低酸浸出-溶剂萃取法从含铟渣中回收铟曾冬铭,舒万艮,刘又年,雷存喜(中南大学化学化工学院,长沙410083)摘要:用正交实验法研究从复杂含铟冶炼渣中回收铟的低酸浸出-溶剂萃取工艺,探讨铟锑分离的条件。含铟锑渣用2mol/LH2SO4和30～40g/LNaCl两段逆流浸取,浸出温度100℃,铟的浸出率为80%。用P204-磺化煤油体系,相比O/A为1∶3,水相保持浸出液酸度,3级逆流萃取,铟的萃取率达98%以上,用30g/L草酸溶液2次洗脱负载有机相中的锑,脱除率99%。用2mol/LHCl溶液3级逆流反萃铟,铟的反萃率在99%以上。关键词:含铟渣;铟;锑;回收中图分类号:TF84311;TF818;TF803121;TF80412文献标识码:A文章编号:1001-0211(2002)03-0041-03收稿日期:2001-09-17作者简介:曾冬铭(1962-),男,湖南湘潭人,副教授,硕士铟属稀散金属,主要用于制造半导体、阴极射线荧光粉、无汞锌粉、透明导电膜等电子材料。铟在地壳中含量约011μg/g,且分散程度大,通常伴生于其它金属矿石中,如闪锌矿、方铅矿、铜矿等。各种含铟冶炼渣[1-2]、烟尘、烟灰及含铟废料[3]是提取铟的重要原料,常采用支撑液膜[4]、萃取[5-7]、螯合树脂等方法分离提取。采用广西某厂的锑冶炼渣为原料,通过研究含铟渣的浸取、萃取、反萃取等过程中的条件,成功地分离提取了铟。1试验方法111试验仪器和试剂仪器:电动搅拌器、恒温水浴、分液漏斗、振荡器、原子吸收分光光度计。药品:H2SO4、盐酸、草酸、二(2-乙基己基)磷酸(P204)均为分析纯,磺化煤油由市售煤油经浓硫酸、5%碳酸钠溶液及蒸馏水分别洗涤制得。112试验步骤称取一定量的含铟渣,加入稀硫酸溶液,加热,搅拌,浸取过程中不断补加蒸馏水以保持体积恒定,一定时间后取出过滤。滤液用P204-磺化煤油萃取,然后用不同浓度的HCl反萃,得到较纯的含铟溶液。在试验过程中用原子吸收分光光度计分析铟、锑含量。113试验原理浸取过程中,含铟渣中的铟、锑被H2SO4溶解进入溶液中。2In+3H2SO4→In2(SO4)3+3H2↑(1)In2O3+3H2SO4→In2(SO4)3+3H2O(2)Sb2O3+3H2SO4→Sb2(SO4)3+3H2O(3)萃取过程中,铟、锑分别与P204结合,进入有机相中,P204用HR表示。In3+(Sb3+)(a)+3(HR)2(o)[In(Sb)R3·3HR(o)+3H+(a)(4)2试验结果与讨论211含铟渣的浸出采用正交试验法研究铟的浸出,考虑硫酸浓度、温度、时间、NaCl用量对浸出的影响,用4因素3水平试验,条件及结果见表1。表14因素3水平正交试验Table1Orthogonalexperimentoffourfactorsandthreelevels序号温度/℃时间/h硫酸浓度(mol·L-1)NaCl用量/g浸取率/%180110261528022547103803310631849012105416590230541869031538157100135681981002110551191003205814从表1结果可知,用极差分析影响含铟渣中铟浸出率高低的因素,按从大到小的顺序排列为:H2SO4浓度、温度、NaCl用量、时间。最优条件为H2SO4浓度3mol/L,温度100℃,NaCl用量10g,时间为3h。实际上,如果继续增加H2SO4浓度和温第54卷第3期2002年8月有色金属NONFERROUSMETALSVol154,No13August2002©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.度,铟的浸出率还会有所提高,但考虑到硫酸浓度提高会使锑的浸出升高,且含量远远大于铟,不利于铟的提纯。另外,锑离子造成萃取时产生第三相,使分离困难。故将浸出用H2SO4浓度降低为2mol/L,并用2段逆流浸取,这样溶液余酸含量低,可通过静置,使锑离子充分水解。结果表明铟的浸出率可达80%以上,而锑的浸出率不到3%。212铟的萃取21211萃取剂的选择。采用几种常见的萃取剂P204、磷酸三丁酯(TBP)及P204-TBP进行萃取,考察铟的萃取率,结果见图1。由图1可见,TBP的萃取率低,其与P204的协萃也表现不佳,故采用P204做萃取剂。a-30%TBP;b-10%P204-30%TBP;c-20%TBP-20%P204;d-30%P204-10%TBP;e-30%P204图1萃取剂对铟的萃取率的影响Fig11Effectofextractantonindiumextraction图2酸度对铟萃取及铟锑分离的影响Fig.2Effectofacidityonextactionofindiumandseparationofindium/antimony21212酸度对Sb3+与In3+分离的影响。通过改变水相的酸度,观察铟、锑的萃取情况,结果见图2。从图2可知,酸度降低,In3+萃取率有所提高,但分离系数降低,为了达到控制Sb3+不被萃取的目的,以酸度越高越好,这时浸取后的酸度为015mol/L,故以...
