[发明专利]两矿法从硫化铟精矿中浸取铟的方法

说明书

技术领域

本发明属于铟的湿法冶金技术，特别是对单独的硫化铟精矿直接浸出分离铟的冶炼技术。

背景技术

在自然界中，单质铟非常罕见，铟主要伴生于闪锌矿、锡石、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等硫化矿中。含铟多金属矿床在选矿过程中，可将其中的稀散金属铟富集成为硫化铟精矿。该硫化铟精矿含铟1500～4500克/吨，含铁18～35％，含硫26～38％，同时含有铜、锌、铅、锡、锑、砷等有价金属元素。硫化铟精矿中铟的矿物主要有硫铟铁矿(FeIn₂S₄)，硫铟铜矿(CuInS₂)，硫铟铜锌锡铁矿{Me₃(InSn)S₄}(Me为Cu，Zn，Fe)和羟铟石(In(OH)₃)；铁的矿物有黄铁矿(Fe_nS_n+1)，砷铁硫矿(FeAsS)等。因而，该硫化铟精矿实质是一种含多种金属元素的复杂多金属硫化矿物。硫化铟精矿的特点是铁含量高，硫含量高、铟含量高，同时含有铜、锌、铅、锡、锑、砷等多种金属元素，主要分布在广西的南丹地区，广东的韶关地区，云南的文山、澜沧地区、内蒙古、青海等地区。含铟1500～4500克/吨的硫化铟精矿是典型的硫化铟矿物资源，因而，硫化铟精矿也就成为提取金属铟重要的矿物资源。

硫化铟精矿的物质组成复杂，主金属元素铟、铁、硫的赋存状态及赋存价态变化多样，分散细微，在同一矿体中，通常存在多种的铟矿物和铁矿物，精矿中的铟绝大部分以硫化物的形态存在，同时与铁的硫化矿物、铜的硫化矿物、砷的硫化物等存在相关的复杂关系，此外，还可形成铟羟石等、砷硫铜矿物，砷铁硫矿物等矿物，因而，硫化铟精矿是以多种价态硫化物赋存，相互掺杂伴生，且嵌布粒度较细，存在泥化状态，粒度粗细极不均匀，微细粒石英和粘土含量很高，铟的存在呈现复杂性、多样化、多变化等特点。因而，这类矿物的分离和富集是相当困难和复杂的。

由于铟在自然界中的含量非常少，并且多数铟伴生于方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿等硫化矿中，还有一部分伴生在锡矿中。因此，目前大部分的铟是从锌、铅、锡等生产的副产品中回收。常规提取铟的冶炼技术与工艺如下。

1.铟在锌冶炼生产中的行为

锌精矿在850～930℃下进行氧化焙烧时，绝大部分铟留在焙砂中，随后可用湿法炼锌或火法炼锌处理焙砂。

(1)铟在锌的火法冶炼中的行为

在火法炼锌的烧结焙烧过程中铟的挥发甚微，若用制团和焦结来代替烧结焙烧，则在团矿焦结时部分铟(20％)呈In₂O和InO状态挥发并在灰尘中富集。当在蒸罐炉中还原烧结块或团矿时，大约有60～70％的铟和锌一起蒸馏，有10～15％的铟留在蒸罐炉残渣中，其余的铟分布在其它挥发物(即灰尘)中。依据铟在原始精矿中含量的不同，粗锌含铟为0.002～0.007％。当在精馏塔中精炼粗锌时，作为高沸点金属的铟富集在铅馏分(在“铅”塔中)或硬锌中，然后再在精炼铅或硬锌的过程中加以提取。

由此看来，在锌火法冶炼过程中，团矿焦结炉的灰尘和粗锌精炼提纯过程中的铅馏分都是提取铟的来源。

(2)铟在锌湿法冶炼中的行为

在锌湿法冶炼中，锌焙砂中性浸出时绝大部分铟留在中浸渣中。因为中性浸出时溶液的pH约为5.2，当pH等于4.67～4.85时，氢氧化铟完全析出并生成沉淀进入浸出渣。在中性浸出渣中还富集有铁、镓、锗和其它元素氧化物的水合物。酸性浸出中浸渣时，绝大部分锌进入溶液，而大部分铟、镓、锗和其它组分仍留在残渣中。

中性浸出过程中少量的铟进入硫酸锌浸出液中，因而浸出液净化除铜、镉所得的铜镉滤渣里还有少量铟的存在。

酸性浸出渣采用还原焙烧的方法一威尔兹法或烟化法来处理，在还原焙烧过程中，锌、铅、镉等易挥发物质进入气相(烟尘)，烟尘用收尘器收集。被收集的烟尘(锌、铅、镉以及其它元素的氧化物)中富集有稀散金属铟、镓、锗。

综上所述，在湿法炼锌时，威尔兹法或烟化法的挥发物以及铜镉滤渣，均可成为提取铟的原料。

2.铟在铅冶炼生产中的行为

铅生产由以下几个主要阶段组成：铅精矿的烧结焙烧、鼓风炉熔炼、粗铅精炼。在用烧结机进行铅精矿的烧结焙烧时，铟挥发甚微。在鼓风炉熔炼时，铟在铅和渣中的分布量大约各半，部分铟进入烟尘。表1列出了某工厂在鼓风炉熔炼时铟的大致分布。

表1  某工厂铅熔炼所得不同产物中铟的分布和含量