从含液晶铟精矿中回收锡的方法技术

从含液晶铟精矿中回收锡的方法，属于资源再生技术领域。包括低温烘干、球磨、加碱焙烧、加水浸出、压滤、提锡、熔铸等过程，该方法具有锡的直收率高、工艺操作简单、设备投资小、生产成本低、不产生二次污染等优点。

Method for recovering tin from indium concentrate containing liquid crystal

The invention relates to a method for recovering tin from a liquid crystal indium concentrate, belonging to the technical field of resource recycling. Including low-temperature drying, milling, alkali roasting, water leaching, filtration, extraction, tin casting process, this method has advantages of direct recovery of tin, simple process, low equipment investment, low production cost, does not have two pollution etc..

【技术实现步骤摘要】
从含液晶铟精矿中回收锡的方法
本专利技术属于资源再生
，特别是对废液晶显示屏中物理富集的含液晶铟精矿中的金属锡的回收技术。
技术介绍
液晶显示器（LCD）从20世纪90年代开始迅速发展,并逐步走向成熟，由于其具有清晰度高、图像色彩好、环保、省电、轻薄及便于携带等优点，已被广泛应用于家用电器、电脑和通信产品中。目前的液晶显示屏大多是利用环氧树脂将两片刻有铟电极的玻璃基板密封，注入液晶后，在两块玻璃基板外侧压贴偏光片，从而构成一个完整的液晶显示器件。因此回收和处理废液晶屏的关键在于如何将偏光片、玻璃基板以及用于刻制铟电极的ITO膜三者有效地分离。对于废液晶显示屏的回收已经有了相关的报道，例如台湾的秦文隆将废弃液晶显示器面板破开后，置入密闭炉中进行处理，分离镀膜氧化物和玻璃片。但采用秦文隆的分离方法铟的回收率低于60%，铟精矿的富集比低，由于采用火法挥发、能耗过大，生产工艺不经济，无法实现工业化。日本的村谷利明则是将含有氧化铟锡的废LCD粉碎，利用酸将氧化铟锡溶解，添加置换金属，使铟析出；台湾的学者Kae-LongLin利用液晶显示器的玻璃废物代替陶土，制取生态砖。村谷利明的分离方法是直接将废液晶屏作为铟生产原料，缺少前段的富集过程，而废液晶屏中铟的含量仅为300～600ug/g，所以直接酸溶的结果就是铟收率低、浸出液铟浓度低、生产成本过高，无法实现工业化。台湾的学者Kae-LongLin提出的方法利用显示器的玻璃废物代替陶土，制取生态砖是可行的，但是对于铟的回收没有设计切实可行的方案，未能将废液晶屏实现全面的综合回收。在申请号为201510551451.9的一种将废液晶显示屏进行分体的方法中通过在废液晶显示屏的两个外侧布置的吸盘等使显示屏分离。这种物理的方法将废液晶屏分为玻璃、偏光片和含液晶的铟精矿，含液晶铟精矿中因为含有液晶、玻璃、锡等杂质。后续处理中如采用简单焙烧方式分解液晶的同时提高铟精矿的品位，焙后铟精矿再浸出、萃取、置换、电解得到粗铟，优点是铟的回收率高，工艺简单。但是其缺点一是焙烧时分解液晶的气体因为部分氧化不充分需要有淋洗和尾气处理吸收装置，增加了环保成本，二是铟的回收要经过萃取工序，污水中COD的处理压力变大。故需要继续寻求新的技术改进和突破。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提出一种更环保、高效的从含液晶铟精矿中回收锡的方法。本专利技术包括以下步骤：1）低温烘干：将含液晶的铟精矿经80～90℃温度进行烘干，取得干燥后物料；2）球磨：将干燥后物料干磨后过筛，取得含液晶铟精矿粉料；3）加碱焙烧：将含液晶铟精矿粉料与粒状烧碱混合后在800～850℃温度条件下进行焙烧，取得焙烧后的物料；4）加水浸出：将焙烧后的物料在90～95℃水中浸出后，分别取得上清液和池底的渣液；5）压滤：将池底的渣液压滤，分别取得滤出液和压滤渣；6）提锡：将铝板或铝块加入上清液和滤出液的混合液中，在85～95℃条件下进行置换反应，反应至液相中锡浓度≤50ug/mL终止，取得海绵锡；7）熔铸：将海绵锡压滤后与片状烧碱混合，在450～500℃的条件下熔铸后，取得粗锡。本专利技术具有锡回收率高、工艺操作简单、设备投资小、生产成本低、不产生二次污染等优点。本专利技术具体优越性如下：1、通过低温烘干、球磨和加碱焙烧，将玻璃和氧化锡等转化成能够水溶的锡酸钠和硅酸钠；并且在有氧气的作用下，通过高温高碱将液晶安全分解，既无害化的分解了液晶，又为后序铟、锡的回收提供的更好的前提条件。2、通过加水浸出、压滤等工序，将硅锡转化过程中加入的大量碱与铟进行有效分离的同时硅锡也与铟得到了有效分离，大大的提高了水浸出渣中铟的品位，这样后序铟的提取就可以省去了P204萃取铟的环节，更加高效低本和环保。3、本专利技术工艺采用火湿法联合工艺，生产效率高，锡回收工艺简单，成本低；且金属回收彻底，锡的回收率大于92%。4、本专利技术具有明显的清洁特征：辅材中仅使用粒状烧碱、片状烧碱、铝等，而含铝的碱性置换残液至污水处理站用于中和本公司的酸性废水，其中的铝在酸碱中和过程中会生成聚合氧化铝，起到了聚合净化污水的作用；污水沉淀渣仅含硅、铝、钠等，可作为一般工业废物送生产建材产品等等。进一步地，本专利技术进一步地，本专利技术所述步骤1）中，干燥后物料的含水质量百分数低于2%。控制水分的目的是为了便于后续的球磨（干磨）作业，含水分低于2%可避免物料球磨时的出现结团现象，增强干磨的效果。所述步骤2）中，含液晶铟精矿粉料过筛150目。含液晶铟精矿粉料过筛150目可以达到均匀理想的矿粉和粒状烧碱的混合效果；粉料粒度过大，混合均匀度不够；粒度过小，球磨效率低。所述步骤3）中，所述含液晶铟精矿粉料与粒状烧碱的混合重量比为1∶0.8～0.9。此比例为理论值加上最小余量，并通过多次试验验证，使用此比例能充分将物料中的液晶和玻璃等分解和转化，同时保证用烧碱量最小；烧碱用量低于此比例，物料分解和转化不完全；高于此比例，造成浪费。所述步骤7）中，所述片状烧碱与压滤后海绵锡的混合重量比为0.4～0.5∶1。此比例通过多次试验验证而得，烧碱加入的目的：锡熔铸过程中会在锡的表面形成碱渣层保护层，吸收混合浮渣的同时，保护锡不被空气氧化，从而得到最大的铸锡直收率。烧碱用量低于此比例，锡的直收率下降；高于此比例，造成浪费。具体实施方式处理原料：将废液晶显示屏经物理富集后的含液晶铟精矿，经测试，其中含铟质量百分数为4～6%。操作步骤有：低温烘干、球磨、加碱焙烧、加水浸出、压滤、提锡、熔铸。1、低温烘干：将含液晶铟精矿采用电热干燥箱进行低温干燥，控制温度80～90℃，时间4～6h，取得含水质量百分数低于2%的干燥后物料。2、球磨：将干燥后物料采用球磨机干磨，磨后过筛150目，取得含液晶铟精矿粉料。3、加碱焙烧：将含液晶铟精矿粉料与粒状烧碱按1∶0.8～0.9的重量比混合，经搅拌均匀后装入不锈钢料盘，放入箱型电阻炉中在800～850℃温度条件下进行恒温6小时高温焙烧转化分解，通过加碱焙烧将玻璃转换成硅酸钠等，氧化锡转化成锡酸钠，同时液晶被高温高碱氧化分解。4、加水浸出：将焙烧后的物料放入浸出池中，加入自来水加热，物料和水的混合重量比为1∶2.5，在混合体的温度达90～95℃的条件、机械搅拌的条件下进行浸出处理，时间为6小时。将浸出处理后的溶液静置冷却12小时以上，分别取得上清液和少量浸出池底的渣液。5、压滤：将浸出池底的渣液使用压滤机进行固液分离，分别取得滤出液和压滤渣。6、提锡：将上述上清液和滤出液混合后泵入置换池，再向置换池中加入铝板或铝块并升温至85～95℃进行置换反应。置换反应是单质与化合物反应生成另外的单质和化合物的化学反应，包括金属与金属盐的反应。金属置换是一种金属从溶液中将另一种金属离子置换出来的氧化还原过程。此时作为置换剂的金属被氧化呈离子形态进入溶液中，被置换的金属离子被还原呈金属态析出。铝板置换溶液中锡的反应属于金属置换反应，反应式为：4Al＋3Sn4+=4Al3+＋3Sn置换反应至液相中锡浓度≤50ug/mL终止，分别得到海绵锡和残液。7、熔铸：将海绵锡用机械压团去水后加片状烧碱在温度为450～500℃的条件下熔铸，其中片状烧碱和压团后的海绵锡的混合重量比为0.4～0.5∶1，得到锡含量大于99本文档来自技高网...

【技术保护点】
从含液晶铟精矿中回收锡的方法，其特征在于包括以下步骤：1）低温烘干：将含液晶的铟精矿经80～90℃温度进行烘干，取得干燥后物料；2）球磨：将干燥后物料干磨后过筛，取得含液晶铟精矿粉料；3）加碱焙烧：将含液晶铟精矿粉料与粒状烧碱混合后在800～850℃温度条件下进行焙烧，取得焙烧后的物料；4）加水浸出：将焙烧后的物料在90～95℃水中浸出后，分别取得上清液和池底的渣液；5）压滤：将池底的渣液压滤，分别取得滤出液和压滤渣；6）提锡：将铝板或铝块加入上清液和滤出液的混合液中，在85～95℃条件下进行置换反应，反应至液相中锡浓度≤50ug/mL终止，取得海绵锡；7）熔铸：将海绵锡压滤后与片状烧碱混合，在450～500℃的条件下熔铸后，取得粗锡。

【技术特征摘要】
1.从含液晶铟精矿中回收锡的方法，其特征在于包括以下步骤：1）低温烘干：将含液晶的铟精矿经80～90℃温度进行烘干，取得干燥后物料；2）球磨：将干燥后物料干磨后过筛，取得含液晶铟精矿粉料；3）加碱焙烧：将含液晶铟精矿粉料与粒状烧碱混合后在800～850℃温度条件下进行焙烧，取得焙烧后的物料；4）加水浸出：将焙烧后的物料在90～95℃水中浸出后，分别取得上清液和池底的渣液；5）压滤：将池底的渣液压滤，分别取得滤出液和压滤渣；6）提锡：将铝板或铝块加入上清液和滤出液的混合液中，在85～95℃条件下进行置换反应，反应至液相中锡浓度≤50ug/mL终止，取得海绵锡；7）熔铸：...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪洋，樊红杰，岳喜龙，朱炳龙，许振明，樊飞，
申请(专利权)人：扬州宁达贵金属有限公司，江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32