銦冶煉工藝操作規(guī)程

南丹縣南方有色冶煉有限責任公司NDNF/JS—SC17～2010控制狀態(tài)：發(fā)放編號：銦冶煉工藝操作規(guī)程版次：

A/00

編制：

梁世心

審核：

劉旭升

曹曉星

批準：

2010年7月20日發(fā)布

2010年8月1日實施南丹縣南方有色冶煉有限責任公司發(fā)布目錄1、范圍……………22、概述……………23、生產(chǎn)工藝流程……34、原輔材料及質量要求……………35、主要工序的基本原理……………46、工藝操作條件……67、崗位操作法………78、產(chǎn)品質量標準、驗收、包裝規(guī)定………………99、主要技術經(jīng)驗指標………………101、范圍本標準規(guī)定了銦冶煉工藝流程、基本原理、原輔材料及質量要求、技術條件、崗位操作法、產(chǎn)出物料及質量要求，主要技術經(jīng)濟指標。2、概述2.1銦的物理化學性質銦是銀白色的稀散易熔金屬，熔點為156.6℃，沸點2075℃，質地柔軟，可塑性強，并有延展性。原子序數(shù)49，原子量114.82，比重7.31。金屬銦在空氣中是穩(wěn)定的，但在加熱到熔點時，表面即可生成氧化銦。銦能緩慢溶于無機酸中，加熱時溶解較快。銦能與鎵、鈉、金、鋁、鋅、錫等形成合金，能與汞形成汞齊。2.2銦的主要用途銦主要用于液晶顯示器、半導體元件、軸承及特種合金四個方面。還可用作原子反應堆的顯示器。涂錫的氧化銦薄膜是一種優(yōu)良的防霧的遮蓋外層。2.3銦的冶煉方法至今，尚未發(fā)現(xiàn)具有開采和冶煉價值的獨立銦礦。銦主要從冶金和化工的副產(chǎn)品中回收。均采用二大生產(chǎn)過程，即濕法提取部分和電解提純部分。低含量（1%以下）的原料提取銦有萃取法，多次置換水解法，多次中和溶解法、離子交換法等。目前，較大多數(shù)生產(chǎn)廠均采用P萃取法。2.4銦生產(chǎn)的主要工藝特點2.4.1含銦原料采用高酸浸出，有較高的浸出率；2.4.2含銦浸出液采用P萃取提純并富集，然后置換得海綿銦。2.4.3海綿銦熔鑄得粗銦，再經(jīng)氧化除鉈，碘化除鎘，電解提純得四九精銦。3、生產(chǎn)工藝流程（見圖一）4、原輔助材料及質量要求4.1原料4.1.1銦渣4.2主要輔助材料⑴P:工業(yè)純⑺鋅塊:本廠O鋅片⒀明膠:分析純⑵硫酸:工業(yè)純⑻牛膠:工業(yè)純⒁碘:分析純⑶鹽酸:工業(yè)純⑼錳粉:工業(yè)純⒂碘化鉀:分析純⑷草酸:工業(yè)純⑽鹽酸:分析純⒃氯化鉀:分析純⑸燒酸:工業(yè)純⑾硫酸:分析純⒄煤油:200溶劑油⑹仲辛醇:分析純⑿甘油:工業(yè)純HSO.MnO銦

渣氧化鋅P+煤油濾

液濾

渣(送鉛冶煉系統(tǒng))一次濾渣一次濾液有機相

HSO萃余液二次濾液二次濾渣(返回揮發(fā)窯)酸洗液富有機相6NHCl鋅

板反萃液貧有機相草酸溶液（或鹽酸溶液）置換后液海綿銦再生液有機相濾液(送二次浸出)濾渣(送鋅系統(tǒng))

明膠

NaCI

析出銦殘

板KI.IZnCI2NH4CI銦錠(99.993%)

圖一銦生產(chǎn)工藝流程圖5、主要工序的基本原理5.1萃取利用溶質在有機溶劑與水溶液中的溶解度不同，通過有機相與溶液混合，使水溶液中的溶質（有價金屬）轉入有機溶劑，以達到分離和富集有價金屬的過程叫萃取。主要反應式：P萃銦的反應式：6HRPO(有)+In(SO)(水)=2In(RPO)(有)+3HSO(水)HCl反萃In的反應式：In(RPO)(有)+4HCl(水)=3HRPO(有)+HInCl(水)草酸洗Fe的反應式：2Fe(R2PO4)3(有)+3H2C2O4(水)=6HR2PO4(有)+Fe2(C2O4)3(水)5.2置換根據(jù)銦與鋅(或鋁)的電位不同,利用鋅片(或鋁板)將HInCl4溶液中的銦置換出來.主要反應:2InCl3+3Zn=2In+3ZnCl25.3熔鑄陽極海綿銦在苛性鈉復蓋下,在200-500℃溫度下熔融,海綿物中的鋁、鋅等雜質與苛性鈉作用，生成鋁酸鈉和鋅酸鈉進入渣中。主要反應：2Al+6NaOH=2NaAlO3+3H2Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H25.4電解在直流電的作用下，根據(jù)各種元素的電位不同，粗銦陽極中的銅、鉛、錫等較正電性金屬殘留于陽極泥；鋅、鋁、鐵等較負電性雜質溶解于電解液中，銦沉積于陰極上，使粗銦得到精練提純。主要反應：陽極:In-3e=In3陰極:In3+3e=In5.5除鎘鑄成品甘油碘化鉀法:基于鎘與碘化鉀作用生成能溶于甘油的絡合物-鎘碘酸鉀,其反應:Cd+I2+KIKCdI35.6萃余液除雜萃余液經(jīng)中和除雜后才能返回鋅系統(tǒng)。6、工藝操作條件6.1一次浸出6.1.1固:液＝1:8～106.1.2始酸:120～150g/L6.1.3錳粉:加入干渣量的3～8%6.1.4溫度:90℃以上6.1.5時間:機械攪拌4±0.5小時6.1.6浸出終點: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錳粉:加入量為干渣量的8～15%6.2.4溫度:90℃以上6.2.5時間:機械攪拌4±0.5小時6.2.6終酸:120-150g/L6.2.7二次浸出渣含In＜0.4%6.3萃取6.3.1料液溫度＜40℃6.3.2有機相:P204:30%;260#溶劑油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級數(shù):萃取3級、酸洗2級、反萃3級、洗鐵2級6.3.7相比:有機相:水相=O/A萃取:O/A=1/2酸洗:O/A=5/1反萃銦:O/A=20～30/1反萃鐵:O/A=5/1貧有機相:O/A=5/16.4置換6.4.1開始溫度:室溫6.4.2開始酸度:PH:1.0～2.06.4.3置換時間:一周左右6.4.4置換后液含In≤50毫克/升6.5熔鑄陽極6.5.1熔化溫度200～500℃6.5.2用苛性鈉作復蓋劑,其加入量以30%渣稀為宜。6.5.3熔融時間:2-5小時6.6電解6.6.1電解液成分:①In:60～120g/L②Cl:30～70g/L③明膠:0.5～1g/L④PH=2.0±0.5⑤Cd≤1g/L⑥Pb、Sn各0.01g/L6.6.2電流密度:30～70A/m26.6.3槽壓:0.3±0.05V6.6.4陽極規(guī)格:260×410mm6.6.5陰極規(guī)格:280×490mm6.6.6極距:70～80mm6.6.7電解周期:陰極6～9天6.6.8每槽裝陽極8～9片,陰極9～10片6.6.9電解液溫度20-35℃,一般室溫6.7除鎘鉈鑄成品在不銹鋼鍋中采用機械攪拌,操作溫度170-240℃,先加入碘化鉀,再以少量多次加碘至不退色為止,每20公斤銦加甘油1-1.5公斤,碘化鉀150g。除鉈時按重量以:In:NH4Cl:ZnCl2＝1000:15:45加入氯化鋅和氯化銨溫度：250-280℃時間：1±0.5小時7、崗位操作法7.1銦渣浸出7.1.1按技術條件在浸出槽內配液20±5m3。7.1.2啟動排風機、機械攪拌、開蒸汽升溫。7.1.3進料、加錳粉，中途測酸，酸低則適當補酸。7.1.4壓濾前加牛膠，停攪拌。7.1.5一次浸出渣按上述過程作二次浸出。7.1.6二次酸浸壓濾完畢需用水洗壓濾機中渣，至出冷水為止。7.1.7取一次浸出液，二次浸出渣試樣。7.2萃取7.2.1配置好各種料液打入高位槽內待用。7.2.2啟動萃取箱。7.2.3掌握有關萃取條件，各種料液按規(guī)定的流量進入萃取箱，隨時觀察流量。7.2.4保持進出口流量平衡，液面穩(wěn)定，保證各料液管路暢通無阻。7.2.5萃余液每班需取樣，當含銦高時需采取措施。7.2.6停萃取時，先關閉進液閥，繼續(xù)攪拌幾分鐘后停止攪拌。7.3置換7.3.1將洗凈的鋅片放入置換槽，再將反萃液打入置換槽。7.3.2取樣化驗置換后液，合乎要求后，將槽中上清抽入澄清槽，再用鋅板繼續(xù)置換，將海綿銦撈出水洗、壓團。7.3.3海綿銦洗水放入澄清池，其沉淀物定期進行酸溶洗處理。7.4陽極鑄型7.4.1操作前必須配帶好面罩與手套。7.4.2將苛性鈉放入熔鑄鍋內，升溫至200-500℃，熔融苛性鈉。7.4.3將壓成團塊的海綿銦慢慢加入熔化了的苛性鈉中。7.4.4待全部團塊熔化完畢后用勺將銦面上的堿渣挖出來，但不要讓銦暴露出來。7.4.5將鍋端下冷卻待鍋面上堿渣變硬時，打一小眼將熔融銦倒入陽極模中，待冷卻后取出銦陽極板稱重入庫。7.5電解7.5.1將合格的陽極板刷去表面熔渣；用軟水洗盡后裝入滌綸布袋。7.5.2將鈦板陰極上的銅棒導電頭用稀鹽酸浸泡以除去殘雜，再用軟水洗盡后晾干待用。7.5.3將成品銦放在電爐上加熱至熔化后，在搪瓷盆中用軟水水淬，然后放入燒杯中并加軟水，再加入分析純硫酸，加熱溶解，最后剩10-20g銦以置換電解液中雜質，按比例配好銦、氯化鈉、明膠和酸度，待用。7.5.4電解液、陰極、陽極裝入電解槽，通電，測量槽壓，每班1-4次。7.5.5停電，放出電解液，先出陰極，再出陽極，清洗電解槽，過濾或定期用N235萃取電解液，以除鋅、鎘，電解液返回使用。析出銦用不銹鋼鏟子鏟下，洗盡熔鑄。陽極脫除陽極袋，洗去陽極泥，殘極再鑄成陽極，陽極泥與洗銦水待回收銦。7.6鑄成品將析出銦用軟水刷洗至出清水，放入已裝有甘油的盆中，在電爐上加溫至200℃左右，待銦熔化后加入碘化鉀和碘除鎘，扒去甘油堿化鉀渣，澆鑄成銦錠。8、產(chǎn)品質量標準、驗收、包裝規(guī)定8.1銦錠應符合GB6607-86標準規(guī)定。8.1.1化學成分（見下表）銦不少于(%)雜質含量不大于(%)CuPbZnCdFeTlSnAsAl總和99.9930.00050.0010.00150.001