[发明专利]一种复合萃取剂及该复合萃取剂萃取分离回收铟的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合萃取剂及该复合萃取剂萃取分离回收铟的方法，属于湿法冶金技术领域。

背景技术

铟是一种重要的战略资源，是发展高科技的支撑材料之一。中国铟的储量居世界首位，虽然在储量上并不贫乏，但由于铟没有独立矿床，主要与铅、锌、铜、锡等矿物共生，按目前的技术水平，铟的综合回收率仅40%~60%，可回收的铟仅是储量的极小部分。因而，研究如何从铅、锌、铜、锡等金属冶炼过程中高效分离回收铟是重要的研究课题，而溶剂萃取是决定铟分离和回收的关键。

目前，可用于铟萃取的萃取剂有多种，国内已有报道的萃取主要为酸性磷萃取剂和硫代酸性磷类萃取剂，如二（2-乙基己基）磷酸（商品代号P204）、2-乙基己基磷酸-2-乙基己基酯（商品代号P507）、二(2,4,4-三甲基戊基)膦酸（商品代号Cyanex272）、二烷基二硫代膦酸以及羧酸类和有机胺类萃取剂等。国外用于铟萃取的新型萃取剂有DS5834、LIX973N、三烷基膦酸及其与二烷基磷酸氧化物的混合物等，其中，P204为铟萃取过程常用萃取剂。在新型萃取剂的开发方面，许秀莲等[南方冶金学院学报，2000，21(1):55-59]研究发现P507对铟萃取表现出比P204更好的选择性，可获得更纯的产品，易于反萃和再生，循环后其萃取性能明显优于P204。此外，当酸性磷类萃取剂中的氧原子被硫原子取代后，诱导效应通过磷原子增加了活性官能团中P(S)O-和P(S)S-的电荷密度，导致萃取性能增强。同时，由于中心离子In³⁺是d10电子构型，为电子接受体，能与电负性较小的配位原子形成更稳定的配合物，因而硫代酸性磷类萃取剂具有更强的萃取能力。但硫代酸性磷类萃取剂的稳定性较差和价格昂贵，阻碍了此类萃取剂的大规模推广与应用。现阶段，国内普遍采用P204作为铟的萃取剂，从含铟溶液中萃取回收铟。该工艺过程可以实现In(III)与二价金属离子的分离，但由于P204对铟及三价铁离子的萃合能力过强，导致铟反萃困难，需要使用高浓度盐酸才能反萃。且萃取过程与铟共萃的杂质离子（如：Fe(III)、Sb(III)、Bi(III)等）难以反萃，杂质离子在有机相中循环累积，造成萃取剂老化，再生能力弱，降低铟萃取效率，增加萃取剂消耗。因此，开发铟萃取的新型萃取体系，提高金属萃取率、增强反萃性能和再生能力，延长萃取剂使用寿命和降低生产成本，一直是冶金工作者研究的重要方向。

发明内容

针对目前普遍使用的P204单一萃取体系对铟及杂质离子的萃取能力过强，选择性差和反萃困难等技术问题，本发明提供一种复合萃取剂及该复合萃取剂萃取分离回收铟的方法。本发明利用复合萃取剂中不同性质官能团均参与萃取反应，从而提高萃取剂的选择性萃取能力和降低铟的反萃性能，开发一种性质稳定、铟萃取率高、反萃容易和循环使用寿命长等复合萃取体系，本发明通过以下技术方案实现。

一种复合萃取剂，包括以下体积百分比组分：5%~30%P204，5%~20%TBP，5%~20%TRPO和40%~70%磺化煤油。

一种复合萃取剂萃取分离回收铟的方法，其具体步骤如下：

（1）首先将萃铟原液按照相比(有机相:水相)为1:1~1:5加入复合萃取剂萃取3~10min，其中复合萃取剂包括以下体积百分比组分：5%~30%P204，5%~20%TBP，5%~20%TRPO和40%~70%磺化煤油，萃取完成后沉降15~20min，分离后得到载铟有机相；

（2）将步骤（1）得到的载铟有机相按照相比(有机相:水相)为5:1~15:1加入以硫酸和盐酸组成的混酸进行反萃10~15min，分相后得到反萃液；

（3）向步骤（2）得到的反萃液按照液固比8~15ml/g加入金属置换，最终获得海绵铟。

所述步骤（1）中的萃取级数为2~6级。

所述步骤（2）混酸中硫酸浓度为0.5mol/L~2mol/L，混酸中盐酸浓度为0.5mol/L~3mol/L。

所述步骤（3）中金属为铝片或锌片。

上述步骤（1）中的萃铟原液为湿法炼锌过程产出的还原浸出液、次氧化锌酸性浸出液、锌冶炼过程富铟渣酸性浸出液、含铟废料酸性浸出液或含铟废渣酸性浸出液。

本发明的有益效果是：

1、利用复合萃取剂中不同性质官能团均参与萃取反应，从而提高萃取剂的选择性萃取能力和降低铟的反萃性能.复合萃取剂化学稳定性好，选择性萃取能力强、铟萃取率高，在一定的酸度、萃取剂浓度条件下，铟的萃取率达到90%以上。