本發(fā)明屬于有色金屬回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬銦的回收方法。
背景技術(shù)：
銦具有熔點低，沸點高，傳導性好，延展性好，可塑性強的特點；銦的氧化物能形成透明的導電膜等特性，近年在銦錫氧化物(ITO)、半導體、低熔點合金等方面得到廣泛應用。特別是由于銦錫氧化物(ITO)具有可見光透過率95％以上、紫外線吸收率≥70％、對微波衰減率≥85％、導電和加工性能良好、膜層既耐磨又耐化學腐蝕等優(yōu)點，作為透明導電膜已獲得廣泛應用。隨著IT產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，用于筆記本電腦、電視和手機等各種新型液晶顯示器(LCD)以及接觸式屏幕、建筑用玻璃等方面，作為透明電極涂層的ITO靶材用量的急劇增長，使得國際市場對銦的需求急劇增長。
金屬銦礦產(chǎn)在自然界中含量較少，實際應用中絕大部分銦來自于銦的回收再利用，現(xiàn)今技術(shù)中，銦回收的主要來源為銦靶材廢棄物，常采用多次酸洗浸出除雜后再電解的方式實現(xiàn)從銦錫氧化物廢鈀中回收金屬銦。但是回收得到的銦的純度較低。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種金屬銦的回收方法，本發(fā)明提供的方法，能夠提高所回收銦的純度。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種金屬銦的回收方法，包括以下步驟：
(1)煅燒球形混料，得到熱渣；所述球形混料包括第一組分和第二組分，所述第一組分為鋅灰和鋅渣中的一種或兩種，所述第二組分為高爐灰；所述第一組分和第二組分的質(zhì)量比為(0.5～2)：1；
(2)采用酸性溶液對所述步驟(1)得到的熱渣進行酸性浸出，固液分離后得到酸性浸出液；
(3)將所述步驟(2)得到的酸性浸出液進行萃取，得到有機相；
(4)將所述步驟(3)得到的有機相酸洗后反萃取，得到反萃液；
(5)將所述步驟(4)得到的反萃液通過鋅單質(zhì)進行置換反應，得到海綿銦；
(6)熔煉所述步驟(5)得到的海綿銦，得到高純度銦。
優(yōu)選的，所述球形混料的的直徑為8～12mm，球形混料的濕球抗壓強度為1000～1500N/個，球形混料的干球抗壓強度為20000～25000N/個。
優(yōu)選的，所述步驟(1)中煅燒的溫度為1100～1300℃，所述煅燒的時間為0.5～5h。
優(yōu)選的，所述步驟(1)的煅燒后還得到煙氣，還包括：將完成35～40米的行程后的煙氣依次進行冷卻、沉降和除塵，得到次氧化鋅；將所述次氧化鋅焙燒，得到高純氧化鋅。
優(yōu)選的，所述步驟(2)中酸性溶液的初始濃度為150～200g/L，所述酸性浸出在酸性溶液的濃度降至75～80g/L時終止；
所述酸性溶液的體積和所述熱渣的質(zhì)量比為(3～4)L：1g；
所述酸性浸出的溫度為80～90℃。
優(yōu)選的，所述步驟(3)中萃取的酸性浸出液與萃取劑的質(zhì)量比為(2～5)：1；
所述萃取劑為磷酸酯萃取劑和稀釋劑的混合物，所述萃取的時間為1～5h。
優(yōu)選的，所述步驟(4)中酸洗用酸性溶液為硫酸，所述酸性溶液的濃度為150～170g/L；
所述酸洗的溫度為20～30℃。
優(yōu)選的，所述步驟(4)中反萃用溶液為鹽酸，所述反萃用溶液的濃度為4～6mol/L；
所述反萃的溫度為20～30℃。
優(yōu)選的，所述步驟(5)中鋅單質(zhì)的用量以所述反萃液中銦的質(zhì)量為基準計，所述鋅單質(zhì)與所述銦的質(zhì)量比為(3～5)：1；
所述鋅單質(zhì)的純度不低于98％。
優(yōu)選的，所述步驟(6)中的熔煉包括：
(a)、將所述海綿銦加壓處理后進行加熱，得到粗銦；所述加熱溫度為400～450℃；
(b)、將所述步驟(a)得到的粗銦進行電解精煉。
本發(fā)明提供了一種金屬銦的回收方法，首先對球形混料進行煅燒，得到熱渣，其中球形混料包括質(zhì)量比為(0.5～2)：1的第一組分和第二組分，第一組分為鋅灰和鋅渣中的一種或兩種，第二組分為高爐灰；隨后采用酸性溶液對所述熱渣進行酸性浸出，固液分離后得到酸性浸出液，將得到的酸性浸出液進行萃取，得到有機相，對有機相酸洗后反萃取，得到反萃液；再對反萃液進行置換反應，得到海綿銦后熔煉，即得到金屬銦。
本發(fā)明對球形混料進行煅燒后，采用酸性溶液實現(xiàn)對煅燒熱渣的酸性浸出，再結(jié)合萃取過程，實現(xiàn)銦的初步分離，隨后采用酸洗以及反萃取，進一步實現(xiàn)銦的高富集，進而后續(xù)置換過程可實現(xiàn)銦的充分回收；采用熔煉的方式實現(xiàn)再次除雜提純，從而提高了銦產(chǎn)品的純度。再者，本發(fā)明采用酸洗和反萃兩步法，無需多次酸洗，即可實現(xiàn)銦的富集，方法簡單有效降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明實施例的結(jié)果表明，按照本發(fā)明制備方法得到的銦純度高達99.9wt％。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種金屬銦的回收方法，首先對球形混料進行煅燒，得到熱渣，其中球形混料包括質(zhì)量比為(0.5～2)：1的第一組分和第二組分，第一組分為鋅灰和鋅渣中的一種或兩種，第二組分為高爐灰；隨后采用酸性溶液對所述熱渣進行酸性浸出，固液分離后得到酸性浸出液，將得到的酸性浸出液進行萃取，得到有機相，對有機相酸洗后反萃取，得到反萃液；再對反萃液進行置換反應，得到海綿銦后熔煉，即得到金屬銦。
本發(fā)明對球形混料進行煅燒后，采用酸性溶液實現(xiàn)對煅燒熱渣的酸性浸出，再結(jié)合萃取過程，實現(xiàn)銦的初步分離，隨后采用酸洗以及反萃取，進一步實現(xiàn)銦的高富集，進而后續(xù)置換過程可實現(xiàn)銦的充分回收；采用熔煉的方式實現(xiàn)再次除雜提純。再者，本發(fā)明采用酸洗和反萃兩步法，無需多次酸洗，即可實現(xiàn)銦的富集，方法簡單有效降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明實施例的結(jié)果表明，按照本發(fā)明回收方法得到的銦的純度高達99.9wt％。
本發(fā)明煅燒球形混料，得到熱渣。在本發(fā)明中，所述球形混料包括第一組分和第二組分，所述第一組分為鋅灰和鋅渣中的一種或兩種。當所述第一組分為鋅灰和鋅渣時，本發(fā)明對所述鋅灰和鋅渣的用量沒有特殊限制，采用任意比例即可。在本發(fā)明中，所述第一組分和第二組分的質(zhì)量比為(0.5～2)：1，優(yōu)選為(1.0～1.8)：1，進一步優(yōu)選為1.5:1。在本發(fā)明中，所述混料的含鋅量優(yōu)選不低于35wt％，進一步優(yōu)選為40～85wt％，更優(yōu)選為50～60wt％。在本發(fā)明中，所述混料的含水率優(yōu)選為20～25wt％，進一步優(yōu)選為22～23wt％。本發(fā)明以含鋅量高、粉塵少不易加水造球的鋅灰和/或鋅渣與含鋅量低但粉塵較多高爐灰混合，有助于混料的成球；并且高爐灰中含有大量碳元素，避免鋅灰或鋅渣直接煅燒仍需添加煤粉助燃的弊端，降低成本。在本發(fā)明中，所述球形混料的原料優(yōu)選為煉鐵高爐瓦斯泥或煉鐵高爐瓦斯灰。本發(fā)明以所述鋅灰和/或鋅渣與高爐灰為原料實現(xiàn)了對廢料的回收利用。
在本發(fā)明中，所述鋅灰在組成上優(yōu)選包括氧化鋅、鋅單質(zhì)和氯化物；所述鋅灰的含鋅量優(yōu)選為80～90wt％。在本發(fā)明中，所述鋅渣在組成上優(yōu)選包括鋅鐵合金結(jié)晶；所述鋅渣的含鋅量優(yōu)選不低于90wt％，進一步優(yōu)選為92～95wt％。在本發(fā)明中，所述高爐灰優(yōu)選包括銦、鋅、鐵和碳元素；所述高爐灰的含鋅量優(yōu)選為不高于10wt％，進一步優(yōu)選為1～6wt％；所述高爐灰的含碳量優(yōu)選為20～70wt％，進一步優(yōu)選為50～60wt％。本發(fā)明對所述高爐灰、鋅灰和鋅渣的來源沒有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的即可。
在本發(fā)明中，所述煅燒的溫度優(yōu)選為1100～1300℃，進一步優(yōu)選為1150～1250℃，更優(yōu)選為1200℃；所述煅燒的時間優(yōu)選為0.5～5h，進一步優(yōu)選為1～4h，更優(yōu)選為1.5～3.5h。本發(fā)明在所述煅燒條件下，實現(xiàn)混料中鋅向氣態(tài)形式的轉(zhuǎn)變，同時在煅燒過程中高爐灰中的碳部分轉(zhuǎn)變?yōu)镃O，混料中鋅的化合物則經(jīng)過CO還原成單質(zhì)鋅，再形成鋅蒸汽；最終高溫鋅蒸汽與空氣中的O2發(fā)生反應生產(chǎn)氧化鋅。本發(fā)明對所述煅燒的方式?jīng)]有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的煅燒即可；在本發(fā)明的實施例中，所述煅燒具體在回轉(zhuǎn)爐內(nèi)進行；在本發(fā)明中，所述回轉(zhuǎn)爐的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為1～3r/min，實現(xiàn)所述煅燒過程中的原料的前移。
在本發(fā)明中，所述球形混料的直徑優(yōu)選為8～12mm，進一步優(yōu)選為9～11.5mm，更優(yōu)選為10mm；所述球形混料的濕球抗壓強度優(yōu)選為1000～1500N/個，進一步優(yōu)選為1200～1417N/個；所述球形混料的干球抗壓強度優(yōu)選為20000～25000N/個，進一步優(yōu)選為22000～24199N/個；所述球形混料的爆裂溫度優(yōu)選為200～250℃，進一步優(yōu)選為210℃。在本發(fā)明中，所述球形混料有助于提高煅燒效率和烘干效率，同時有助于提高后續(xù)氧化鋅品位的提高。
在本發(fā)明中，所述球形混料優(yōu)選將所述鋅灰和/或鋅渣與高爐灰經(jīng)造球處理得到。在本發(fā)明中，所述造球處理優(yōu)選加入水，所述水的用量以得到上述技術(shù)方案所述的球形混料的含水率即可。在本發(fā)明中，所述造球的時間優(yōu)選為18～23min，進一步優(yōu)選為20～22min；所述造球的速率優(yōu)選為0.06～0.94mm/min，進一步優(yōu)選為0.3～0.8mm/min，更優(yōu)選為0.5～0.6mm/min。在本發(fā)明中，所述造球處理的成球率優(yōu)選為5～94.8％，進一步優(yōu)選為10～80％，更優(yōu)選為30～60％。本發(fā)明對所述造球處理的具體實施方式?jīng)]有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的混料成球方式即可；在本發(fā)明的實施例中，所述造球處理通過混球上料機完成。
本發(fā)明采用酸性溶液對所述煅燒得到的熱渣進行酸性浸出，固液分離后得到酸性浸出液。在本發(fā)明中，所述酸性溶液優(yōu)選為硫酸溶液、鹽酸溶液或硝酸溶液；本發(fā)明對所述酸性溶液的來源沒有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的酸性溶液即可。
在本發(fā)明中，所述酸性溶液的濃度優(yōu)選為150～200g/L，進一步優(yōu)選為160～190g/L，更優(yōu)選為170g/L。所述酸性溶液的用量以所述混料的總質(zhì)量為基準計，所述酸性溶液的體積和所述熱渣的質(zhì)量比優(yōu)選為(3～4)L：1g，進一步優(yōu)選為(3.2～3.8)L：1g，更優(yōu)選為3.5L：1g。在本發(fā)明中，用于所述酸性浸出的酸性溶液的初始濃度以所述酸性溶液的濃度計；所述酸性浸出在酸性溶液的濃度降至75～85g/L時終止，進一步優(yōu)選為80g/L。在本發(fā)明中，所述酸性浸出的溫度優(yōu)選為80～90℃，進一步優(yōu)選為85～88℃。本發(fā)明對所述酸性浸出時間沒有特殊要求，以能達到終止酸性溶液的濃度即可；在本發(fā)明的實施例中，所述酸性浸出的時間具體為8～12h，進一步具體為8.5h、9h、9.5h、10h、10.5h、11h或11.5h。
本發(fā)明在所述酸性浸出過程中，所述混合物料中的銦、銅、鋅和鐵均以離子的形式存在于酸性浸出液中。所述酸性浸出過程中，酸性浸出過程發(fā)生的反應如下所示：
ZnO+H2SO4＝ZnSO4+H2O
CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O
FEO+H2SO4＝FeSO4+H2O
Fe2O3+3H2SO4＝Fe2(SO4)3+3H2O
In2O3+3H2SO4＝In2(SO4)3+3H2O
本發(fā)明對所述酸性浸出的具體實施過程沒有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的原料浸出過程即可；在本發(fā)明的實施例中，所述酸性浸出具體在酸性浸出池內(nèi)進行。
所述酸性浸出后，本發(fā)明對所述酸性浸出后的漿液進行固液分離，得到酸性浸出液，所述酸性浸出液中含有鋅離子、銅離子、鐵離子和銦離子。本發(fā)明對所述固液分離的方式?jīng)]有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的固液分離方式即可。在本發(fā)明中，所述固液分離優(yōu)選為壓濾分離；在本發(fā)明的實施例中，具體采用暗流式壓濾機進行所述固液分離。
在本發(fā)明中，所述煅燒后優(yōu)選還得到煙氣。本發(fā)明優(yōu)選將完成35～40米行程后的煙氣依次進行冷卻、沉降和除塵得到次氧化鋅后焙燒，得到高純氧化鋅。在本發(fā)明中，上述技術(shù)方案所述的煅燒優(yōu)選在回轉(zhuǎn)爐中進行，得到的煙氣在進行后續(xù)冷卻處理前的行程優(yōu)選為35～40米；在本發(fā)明中，所述煙氣的行程在回轉(zhuǎn)爐內(nèi)完成。本發(fā)明以含鋅量高、粉塵少不易加水造球的鋅灰和/或鋅渣與含鋅量低但粉塵較多高爐灰混合，充分利用高爐灰中含有的大量碳元素，避免鋅灰或鋅渣直接煅燒仍需添加煤粉助燃的弊端，不用添加煤粉影響氧化鋅純度；并且煙氣在冷卻處理前的35～40米的行程有助于延長煙氣在爐體內(nèi)的停留時間，促進比重大的含較多雜質(zhì)的氧化鋅會沉淀在爐中，提升雜質(zhì)沉淀效率；比重輕純度高的氧化鋅會進入后續(xù)的冷卻、沉降和焙燒過程，提升氧化鋅純度。
本發(fā)明優(yōu)選采用水冷的方式實現(xiàn)對所述煙氣的冷卻，所述水冷用水的溫度優(yōu)選為300～400℃，進一步優(yōu)選為350℃；本發(fā)明對所述冷卻的時間沒有特殊限制，以能得到冷卻溫度的煙氣為準；所述煙氣冷卻后的溫度優(yōu)選為80～150℃，進一步優(yōu)選為100℃。本發(fā)明對所述冷卻的具體操作方法沒有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的冷卻操作方法即可；在本發(fā)明的實施例中，所述冷卻具體采用將冷卻用水流經(jīng)煙氣所進入的通道外側(cè)的方式實現(xiàn)。
本發(fā)明優(yōu)選對所述冷卻后的煙氣進行沉降，除去含有較多雜質(zhì)的低純度氧化鋅，含有較多雜質(zhì)的氧化鋅由于雜質(zhì)的存在會提高比重，在所述沉降過程中，比重較大的氧化鋅作為沉淀從煙氣中去除。本發(fā)明優(yōu)選將所述沉降得到的沉淀與混料混合，實現(xiàn)重復利用。本發(fā)明優(yōu)選在沉降室在溫差和壓差的作用下完成對所述煙氣的沉降；本發(fā)明對所述沉降室的來源沒有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的氣體沉降室即可。
完成所述沉降后，本發(fā)明優(yōu)選對所述沉降后的煙氣進行除塵得到次氧化鋅。在本發(fā)明中，所述次氧化鋅指純度較低的氧化鋅；所述次氧化鋅的含鋅量優(yōu)選為不高于60wt％，進一步優(yōu)選為40～50wt％。本發(fā)明對所述除塵過程沒有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的氣體除塵方式即可；在本發(fā)明的實施例中，所述除塵具體在布袋除塵機中進行。
本發(fā)明優(yōu)選對所述次氧化鋅進行焙燒，得到高純氧化鋅。本發(fā)明得到的高純氧化鋅的含鋅量優(yōu)選為不低于65wt％，進一步優(yōu)選為不低于95wt％，更優(yōu)選為96～99wt％。在本發(fā)明中，所述焙燒的溫度優(yōu)選為600～800℃，進一步優(yōu)選為650～750℃，更優(yōu)選為700℃；所述焙燒的時間優(yōu)選為40～50min，進一步優(yōu)選為42～48min，更優(yōu)選為45min。
本發(fā)明對所述得到的酸性浸出液進行萃取，得到有機相。在本發(fā)明中，酸性浸出液與萃取劑的質(zhì)量比優(yōu)選為(2～5)：1，進一步優(yōu)選為(2.5～4.5)：1，更優(yōu)選為4:1。在本發(fā)明中，所述萃取劑優(yōu)選為磷酸酯萃取劑和稀釋劑的混合物；所述磷酸酯萃取劑與稀釋劑的質(zhì)量比優(yōu)選為(30～40)：(60～70)。在本發(fā)明中，所述磷酸酯萃取劑優(yōu)選為二(2-乙基己基磷酸)或2－乙基已基磷酸單2－乙基已基酯；在本發(fā)明中，P204即二(2-乙基己基磷酸)，P507即2－乙基已基磷酸單2－乙基已基酯；所述稀釋劑優(yōu)選為苯、氯仿、2-乙基己醇或磺化煤油。本發(fā)明對所述P204、P507和稀釋劑的來源沒有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的即可。
在本發(fā)明中，所述萃取的時間優(yōu)選為1～5h，進一步優(yōu)選為1.5～3h，更優(yōu)選為2.5h。在本發(fā)明中，所述萃取發(fā)生反應如下：In3+(水相)+3[H2A2](有機相)＝In[HA2]3(有機相)+3H+(水相)，其中A表示OOP(OR)2。
本發(fā)明對所述萃取的具體方式?jīng)]有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的萃取方式即可。
本發(fā)明利用銦在有機相中溶解度大的特性，將銦從水相中萃取出來。
在本發(fā)明中，所述萃取實現(xiàn)有機相和水相的分層；本發(fā)明優(yōu)選采用泵壓方式分離出有機相；本發(fā)明優(yōu)選將所述萃取殘留液回收用于氧化鋅的制備，本發(fā)明對所述萃取液回收制備氧化鋅的方式?jīng)]有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的氧化鋅的制備方式即可。
本發(fā)明將有機相酸洗后進行反萃取，得到反萃液。在本發(fā)明中，所述酸洗用酸性溶液優(yōu)選為硫酸，所述酸性溶液的濃度優(yōu)選為150～170g/L，進一步優(yōu)選為155～165g/L，更優(yōu)選為160g/L。在本發(fā)明中，所述酸性溶液與有機相的體積比優(yōu)選為(4～5)：1，進一步優(yōu)選為3:1。在本發(fā)明中，所述酸洗的溫度優(yōu)選為20～30℃，進一步優(yōu)選為22～28℃，更優(yōu)選為25℃。本發(fā)明對所述酸洗的具體方式?jīng)]有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的酸洗方式即可；在本發(fā)明的實施例中，所述酸洗具體在酸洗槽中進行，優(yōu)選采用將所述有機相通入所述酸洗用酸性溶液的方式；所述有機相的流速優(yōu)選為0.2～0.4m3/(m2·h)。在本發(fā)明中，經(jīng)過所述酸洗進一步實現(xiàn)對有機相中殘留的銅離子、鐵離子和鋅離子的清除。本發(fā)明優(yōu)選將所述酸洗后的有機相進行靜置，實現(xiàn)水相酸溶液與有機相的分層；本發(fā)明優(yōu)選泵壓的方式實現(xiàn)水相酸性溶液和有機相的分離。本發(fā)明對所述泵壓方式?jīng)]有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的水相和有機相的分離方式即可。
本發(fā)明將所述酸洗后的有機相進行反萃取。在本發(fā)明中，所述反萃取用溶液優(yōu)選為鹽酸，所述反萃取用溶液的濃度優(yōu)選為4～6mol/L，進一步優(yōu)選為4.5～5mol/L。在本發(fā)明中，所述反萃溶液與酸洗后有機相的體積比優(yōu)選為(4～5)：1，進一步優(yōu)選為3:1。在本發(fā)明中，所述反萃的溫度優(yōu)選為20～30℃，進一步優(yōu)選為22～28℃，更優(yōu)選為25℃。在本發(fā)明中，所述反萃取過程發(fā)生反應為：In(HA2)3(有機相)+4HCl(水相)＝HInCl4(水相)+3(HA)2(有機相)，其中A表示OOP(OR)2。
在本發(fā)明中，所述反萃取后得到反萃液和貧有機相。在本發(fā)明中，所述反萃液含有上述反應中得到的水相HInCl4。在本發(fā)明中，所述反萃取過程中，得到的含有水相中金屬銦的有機相(HA)2，萃取能力低，稱為貧有機相。本發(fā)明優(yōu)選采用泵壓的方式實現(xiàn)反萃液和貧有機相的分離；本發(fā)明對所述泵壓沒有具體要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的泵壓即可。
在本發(fā)明中，所述反萃取得到的貧有機相優(yōu)選經(jīng)酸化再生后用于萃取過程，實現(xiàn)回收利用，有助于降低生產(chǎn)成本；本發(fā)明對所述酸化再生方法沒有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的酸化方式即可。
本發(fā)明將所述反萃取得到的反萃液通過鋅單質(zhì)進行置換反應，得到海綿銦。本發(fā)明優(yōu)選將所述反萃液與鋅單質(zhì)混合后壓濾分離。在本發(fā)明中，所述鋅單質(zhì)的用量優(yōu)選以所述反萃液中銦的質(zhì)量為基準計，所述鋅單質(zhì)與所述銦的質(zhì)量比優(yōu)選為(3～5)：1，進一步優(yōu)選為(3.5～4.5)：1，更優(yōu)選為4:1。在本發(fā)明中，所述鋅單質(zhì)的純度優(yōu)選為不低于98％，更優(yōu)選為98.2～99.5％。
在本發(fā)明中，所述反萃液和鋅單質(zhì)混合前，優(yōu)選對所述反萃液的pH值進行測試；本發(fā)明對所述pH值的測試方法沒有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的溶液pH值測試方法即可。得到所述反萃液的pH值后，本發(fā)明優(yōu)選對所述反萃液的pH值進行調(diào)整，得到目標pH值；所述目標pH值優(yōu)選為2.3～2.8，進一步優(yōu)選2.5～2.6，避免pH值低于2.3時，被置換出來的海綿銦的再次溶解，同時避免pH值過高，反萃取形成的氯化銦生成氫氧化銦，降低置換效率。在本發(fā)明中，所述pH值的調(diào)整方法優(yōu)選為根據(jù)所述測試的pH值，在所述反萃液中添加酸性溶液或堿性溶液；具體為：當所述測試的pH值低于所述目標pH值時，在所述反萃液中添加堿性溶液；當所述測試的pH值高于所述目標pH值時，在所述反萃液中添加酸性溶液；在本發(fā)明中，所述酸性溶液優(yōu)選為鹽酸或硫酸；所述堿性溶液優(yōu)選為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。
本發(fā)明對所述反萃液和鋅單質(zhì)的混合方式?jīng)]有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的混合方式即可。在本發(fā)明中，所述混合過程同時優(yōu)選進行所述置換反應；所述置換反應發(fā)生如下變化：2InCl3+3Zn＝3ZnCl2+2In↓以及In2(SO4)3+3Zn＝3ZnSO4+2In↓。在本發(fā)明中，所述置換反應的時間優(yōu)選為60～90min，進一步優(yōu)選為70～75min。本發(fā)明所述置換反應時間內(nèi)實現(xiàn)金屬銦的充分轉(zhuǎn)換，有助于后續(xù)金屬銦質(zhì)量的提高。
完成所述置換反應后，本發(fā)明優(yōu)選對所述置換反應產(chǎn)物進行固液分離，得到海綿銦。在本發(fā)明中，所述海綿銦疏松多孔。在本發(fā)明中，所述固液分離優(yōu)選為壓濾分離，本發(fā)明對所述壓濾分離的具體操作方法沒有特殊要求，以能實現(xiàn)濾液和海綿銦的分離即可。
對置換反應產(chǎn)物進行壓濾分離得到海綿銦的同時還得到濾液，本發(fā)明對所述濾液進行沉鋅處理，實現(xiàn)濾液中鋅的回收；本發(fā)明對所述沉鋅處理沒有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的沉鋅處理即可。
得到所述海綿銦后，本發(fā)明對所述海綿銦進行熔煉，得到金屬銦。在本發(fā)明中，所述熔煉優(yōu)選包括：(a)、將所述海綿銦加壓處理后加熱，得到粗銦；所述加熱溫度為400～450℃；(b)、將所述步驟(a)得到的粗銦進行電解精煉。
在本發(fā)明中，所述加壓處理的壓力優(yōu)選為150～200KN，進一步優(yōu)選為155～165KN。本發(fā)明經(jīng)所述加壓處理優(yōu)選得到圓餅銦；在本發(fā)明中，所述圓餅銦的直徑優(yōu)選為200～300mm，進一步優(yōu)選為250mm；所述圓餅銦的厚度優(yōu)選為40～80mm，進一步優(yōu)選為50～60mm。本發(fā)明對所述加壓處理的時間沒有特殊要求，以能得到目標尺寸的圓餅銦即可。采用本發(fā)明所述加壓處理得到目標尺寸的圓餅銦，能夠有效防止海綿銦在空氣中過快氧化，同時有助于殘余水分的擠出，避免后續(xù)加熱過程中的爆炸。
本發(fā)明優(yōu)選加熱所述加壓處理后的海綿銦，得到粗銦。在本發(fā)明中，所述加熱溫度優(yōu)選為400～450℃，進一步優(yōu)選為415～445℃，更優(yōu)選為420～430℃；本發(fā)明在所述加熱過程中，實現(xiàn)所述海綿銦的熔化。所述加熱前，本發(fā)明優(yōu)選將苛性鈉涂覆于所述海綿銦表面；所述苛性鈉的涂覆厚度優(yōu)選為10～20mm，進一步優(yōu)選為12～18mm，更優(yōu)選為15～6mm。在本發(fā)明中，所述苛性鈉的涂覆，能夠有效避免所述加熱過程中銦的氧化和揮發(fā)；同時加熱過程實現(xiàn)海綿銦的熔化時，涂覆的苛性鈉會與銦熔液中的鋅雜質(zhì)反應，生成鋅酸鈉浮渣，有助于鋅雜質(zhì)的去除。本發(fā)明優(yōu)選對所述鋅酸鈉浮渣進行撈取，實現(xiàn)鋅酸鈉的去除；本發(fā)明對所述撈取方式?jīng)]有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的浮渣撈取方式即可。在本發(fā)明中，所述加熱過程中銦會發(fā)生氧化包覆于所述苛性鈉浮渣的表面；為了便于氧化銦的重新還原，所述加熱處理優(yōu)選在攪拌條件下進行，所述攪拌用棒的材質(zhì)優(yōu)選為新鮮的木材，所述木材中的碳作為還原劑，對氧化銦進行還原；本發(fā)明對所述攪拌的功率以及攪拌時間沒有特殊要求，以能實現(xiàn)氧化銦的重新還原，不再包覆于所述苛性鈉浮渣表面為準。
完成所述苛性鈉浮渣的撈取后，本發(fā)明優(yōu)選進行銦熔液的澆注成型，得到固態(tài)粗銦。本發(fā)明對所述澆注成型方式?jīng)]有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的熔液澆注成型方式即可。
本發(fā)明優(yōu)選對所述固態(tài)粗銦進行電解精煉。在本發(fā)明中，所述電解精煉優(yōu)選以硫酸為電解液，以所述固態(tài)粗銦為陽極板，以鈦板為陰極板。所述電解精煉過程發(fā)生如下反應：陽極板的反應為In-3e→In3+以及陰極板的反應為In3++3e→In。本發(fā)明在所述電解精煉過程中，再次實現(xiàn)殘留鋅雜質(zhì)的去除。經(jīng)過所述電解精煉，所述陰極板上精煉得到的電解銦即為高純度銦。本發(fā)明優(yōu)選將所述電解精煉過程得到的銦陽極泥回收用于常規(guī)氧化鋅的制備，實現(xiàn)廢物的充分利用，降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明優(yōu)選對所述得到的電解銦進行加熱后鑄造成型。在本發(fā)明中，所述電解銦的加熱溫度優(yōu)選為160～200℃，進一步優(yōu)選為170～180℃；本發(fā)明對所述電解銦的加熱方式?jīng)]有特殊要求，以能實現(xiàn)電解銦的熔化即可。本發(fā)明對所述鑄造成型的方式?jīng)]有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的鑄造成型方式即可，以能得到目標要求的形狀的銦即可。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的一種金屬銦的回收方法進行詳細的說明，但是不能把它們理解為對本發(fā)明保護范圍的限定。
實施例1
(1)按照1.5：1的質(zhì)量比將鋅渣鋅灰和高爐灰混合，其中鋅渣和鋅灰的質(zhì)量比為1:1，得到含鋅量為40wt％的混料，然后以1200℃的溫度進行煅燒得到熱渣。
(2)將熱渣降溫至低于100℃，送至酸性浸出池，按照液固比3.5：1將漿料與初始濃度為150g/L的硫酸溶液混合，控制溫度為80℃，進行酸性浸出；連續(xù)浸出8h后，測定終酸濃度為80g/L，結(jié)束酸性浸出，采用暗流式壓濾機壓濾分離，得到酸性浸出液和酸性浸出濾渣。
(3)將得到的酸性浸出液按照水相和有機相4:1的質(zhì)量比加入萃取劑，其中萃取劑為30wt％P204和70wt％的磺化煤油，連續(xù)萃取2h后，采用泵壓的方式將含有銦離子的有機相送入酸洗槽進行酸洗，對殘留的萃取液進行回收，作為鋅源用于氧化鋅的制備。
(4)泵入酸洗槽的有機相，按照硫酸溶液和有機相的體積比3:1，提供濃度為150g/L的硫酸溶液，控制溫度為25℃，按照0.2m3/(m2·h)的流速將有機相通入硫酸溶液中；經(jīng)酸洗后的有機相通過鹽酸溶液進行反萃取，同樣采用將有機相通入鹽酸溶液的方式，控制反萃取的溫度為25℃，控制有機相硫酸為0.4m3/(m2·h)，得到含有氯化銦的反萃液。
(5)對得到的反萃液進行pH值測定以及銦的含量，調(diào)整反萃液的pH值為2.3，按照銦與鋅3：1的質(zhì)量比，在反萃液中加入純度為98wt％的鋅粉，將銦置換出后，通過壓濾分離，得到海綿銦；壓濾分離過程還得到濾液，進行沉鋅處理，用于鋅的回收。
(6)對得到的海綿銦通過壓團機在150KN的條件下壓制成直徑為250mm且厚度為50mm的圓餅，室溫干燥10min后在圓餅表面涂覆10mm厚的苛性鈉，送入熔鑄爐進行熔化，控制熔化溫度為400℃；在熔化過程中，為了充分使在鋅酸鈉浮渣表層包覆的氧化銦再次還原，不斷進行攪拌，待不再形成新的浮渣且銦熔液具有金屬光澤明亮后，將形成的鋅酸鈉浮渣撈出，銦熔液進行澆注成型，得到粗銦。
(7)以硫酸溶液為電解液，粗銦為陽極板以及高純度鈦為陰極板，進行電解精煉，電解過程產(chǎn)生的銦陽極泥用于常規(guī)氧化鋅的制備，陰極板電解出的銦在160℃條件下加熱重新成型，得到精銦產(chǎn)品。
對制備得到的銦產(chǎn)品的純度進行檢測，其中銦的質(zhì)量百分含量為99wt％。
實施例2
(1)按照1.5：1的質(zhì)量比將鋅渣鋅灰和高爐灰混合，其中鋅渣和鋅灰的質(zhì)量比為1:1，得到含鋅量為40wt％的混料，將混煉通過傳送帶送至混球上料機，通過滾筒轉(zhuǎn)動將混料制成球形，其中控制造球的時間為18min，造球速率為0.94mm/min，成球率達到94％，得到直徑為12mm，濕球抗壓強度為1000N/個，干球抗壓強度為20000N/個，爆裂溫度為200℃的球形混料。然后以1200℃的溫度進行煅燒得到熱渣。
(2)煅燒得到熱渣的過程中，同時實現(xiàn)混料中鋅向氣態(tài)形式的轉(zhuǎn)變，同時混料中的氧化鋅則經(jīng)過CO還原成單質(zhì)鋅，再形成鋅蒸汽；最終高溫鋅蒸汽與空氣中的O2發(fā)生反應生產(chǎn)氧化鋅，以煙氣的形式進入煙道經(jīng)水間接冷卻至100℃，冷卻后的氣體利用溫差和壓差通過沉降室達到布袋除塵器，在沉降室實現(xiàn)雜質(zhì)的沉淀，在布袋除塵器實現(xiàn)含有較多雜質(zhì)的氧化鋅的去除后收集次氧化鋅，收集到的次氧化鋅的含鋅量為40wt％，再進行30min的溫度為1100℃的焙燒得到高純氧化鋅。
(3)將熱渣降溫至低于100℃，送至酸性浸出池，按照液固比3.5：1將漿料與初始濃度為150g/L的硫酸溶液混合，控制溫度為80℃，進行酸性浸出；連續(xù)浸出8h后，測定終酸濃度為80g/L，結(jié)束酸性浸出，采用暗流式壓濾機壓濾分離，得到酸性浸出液和酸性浸出濾渣。
(4)將得到的酸性浸出液按照水相和有機相4:1的質(zhì)量比加入萃取劑，其中萃取劑為30wt％P204和70wt％的磺化煤油，連續(xù)萃取1h后，采用泵壓的方式將含有銦離子的有機相送入酸洗槽進行酸洗，對殘留的萃取液進行回收，作為鋅源用于氧化鋅的制備。
(5)泵入酸洗槽的有機相，按照硫酸溶液和有機相的體積比3.5:1，提供濃度為150g/L的硫酸溶液，控制溫度為25℃，按照0.2m3/(m2·h)的流速將有機相通入硫酸溶液中；經(jīng)酸洗后的有機相通過鹽酸溶液進行反萃取，同樣采用將有機相通入鹽酸溶液的方式，控制反萃取的溫度為25℃，控制有機相硫酸為0.4m3/(m2·h)，得到含有氯化銦的反萃液。
(6)對得到的反萃液進行pH值測定以及銦的含量，調(diào)整反萃液的pH值為2.3，按照銦與鋅3：1的質(zhì)量比，在反萃液中加入純度為98wt％的鋅粉，將銦置換出后，通過壓濾分離，得到海綿銦；壓濾分離過程還得到濾液，進行沉鋅處理，用于鋅的回收。
(7)對得到的海綿銦通過壓團機在150KN的條件下壓制成直徑為250mm且厚度為50mm的圓餅，室溫干燥10min后在圓餅表面涂覆10mm厚的苛性鈉，送入熔鑄爐進行熔化，控制熔化溫度為400℃；在熔化過程中，為了充分使在鋅酸鈉浮渣表層包覆的氧化銦再次還原，不斷進行攪拌，待不再形成新的浮渣且銦熔液具有金屬光澤明亮后，將形成的鋅酸鈉浮渣撈出，銦熔液進行澆注成型，得到疏松的海綿銦。
(9)以硫酸溶液為電解液，粗銦為陽極板以及高純度鈦為陰極板，進行電解精煉，電解過程產(chǎn)生的銦陽極泥用于常規(guī)氧化鋅的制備，陰極板電解出的銦在160℃條件下加熱重新成型，得到精銦產(chǎn)品。
對制備得到的銦產(chǎn)品的純度進行檢測，其中銦的質(zhì)量百分含量為99.9wt％。
對制備得到的氧化鋅進行性能檢測，氧化鋅產(chǎn)品中氧化鋅的質(zhì)量百分含量為95wt％。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。