精銦生產(chǎn)中雜質(zhì)鉛的行為研究

王素霞, 袁永鋒, 吳魏國

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稀貴金屬

精銦生產(chǎn)中雜質(zhì)鉛的行為研究

王素霞, 袁永鋒, 吳魏國

(河南豫光鋅業(yè)有限公司，河南 濟(jì)源 459000)

本文對如何降低精銦錠中Pb的含量，保證0#銦的品級率，提高精銦錠質(zhì)量的問題進(jìn)行分析探討，從生產(chǎn)原料、過濾效果、有機(jī)相夾帶、電解液成分四個方面進(jìn)行論述，分析采取的改進(jìn)措施，最終確保精銦錠100%合格。

精銦錠； 過濾效果； 有機(jī)相夾帶； 電解液成分

某公司精銦生產(chǎn)車間2007年建成投產(chǎn)，原料來自20萬t濕法煉鋅中氧化鋅焙砂浸出產(chǎn)出的銦富集渣。生產(chǎn)精銦錠的主要工藝流程為銦富集渣浸出—萃取—反萃—置換—鑄陽極—電解—精煉—鑄錠。2009年12月有色金屬行業(yè)頒布了銦錠質(zhì)量的新標(biāo)準(zhǔn)YS/T257- 2009，新的國標(biāo)對銦錠的雜質(zhì)成份均有了更加嚴(yán)格的要求，要求雜質(zhì)Pb≤5×10-6,而該公司在實際生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)小項Pb>5×10-6的情況，嚴(yán)重影響了精銦錠質(zhì)量。針對這一情況，該廠經(jīng)過兩年的實踐與改進(jìn)，總結(jié)出一系列降低銦錠含鉛的措施，2013年該廠精銦錠100%符合新國標(biāo)99.995標(biāo)準(zhǔn)。精銦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 精銦質(zhì)量國標(biāo) %

1 影響因素分析

1.1 精銦生產(chǎn)工藝流程

精銦生產(chǎn)工藝流程如圖1。

圖1 銦冶煉工藝流程圖

1.2 生產(chǎn)精銦的原料

生產(chǎn)精銦的原料主要是濕法煉鋅中氧化鋅焙砂浸出產(chǎn)出的銦富集渣，銦富集渣化驗數(shù)據(jù)如表2。

在實際生產(chǎn)中，銦富集渣是由氧化鋅低酸浸出液水解而成，銦富集渣品位低，雜質(zhì)含量高，渣量大，在經(jīng)過兩段浸出后，所產(chǎn)高酸浸渣含銦仍不低于0.25%。為提高銦回收率，該部分含鉛高的不合格高酸浸渣需重新投進(jìn)低酸浸出槽進(jìn)行二次浸出。低酸浸出液及高酸浸渣化驗數(shù)據(jù)如表3、表4。

表2 銦富集渣化驗數(shù)據(jù) %

表3 低酸浸出液化驗數(shù)據(jù) g/L

表4 高酸浸出渣化驗數(shù)據(jù) %

由表3、表4數(shù)據(jù)可以看出，原料銦富集渣含鉛比較高，在硫酸體系中經(jīng)過兩次浸出后，會有一部分鉛以硫酸鉛微溶物進(jìn)入溶液，進(jìn)入銦生產(chǎn)的下道工序。

1.3 過濾效果差

低酸浸出液加鐵粉和骨膠凈化后經(jīng)過壓濾機(jī)壓濾，濾液送往萃取工序。在壓濾過程中會出現(xiàn)濾液跑渾的現(xiàn)象，跑渾的濾液沒有及時處理，直接進(jìn)入料液儲槽，并且壓濾機(jī)接液盤沒有執(zhí)行周期清理制度，接液盤內(nèi)因濾液跑渾殘存的含鉛積渣被沖進(jìn)料液槽。

1.4 有機(jī)相夾帶水相

在萃取過程中，分相不徹底，伴有有機(jī)相夾帶水相的狀況，夾帶的含鉛水相進(jìn)入反萃工序，造成反萃液含鉛較高。反萃液經(jīng)置換壓團(tuán)后產(chǎn)出的銦陽極板鉛含量大于0.015%。陽極板化驗數(shù)據(jù)見表5。

1.5 電解液成分的影響

電解過程中銦離子濃度對電位較正的雜質(zhì)析出有抑制作用，當(dāng)銦離子濃度較低時，電位較正的Pb離子易在陰極析出；另外酸度對Pb的析出也有影響，當(dāng)pH小于1.5時，陰極上的析出銦疏松，有吸附性，Pb也會被吸附在陰極上。

2 改進(jìn)措施及效果

2.1 改進(jìn)措施

增加預(yù)浸工序，降低低酸浸酸度，縮短反應(yīng)時間。

針對氧化鋅焙砂浸出產(chǎn)出的銦富集渣增加一道預(yù)浸出工序，即按照始酸20～30 g/L，終酸pH3.5～4.0，溫度60～70 ℃，時間1～2 h進(jìn)行一次預(yù)浸出，預(yù)浸前后銦富集渣化驗結(jié)果如表6。

表6 預(yù)浸前后銦富集渣化驗數(shù)據(jù) %

由表6可以看出預(yù)浸后銦富集渣渣量降低40%～45%，鉛富集1.5～2.0倍。在降低渣量的同時，降低低酸浸酸度，酸度由先前的120～140 g/L調(diào)至90～110 g/L,反應(yīng)時間由 8～10 h降低至4～6 h，高酸浸出仍采用先前的工藝條件。低酸浸出液及高酸浸出渣化驗數(shù)據(jù)如表7、表8。

表7 低酸浸出液化驗數(shù)據(jù) g/L

從表7、表8數(shù)據(jù)分析，低酸浸出液含鉛明顯降低，降低率45%左右；高酸浸出渣含銦小于0.25%，且鉛呈上升趨勢。銦富集渣經(jīng)過兩段浸出后產(chǎn)出的高酸浸渣已經(jīng)合格，不必再次浸出。

表8 高酸浸出渣化驗數(shù)據(jù) %

2.2 加強(qiáng)周期性管理，確保濾液質(zhì)量

針對濾液跑渾，經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有些濾布已經(jīng)爛掉沒有及時更換，有的濾布在濾板壓緊時沒有鋪平，出現(xiàn)卷角現(xiàn)象，還有的濾布孔已經(jīng)被堵塞。為此，重新規(guī)范了濾布的更換周期，將濾布使用時間由15天調(diào)整為7天。同時對壓濾機(jī)接液盤進(jìn)行改造，在接液盤出口加裝三通，裝上DN80FRPP法蘭閥門。對壓濾機(jī)接液盤內(nèi)積渣清理要求班班進(jìn)行，沖渣液體通過調(diào)整接液盤閥門再次返回浸出系統(tǒng)，確保送入萃取工序的料液清亮，無懸浮物。接液盤改造如圖2。

圖2 接液盤改造圖(虛線為改造部分)

2.3 反萃液中加入碳酸鍶，降低反萃液含鉛

反萃液中的鉛主要來源于有機(jī)相夾帶的水相，在反萃過程中進(jìn)入反萃液。根據(jù)硫酸鍶與硫酸鉛晶格相似，在過量硫酸根存在下生成混晶共析的原理，加入沉淀劑碳酸鍶，達(dá)到除鉛目的。銦萃取工序采用鹽酸做反萃劑，要形成硫酸鉛沉淀必須是在硫酸體系內(nèi)，故需將水和碳酸鍶按液固比1∶5調(diào)配好，緩緩加入硫酸調(diào)pH值，直至pH為2.0～2.5(反萃液弱酸環(huán)境)。將調(diào)配好的溶液加入反萃液中，邊加邊攪拌，20 min后壓濾，壓濾液直接做置換，壓團(tuán)后產(chǎn)出的銦陽極板鉛穩(wěn)定在0.01～0.012%之間。陽極板化驗數(shù)據(jù)如表9。

表9 改造后銦陽極板化驗數(shù)據(jù) %

2.4 調(diào)整電解液成分

適時補(bǔ)充新的電解液，確保電解液銦含量穩(wěn)定在60～100 g/L，pH在1.5～2.5之間，確保鉛不在陰極析出。

3 結(jié)論

生產(chǎn)實踐證明，采取以上措施后，精銦質(zhì)量有了大幅提升，成品銦錠化驗Pb穩(wěn)定在(3～4)×10-6之間，0#銦品級率達(dá)100%，達(dá)到同行業(yè)先進(jìn)水平，為公司成品銦錠創(chuàng)造了良好的品牌效益。

[1] 李洪桂等.濕法冶金學(xué)[M].長沙：中南大學(xué)出版社，2005.

[2] 邱竹賢.有色金屬冶金學(xué)[M].北京： 冶金工業(yè)出版社，2008.

Study on the behavior of lead in the production of refined indium

WANG Su-xia, YUAN Yong-feng, WU Wei-guo

This paper analyzed how to reduce the content of Pb in the refined indium ingot, assure the quality of 0#indium ingot and improve the quality of refined indium ingot. Four aspects including the raw materials of production, filtering effect, organic phase entrainment, electrolyte composition were discussed. The improvement measures were analyzed to ensure the final refined indium ingot 100% qualified.

refined indium ingot; filtering effect; organic phase entrainment; electrolyte composition

王素霞(1971—) ，女，工程師，長期從事銦冶煉工作。

2014-- 11-- 10

TF843.1

B

1672-- 6103(2015)05-- 0037-- 03