銦作為當今時代最重要的高科技領域新材料之一,被廣泛應用于國防軍事、航空航天、核工業(yè)、信息化產業(yè)、電子行業(yè)以及醫(yī)療衛(wèi)生等領域,具有重要的戰(zhàn)略資源地位。在鉛、鋅、鋁等金屬冶煉過程中,大部分銦進入廢渣而被廢棄,或在廢水中流失,造成重大的資源損失和環(huán)境污染。因此,研究分析鋅、鉛、鋁等金屬冶煉過程中銦的回收和利用,對于提高企業(yè)的經濟效益,保護生態(tài)環(huán)境等具有非常重要的意義。以株洲冶煉有限公司鋅冶煉過程中產生的銅煙灰為原料,通過研究分析,在回收銦的工藝過程中,主要是因為銅煙灰中銦的浸出率較低,影響銦的回收。經過對原料XRD分析和銦工藝礦物學分析可知,銦在銅煙灰中的主要存在形式為氧化銦(In_2O_3)和硫化銦(In_2S_3),分析計算了硫化銦及原料中金屬氧化物的反應熱力學,銦及銦的硫化物在不同溫度下各種平衡反應的電位及pH值,從熱力學角度分析浸出反應的可行性,并根據(jù)計算結果繪制了不同溫度下In-H_2O系和In-S-H_2O系的電位-pH圖,了解各組分的溶解穩(wěn)定區(qū)和優(yōu)勢區(qū)域,為實驗提供理論指導。根據(jù)株洲冶煉有限公司硫酸浸出銅煙灰中銦的工藝方法,以銦的浸出率為表征,研究分析影響銦浸出率的因素,通過單因素分析實驗,得到硫酸浸出銅煙灰中銦工藝的最優(yōu)化參數(shù)為:硫酸濃度300g/L、液固比(mL/g)為6:1、浸出反應溫度90℃、浸出反應時間5小時、高錳酸鉀添加量0.3%(0.06g),在最優(yōu)化工藝參數(shù)條件下,銦的浸出率為65.73%。根據(jù)實驗理論及熱力學計算分析,在硫酸浸出銅煙灰中銦實驗基礎上探索濃硫酸熟化浸出工藝,提高銦的浸出率。通過實驗發(fā)現(xiàn),濃硫酸熟化浸出銅煙灰中銦實驗的最優(yōu)化工藝參數(shù)為:濃硫酸用量(30mL)、液固比(mL/g)為1.5:1、濃硫酸熟化時間2小時、浸出反應時間2小時、浸出反應溫度90℃、高錳酸鉀添加量0.3%(0.06g),浸出過程中向體系中補充適量水,保持浸出初始狀態(tài)的液固比(mL/g)為6:1,初始酸濃度保持在300g/L時,銦的浸出效果最佳,銦的浸出率高達88%以上。對含銦浸出液進行分析檢測可知,濃硫酸熟化浸出銅煙灰中銦實驗中,會使銅煙灰中大量的雜質進入溶液,浸出液中雜質成分的變化不大,只是雜質濃度發(fā)生了變化。本文采用鐵粉凈化銦浸出液,驗證濃硫酸熟化浸出銅煙灰中銦工藝是否對后續(xù)凈化工藝帶來負面影響,是否能夠有效提高銦的最終回收率。由凈化實驗結果可知,采用提出的新工藝(濃硫酸熟化浸出工藝),In的凈化保持率可達99.03%。本研究提出的的濃硫酸熟化浸出工藝,相比于常規(guī)硫酸浸出,可有效提高銦的浸出率,對浸出工藝具有積極作用,后續(xù)凈化、萃取等工藝改變相關工藝參數(shù)均可進行,能夠滿足企業(yè)生產需求,達到提高銦回收率的目的。
【學位單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TF843.1
【部分圖文】：

樟鞒獺⑴?蛩崾旎??齬ひ樟鞒碳敖?齜從ψ爸萌繽?2.1 圖 2.2 和圖2.3 所示。銅煙灰+KMnO4+H2SO4浸出浸出渣 浸出液凈化萃取置換反萃凈化渣 凈化液負載有機相 萃取液反萃液粗銦壓團熔鑄回收鋅圖 2.1 硫酸浸出工藝流程Fig2.1 Sulfuric acid leaching process

圖 2.5 25℃ In-H2O 系 E-pH 圖Fig 2.5 The chart of E and pH value in In-H2O line at 25 centigrade

圖 2.5 25℃ In-H2O 系 E-pH 圖Fig 2.5 The chart of E and pH value in In-H2O line at 25 centigrade
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本文編號：2844883