.2～1.5，加热至95～100℃后加入双氧水进行氧化，反应完毕后加入絮凝剂，静置沉淀，得到上清液；(4)还原：测定所述上清液中铁的含量，按照草酸：铁＝(1～1.5)∶1的质量比向所述上清液中加入草酸溶液，在10～40℃下搅拌10～20分钟，得到待萃液，其中，所述草酸溶液的浓度为75-85g/L；草酸还原三价铁的反应机理如下：H2C2O4+2Fe3+＝2Fe2++2CO2+2H+(5)萃取：将所述待萃液中铟离子的浓度调整到1～3g/L，然后向所述待萃液中加入磷酸二异辛酯(P204)进行萃取，得到油相萃取液，再用6～12mol/L的盐酸反萃所述油相萃取液中的铟离子，得到含铟反萃液；(6)除杂：用氢氧化钠将所述含铟反萃液的PH值调整至1.5～1.8，加入工业双氧水进行除杂，得到除杂后液；(7)置换：向所述除杂后液中加入过量铝，对铟进行置换以得到海绵铟；(8)铸锭：将所述海绵铟取出，挤出水分，放入熔铸炉里，按碱：铟＝1∶(3～4)的质量比在所述海绵铟上铺碱，加热熔化后刮去碱渣，将铟水浇入模腔得到铟锭。为了加强铟的浸出效果，可在所述步骤(1)中的搅拌过程中，加入氧化剂。由于所述步骤(2)中所得的滤渣中含有较多铅，为了充分利用物料及减少物料冶炼过程中的环境污染，可将所述步骤(2)中所得的滤渣回收用于铅冶炼。选择性地，所述步骤(4)中的草酸溶液的配置方法为：在搅拌条件下，向50～60℃的水中按草酸：水＝1∶(12～13)的质量比加入草酸，继续搅拌20～30分钟至草酸完全溶解，得到草酸溶液。优选地，可以将所述步骤(4)中的上清液中铁离子的浓度调整为1～3g/L后，再加入草酸溶液进行还原。优选地，可以将所述步骤(5)中的所述待萃液加热到10～40℃后，再加入磷酸二异辛酯进行萃取。选择性地，在所述步骤(1)的搅拌过程中，加入的所述氧化剂可以为工业双氧水或高锰酸钾。进一步优选地，可将所述步骤(5)中的所述待萃液加热到30℃后，再加入磷酸二异辛酯进行萃取。本专利技术通过采用草酸将三价铁还原成二价铁，从而使得在萃取过程中铁基本上不会随着铟一起被萃取，实现了铁和铟的有效分离，有效地解决了在铟提取工艺中由于铁过量而导致催化剂中毒和产品质量不高的问题。由于草酸的还原性较强，一般10分钟就可以将三价铁还原完全，且三价铁被还原成二价铁后24小时不会再被氧化，因此本专利技术具有除铁所需时间短以及除铁效果持久的特点，且利用本专利技术获得的海绵铟中铁含量小于0.1％，对于铸锭没有影响，因而所得铟锭产品中铟的含量可达99％以上，大幅高于现有技术所得铟锭97.5％的含铟量，进而使得在铟的电解精炼时可以减少一次电解，可有效提高铟的精炼效率并节约能源；在还原过程中，由于草酸和三价铁反应产生的气体为无毒的二氧化碳，因此不会产生有毒气体，可有效保证整个工艺过程中的安全性，且不会造成大气环境污染。综上所述，本专利技术的铟提取方法具有高效持久、安全环保的特点，且能有效防止萃取剂中毒并显著提高所得铟锭产品的质量，具有广阔的应用前景。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效除铁的铟提取方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)浸出：按(3～5)∶1的液固比，向含铟物料中加入浓度为200～300g/L的稀硫酸，在搅拌条件下加热3～5小时，得到浸出液；(2)过滤：向所述浸出液中加入絮凝剂，静置沉淀后进行过滤，得到滤液和滤渣；(3)除锡：将所述滤液的PH值调节到1.2～1.5，加热至95～100℃后加入双氧水进行氧化，反应完毕后加入絮凝剂，静置沉淀，得到上清液；(4)还原：测定所述上清液中铁的含量，按照草酸：铁＝(1～1.5)∶1的质量比向所述上清液中加入草酸溶液，在10～40℃下搅拌10～20分钟，得到待萃液，其中，所述草酸溶液的浓度为75‑85g/L；(5)萃取：将所述待萃液中铟离子的浓度调整到1～3g/L，然后向所述待萃液中加入磷酸二异辛酯进行萃取，得到油相萃取液，再用6～12mol/L的盐酸反萃所述油相萃取液中的铟离子，得到含铟反萃液；(6)除杂：用氢氧化钠将所述含铟反萃液的PH值调整至1.5～1.8，加入工业双氧水进行除杂，得到除杂后液；(7)置换：向所述除杂后液中加入过量铝，对铟进行置换以得到海绵铟；(8)铸锭：将所述海绵铟取出，挤出水分，放入熔铸炉里，按碱：铟＝1∶(3～4)的质量比在所述海绵铟上铺碱，加热熔化后刮去碱渣，将铟水浇入模腔得到铟锭。...

【技术特征摘要】
1.一种高效除铁的铟提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)浸出：按(3～5)∶1的液固比，向含铟物料中加入浓度为200～300g/L
的稀硫酸，在搅拌条件下加热3～5小时，得到浸出液；
(2)过滤：向所述浸出液中加入絮凝剂，静置沉淀后进行过滤，得到滤
液和滤渣；
(3)除锡：将所述滤液的PH值调节到1.2～1.5，加热至95～100℃后加
入双氧水进行氧化，反应完毕后加入絮凝剂，静置沉淀，得到上清液；
(4)还原：测定所述上清液中铁的含量，按照草酸：铁＝(1～1.5)∶1
的质量比向所述上清液中加入草酸溶液，在10～40℃下搅拌10～20分钟，
得到待萃液，其中，所述草酸溶液的浓度为75-85g/L；
(5)萃取：将所述待萃液中铟离子的浓度调整到1～3g/L，然后向所述
待萃液中加入磷酸二异辛酯进行萃取，得到油相萃取液，再用6～12mol/L
的盐酸反萃所述油相萃取液中的铟离子，得到含铟反萃液；
(6)除杂：用氢氧化钠将所述含铟反萃液的PH值调整至1.5～1.8，加入
工业双氧水进行除杂，得到除杂后液；
(7)置换：向所述除杂后液中加入过量铝，对铟进行置换以得到海绵铟；
(8)铸锭：将所述海绵铟取出，挤出水分，放入熔铸炉里...

【专利技术属性】
技术研发人员：张发，杨武斌，
申请(专利权)人：汉能新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11