铟冶炼工艺操作规程

南丹县南方有色冶炼有限责任公司NDNF/JS—SC17～2010控制状态：发放编号：铟冶炼工艺操作规程版次：

A/00

编制：

梁世心

审核：

刘旭升

曹晓星

批准：

2010年7月20日发布

2010年8月1日实施南丹县南方有色冶炼有限责任公司发布目录1、范围……………22、概述……………23、生产工艺流程……34、原辅材料及质量要求……………35、主要工序的基本原理……………46、工艺操作条件……67、岗位操作法………78、产品质量标准、验收、包装规定………………99、主要技术经验指标………………101、范围本标准规定了铟冶炼工艺流程、基本原理、原辅材料及质量要求、技术条件、岗位操作法、产出物料及质量要求，主要技术经济指标。2、概述2.1铟的物理化学性质铟是银白色的稀散易熔金属，熔点为156.6℃，沸点2075℃，质地柔软，可塑性强，并有延展性。原子序数49，原子量114.82，比重7.31。金属铟在空气中是稳定的，但在加热到熔点时，表面即可生成氧化铟。铟能缓慢溶于无机酸中，加热时溶解较快。铟能与镓、钠、金、铝、锌、锡等形成合金，能与汞形成汞齐。2.2铟的主要用途铟主要用于液晶显示器、半导体元件、轴承及特种合金四个方面。还可用作原子反应堆的显示器。涂锡的氧化铟薄膜是一种优良的防雾的遮盖外层。2.3铟的冶炼方法至今，尚未发现具有开采和冶炼价值的独立铟矿。铟主要从冶金和化工的副产品中回收。均采用二大生产过程，即湿法提取部分和电解提纯部分。低含量（1%以下）的原料提取铟有萃取法，多次置换水解法，多次中和溶解法、离子交换法等。目前，较大多数生产厂均采用P萃取法。2.4铟生产的主要工艺特点2.4.1含铟原料采用高酸浸出，有较高的浸出率；2.4.2含铟浸出液采用P萃取提纯并富集，然后置换得海绵铟。2.4.3海绵铟熔铸得粗铟，再经氧化除铊，碘化除镉，电解提纯得四九精铟。3、生产工艺流程（见图一）4、原辅助材料及质量要求4.1原料4.1.1铟渣4.2主要辅助材料⑴P:工业纯⑺锌块:本厂O锌片⒀明胶:分析纯⑵硫酸:工业纯⑻牛胶:工业纯⒁碘:分析纯⑶盐酸:工业纯⑼锰粉:工业纯⒂碘化钾:分析纯⑷草酸:工业纯⑽盐酸:分析纯⒃氯化钾:分析纯⑸烧酸:工业纯⑾硫酸:分析纯⒄煤油:200溶剂油⑹仲辛醇:分析纯⑿甘油:工业纯HSO.MnO铟

渣氧化锌P+煤油滤

液滤

渣(送铅冶炼系统)一次滤渣一次滤液有机相

HSO萃余液二次滤液二次滤渣(返回挥发窑)酸洗液富有机相6NHCl锌

板反萃液贫有机相草酸溶液（或盐酸溶液）置换后液海绵铟再生液有机相滤液(送二次浸出)滤渣(送锌系统)

明胶

NaCI

析出铟残

板KI.IZnCI2NH4CI铟锭(99.993%)

图一铟生产工艺流程图5、主要工序的基本原理5.1萃取利用溶质在有机溶剂与水溶液中的溶解度不同，通过有机相与溶液混合，使水溶液中的溶质（有价金属）转入有机溶剂，以达到分离和富集有价金属的过程叫萃取。主要反应式：P萃铟的反应式：6HRPO(有)+In(SO)(水)=2In(RPO)(有)+3HSO(水)HCl反萃In的反应式：In(RPO)(有)+4HCl(水)=3HRPO(有)+HInCl(水)草酸洗Fe的反应式：2Fe(R2PO4)3(有)+3H2C2O4(水)=6HR2PO4(有)+Fe2(C2O4)3(水)5.2置换根据铟与锌(或铝)的电位不同,利用锌片(或铝板)将HInCl4溶液中的铟置换出来.主要反应:2InCl3+3Zn=2In+3ZnCl25.3熔铸阳极海绵铟在苛性钠复盖下,在200-500℃温度下熔融,海绵物中的铝、锌等杂质与苛性钠作用，生成铝酸钠和锌酸钠进入渣中。主要反应：2Al+6NaOH=2NaAlO3+3H2Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H25.4电解在直流电的作用下，根据各种元素的电位不同，粗铟阳极中的铜、铅、锡等较正电性金属残留于阳极泥；锌、铝、铁等较负电性杂质溶解于电解液中，铟沉积于阴极上，使粗铟得到精练提纯。主要反应：阳极:In-3e=In3阴极:In3+3e=In5.5除镉铸成品甘油碘化钾法:基于镉与碘化钾作用生成能溶于甘油的络合物-镉碘酸钾,其反应:Cd+I2+KIKCdI35.6萃余液除杂萃余液经中和除杂后才能返回锌系统。6、工艺操作条件6.1一次浸出6.1.1固:液＝1:8～106.1.2始酸:120～150g/L6.1.3锰粉:加入干渣量的3～8%6.1.4温度:90℃以上6.1.5时间:机械搅拌4±0.5小时6.1.6浸出终点:酸度30～60g/LFe3+＜0.6g/LIn0.4～1.5g/LSiO2＜1g/L6.2二次浸出6.2.1固:液＝1:8～106.2.2始酸:150～180g/L6.2.3锰粉:加入量为干渣量的8～15%6.2.4温度:90℃以上6.2.5时间:机械搅拌4±0.5小时6.2.6终酸:120-150g/L6.2.7二次浸出渣含In＜0.4%6.3萃取6.3.1料液温度＜40℃6.3.2有机相:P204:30%;260#溶剂油70%6.3.3酸洗液:H2SO4:100～150g/L6.3.4反萃液:6NHCl6.3.5草酸溶液:7%H2C2O46.3.6级数:萃取3级、酸洗2级、反萃3级、洗铁2级6.3.7相比:有机相:水相=O/A萃取:O/A=1/2酸洗:O/A=5/1反萃铟:O/A=20～30/1反萃铁:O/A=5/1贫有机相:O/A=5/16.4置换6.4.1开始温度:室温6.4.2开始酸度:PH:1.0～2.06.4.3置换时间:一周左右6.4.4置换后液含In≤50毫克/升6.5熔铸阳极6.5.1熔化温度200～500℃6.5.2用苛性钠作复盖剂,其加入量以30%渣稀为宜。6.5.3熔融时间:2-5小时6.6电解6.6.1电解液成分:①In:60～120g/L②Cl:30～70g/L③明胶:0.5～1g/L④PH=2.0±0.5⑤Cd≤1g/L⑥Pb、Sn各0.01g/L6.6.2电流密度:30～70A/m26.6.3槽压:0.3±0.05V6.6.4阳极规格:260×410mm6.6.5阴极规格:280×490mm6.6.6极距:70～80mm6.6.7电解周期:阴极6～9天6.6.8每槽装阳极8～9片,阴极9～10片6.6.9电解液温度20-35℃,一般室温6.7除镉铊铸成品在不锈钢锅中采用机械搅拌,操作温度170-240℃,先加入碘化钾,再以少量多次加碘至不退色为止,每20公斤铟加甘油1-1.5公斤,碘化钾150g。除铊时按重量以:In:NH4Cl:ZnCl2＝1000:15:45加入氯化锌和氯化铵温度：250-280℃时间：1±0.5小时7、岗位操作法7.1铟渣浸出7.1.1按技术条件在浸出槽内配液20±5m3。7.1.2启动排风机、机械搅拌、开蒸汽升温。7.1.3进料、加锰粉，中途测酸，酸低则适当补酸。7.1.4压滤前加牛胶，停搅拌。7.1.5一次浸出渣按上述过程作二次浸出。7.1.6二次酸浸压滤完毕需用水洗压滤机中渣，至出冷水为止。7.1.7取一次浸出液，二次浸出渣试样。7.2萃取7.2.1配置好各种料液打入高位槽内待用。7.2.2启动萃取箱。7.2.3掌握有关萃取条件，各种料液按规定的流量进入萃取箱，随时观察流量。7.2.4保持进出口流量平衡，液面稳定，保证各料液管路畅通无阻。7.2.5萃余液每班需取样，当含铟高时需采取措施。7.2.6停萃取时，先关闭进液阀，继续搅拌几分钟后停止搅拌。7.3置换7.3.1将洗净的锌片放入置换槽，再将反萃液打入置换槽。7.3.2取样化验置换后液，合乎要求后，将槽中上清抽入澄清槽，再用锌板继续置换，将海绵铟捞出水洗、压团。7.3.3海绵铟洗水放入澄清池，其沉淀物定期进行酸溶洗处理。7.4阳极铸型7.4.1操作前必须配带好面罩与手套。7.4.2将苛性钠放入熔铸锅内，升温至200-500℃，熔融苛性钠。7.4.3将压成团块的海绵铟慢慢加入熔化了的苛性钠中。7.4.4待全部团块熔化完毕后用勺将铟面上的碱渣挖出来，但不要让铟暴露出来。7.4.5将锅端下冷却待锅面上碱渣变硬时，打一小眼将熔融铟倒入阳极模中，待冷却后取出铟阳极板称重入库。7.5电解7.5.1将合格的阳极板刷去表面熔渣；用软水洗尽后装入涤纶布袋。7.5.2将钛板阴极上的铜棒导电头用稀盐酸浸泡以除去残杂，再用软水洗尽后晾干待用。7.5.3将成品铟放在电炉上加热至熔化后，在搪瓷盆中用软水水淬，然后放入烧杯中并加软水，再加入分析纯硫酸，加热溶解，最后剩10-20g铟以置换电解液中杂质，按比例配好铟、氯化钠、明胶和酸度，待用。7.5.4电解液、阴极、阳极装入电解槽，通电，测量槽压，每班1-4次。7.5.5停电，放出电解液，先出阴极，再出阳极，清洗电解槽，过滤或定期用N235萃取电解液，以除锌、镉，电解液返回使用。析出铟用不锈钢铲子铲下，洗尽熔铸。阳极脱除阳极袋，洗去阳极泥，残极再铸成阳极，阳极泥与洗铟水待回收铟。7.6铸成品将析出铟用软水刷洗至出清水，放入已装有甘油的盆中，在电炉上加温至200℃左右，待铟熔化后加入碘化钾和碘除镉，扒去甘油碱化钾渣，浇铸成铟锭。8、产品质量标准、验收、包装规定8.1铟锭应符合GB6607-86标准规定。8.1.1化学成分（见下表）铟不少于(%)杂质含量不大于(%)CuPbZnCdFeTlSnAsAl总和99.9930.00050.0010.00150.001