硬锌渣中综合回收锌、铟、锡的方法

　　硬锌是火法炼锌粗锌精馏过程中产出的大量以锌为主的多元金属及化合物的混合物，产率约为粗锌处理量的4%,常含有铟、锡、铜、锗等重金属。硬锌经电炉或真空炉蒸馏脱锌后，获得粗锌锭和富含铟、锡、锌、银等有价金属的硬锌渣（底铅和残渣）。

　　硬锌渣极具综合回收价值[1-2].从硬锌渣中提取铟目前有火法和湿法。湿法工艺中，用盐酸作浸出剂，铟浸出率较高，但存在设备腐蚀及氯离子难于处理等问题[3-5].试验研究了采用稀酸中性浸出锌-浓硫酸熟化水浸铟-碱浸锡工艺从硬锌渣中综合回收锌、铟、锡，旨在为硬锌渣的处理探寻一种新方法。

　　1试验部分

　　1.1试验原料

　　试验原料为某炼锌厂提供的硬锌渣，主要组分见表1.

　　1.2试剂和主要设备

　　主要试剂：98%硫酸，氢氧化钠，均为分析纯。试验仪器：六联搅拌器，恒温水浴锅，烧杯，数显电动搅拌器等。

　　1.3试验方法

　　将已经破碎磨细的硬锌渣混合均匀并干燥。

　　稀酸中性浸出锌：用稀硫酸在一定条件下浸出硬锌渣中的锌，其他金属留在渣中，锌与铟、锡分离。浸出终点pH控制在5.0~5.5之间。

　　浓硫酸熟化、水浸铟：用浓硫酸对锌浸出后的渣熟化，然后用水浸出铟，铟浸出同时有部分锡也被浸出。浓硫酸与湿的中性浸出渣反应6h（剧烈放热，温度可达150 ℃以上），然后加水搅拌浸出4h,控制浸出终点pH=1.0.含铟水浸液送溶剂萃取分离铟。

　　碱浸锡：锌、铟浸出后的渣用氢氧化钠溶液浸出锡，搅拌浸出2h.

　　工艺流程如图1所示。

　　2试验结果及讨论

　　2.1硬锌渣粒度对锌、铟、锡浸出率的影响

　　浸出各段均有不同程度的放热现象，试验过程中未对温度因素进行系统考察。稀硫酸中性浸出过程中反应放热，体系温度可达30~40 ℃，试验选取在40℃下进行中性浸出；浓硫酸熟化渣加水后温度可达60℃以上，为了得到更好的浸出效果，试验确定在85 ℃下对浓硫酸熟化渣进行水浸；碱浸锡时，片碱与水反应放热，体系温度可达35℃以上，试验确定在40℃下进行碱浸。

　　稀酸中性浸出锌试验条件：温度40 ℃，液固体积质量比4∶1,反应时间2h,反应终点pH5.0~5.5.

　　浓硫酸熟化渣水浸铟试验条件：温度85 ℃，液固体积质量比8∶1,反应时间4h.

　　碱 浸 条 件：温 度40 ℃，氢 氧 化 钠 浓 度2mol/L,液固体积质量比3∶1,反应时间2h.

　　硬锌渣粒度对锌、铟、锡浸出率的影响试验结果如图2所示。

　　从图2看出：随硬锌渣粒度减小，锌、铟、锡浸出率逐渐升高；粒度小于200目后，金属浸出率均变化不大。粒度为200目时，锌浸出率在87%~90%之 间，铟 浸 出 率 达99.2%,锡 浸 出 率 达96.54%.

　　浓硫酸熟化的本质是将硬锌渣中的金属元素及化合物转化成易溶于水的金属氧化物及硫酸盐。若物料粒度过大，浓硫酸与铁和铝会发生钝化反应，与铅反应形成致密的PbSO4.浓硫酸与Fe、Pb、Al反应形成的致密氧化膜会阻止反应继续进行，粒度越大，包裹的可能性就越大，致使铟、锡浸出率降低[6-9].因此，硬锌渣的粒度以200目为宜。