从铟锡置换渣中分离回收锡和铟的方法技术

本发明专利技术提出了一种从铟锡置换渣中分离回收铟和锡的方法，属于冶金技术领域。本发明专利技术采用湿法—火法联合冶金工艺分离回收铟锡置换渣中的锡和铟，经湿法浸出去除锌等杂质金属，通过火法熔炼去除锡合金中的铟，产出粗锡和熔炼渣，熔炼渣经浸出后，产出海绵铟和氯化盐溶液。氯化盐溶液经过蒸发结晶、脱水干燥后得到氯化介质，并可返回熔炼过程循环使用。本发明专利技术的工艺流程结构合理，适应性较强，作业过程无酸雾、一氧化氮、二氧化氮等废气排放、工作环境良好，且能与现有湿法回收铟的主工艺相配套，易于工业化实施。

【技术实现步骤摘要】
从铟锡置换渣中分离回收锡和铟的方法
本专利技术涉及冶金
，具体涉及一种用冶金工艺回收二次资源中的有价金属的方法，尤其涉及一种联合湿法冶金和火法冶金工艺分离回收ITO废靶材时所产生的铟锡置换渣中金属锡和金属铟的方法。
技术介绍
铟锡氧化物（ITO）靶材的制备和使用过程中，会产生大量含高价值铟锡金属的边角废料。对这些ITO靶材废料的回收主要采用酸溶湿法回收，其工艺大致为破碎球磨——酸浸——置换除锡——置换铟——粗铟电解。在置换除锡工序中，利用铟的化学性质稍比锡活泼，常用粗铟置换溶液中的锡离子，得到铟锡置换渣。由于加入的粗铟反应不完全，而且部分铟被锡包裹，导致铟锡置换渣中的铟含量往往在1~50%不等；此外溶液中含有较多的杂质，铟锡置换渣常呈胶态沉淀，杂质多且浇筑熔炼时的收率低。尽管铟锡置换渣中含有铟金属，但是处理难度太大，所以绝大多数的企业都是将其堆存或低价外售，而较少进行回收处理。公开号为CN104674012A的专利申请公开了一种从锡渣中分离铟的方法，其步骤是：将锡渣用水漂洗，漂洗后的清洗液加入碱溶液，将pH值调至2～3，静置沉淀，过滤后的滤液加入酸溶液并将pH值调至1～1.5，然后用铟板置换出锡，最后用铝板将溶液中的铟置换出来。此方法用水漂洗锡渣，可以使锡的胶态沉淀物和部分可溶铟转入溶液进行分离，但是无法处理被锡包裹的绝大部分铟，最终获得的仅是铟锡合金，还需要后续分离铟，因而不具有广泛应用性。公开号为CN1757768A的专利申请公开了一种铟锡混合物的分离方法，包括含铟锡混合物的废料粉末酸浸出、锌置换、海绵铟压团、铸型等步骤，锌置换步骤包含锌粉置换和锌片置换两步骤，即先在含铟锡混合物的盐酸或硫酸溶液中添加入锌粉，将锡离子置换为固体锡，温度为40～80℃，时间为1～6小时，将固液进行分离，得到除锡后液和锡渣；再对除锡后液用锌片进行置换，压团后得到海绵铟，熔铸成粗铟；锡渣用浓硝酸浸泡除杂后，再用焦粉进行还原熔炼得粗锡，所得粗锡品位为Sn(wt％)≥95％。此方法采用浓硝酸浸泡锡渣进行除杂时，不仅因为浓硝酸会与锡、杂质反应而大量消耗，而且反应过程中容易挥发和分解产生二氧化氮、一氧化氮等有毒气体，严重污染环境。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术要解决的技术问题是提供一种从铟锡置换渣中分离回收锡和铟的方法，该方法实现同时回收铟和锡，且有效提高回收的锡的纯度，并具有工艺简单、成本低并且环境友好的优点。本专利技术的解决方案是这样实现的：一种从铟锡置换渣中分离回收锡和铟的方法，包括以下步骤：（1）用稀酸浸出铟锡置换渣，控制反应条件，铟、锌等杂质金属被浸出，锡呈现为未溶出的状态；过滤，洗涤，得到含铟滤液和含锡滤渣；（2）将含锡滤渣压团，并去除水分；（3）将压团并去除水分后的含锡滤渣放入坩埚中，在含锡滤渣上覆盖氯化介质，加热熔炼；熔炼结束后，分离熔炼渣和锡熔液；锡熔液冷却后即为粗锡；（4）将熔炼渣加水浸出，过滤后得到第二含铟滤液和粗铟。本专利技术所述的铟锡置换渣是指铟锡氧化物（ITO）靶材采用破碎球磨——酸浸——置换除锡——置换铟——粗铟电解的工艺时，在置换除锡工序中，用粗铟置换溶液中的锡离子，从而得到铟锡置换渣。进一步的，步骤（1）所述的稀酸是指浓度为0.5~2mol/L的稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸或醋酸，优选稀盐酸。进一步的，步骤（1）所述的稀酸浸出过程中，稀酸溶液与铟锡置换渣的质量比为1~8：1，优选为2~6：1；浸出温度为30~60℃，优选为30~40℃；浸出时间为1~12h，优选4~12h。进一步的，步骤（1）所述的过滤采用板框压滤、真空抽滤或重力过滤，优选真空抽滤。进一步的，步骤（3）所述的氯化介质选自三氯化铟、氯化锡、氯化铵、氯化锌等的一种或多种。进一步的，氯化介质的加入量为铟锡置换渣的质量的10~50%。进一步的，步骤（3）所述的熔炼过程中，熔炼温度为300~600℃，优选为300~500℃；熔炼时间为0.5~3h，优选为1~3h。进一步的，步骤（4）所述的加水浸出熔炼渣的过程中，熔炼渣与水的质量比为1：1~8，优选为1：2~4。进一步的，本专利技术还包括以下步骤，将步骤（1）所述的含铟滤液输送至提铟工序。进一步的，本专利技术还包括以下步骤，蒸发步骤（4）所述的第二含铟滤液，溶质结晶后干燥，得到的产品作为步骤（3）的氯化介质。本专利技术采用上述技术方案，实现了锡和铟的分离与回收。本专利技术用稀酸浸出铟锡置换渣的过程中，易溶于稀酸的金属杂质，比如锌，溶解到溶液中，有利于锌等杂质金属的去除；铟锡置换渣中，以单质存在的锡在稀酸溶液中，溶解速度非常缓慢，基本上不溶出；以氢氧化锡形式存在的胶状锡先溶解进入稀酸溶液，随后又与置换渣中的铟反应，被置换成单质锡，因此浸出液中基本无锡离子存在，保证了锡与其他金属元素的有效分离，提高了锡的回收率。本专利技术在熔炼过程中采用的氯化介质，熔炼完成后经浸出、蒸发、结晶、干燥后可返回至熔炼过程，能够循环使用，试剂投入量少。而且本专利技术采用低温熔炼，可实现锡金属中铟的去除，铟进入到熔炼渣中，而锡以熔液的形式存在，根据两者的不同密度，容易实现分离。本专利技术用水浸出熔炼渣，得到粗铟，粗铟可直接返到现有湿法回收铟的主工艺中用于置换锡，可进一步节约ITO靶材废料的回收成本。总体而言，本专利技术采用湿法—火法联合冶金工艺分离回收铟锡置换渣中的锡和铟，经湿法浸出去除锌等杂质金属，通过火法熔炼去除锡合金中的铟，产出粗锡和熔炼渣，熔炼渣经浸出后，产出海绵铟和氯化盐溶液。氯化盐溶液经过蒸发结晶、脱水干燥后得到氯化介质，并可返回熔炼过程循环使用。本专利技术的工艺流程结构合理，适应性较强，作业过程无酸雾、一氧化氮、二氧化氮等废气排放、工作环境良好，且能与现有湿法回收铟的主工艺相配套，易于工业化实施。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术回收铟锡置换中铟和锡的工艺流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本专利技术的保护范围有任何的限制作用。本专利技术提供的优选实施例处理铟锡置换渣的工艺流程如图1所示。实施例1铟锡置换渣的成分含量如下：Sn61.22%、In38.07%、Zn0.65%、其它0.06%。（1）稀酸溶解：按液固质量比为8：1的比例，将200g锡置换渣加入到0.5mol/L的稀盐酸溶液中，加热至30°C，溶解12h后过滤，得到第一滤液和第一滤渣。（2）低温氯化熔炼：将第一滤渣压团除去水分后，装入熔化炉的石墨坩埚内，再按铟锡置换渣质量的50%加入干燥的氯化介质（三氯化铟90%、氯化铵10%）覆盖其上，升温加热至550°C进行氯化熔炼0.5h，得到熔炼渣和粗锡138.1g，其中粗锡含Sn88.69%。（3）水浸溶解：将步骤（2）得到的熔炼渣按液固比1：1的比例，加水浸出并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从铟锡置换渣中分离回收锡和铟的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）用稀酸浸出铟锡置换渣，控制反应条件，使铟、锌等金属被浸出，而锡最终呈现为未溶出的状态；过滤，洗涤，得到含铟滤液和含锡滤渣；/n（2）将含锡滤渣压团，并去除水分；/n（3）将压团并去除水分后的含锡滤渣放入坩埚中，在含锡滤渣上覆盖氯化介质，加热熔炼；熔炼结束后，分离熔炼渣和锡熔液；锡熔液冷却后即为粗锡；/n（4）将熔炼渣加水浸出，过滤后得到第二含铟滤液和粗铟。/n

【技术特征摘要】
1.一种从铟锡置换渣中分离回收锡和铟的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）用稀酸浸出铟锡置换渣，控制反应条件，使铟、锌等金属被浸出，而锡最终呈现为未溶出的状态；过滤，洗涤，得到含铟滤液和含锡滤渣；
（2）将含锡滤渣压团，并去除水分；
（3）将压团并去除水分后的含锡滤渣放入坩埚中，在含锡滤渣上覆盖氯化介质，加热熔炼；熔炼结束后，分离熔炼渣和锡熔液；锡熔液冷却后即为粗锡；
（4）将熔炼渣加水浸出，过滤后得到第二含铟滤液和粗铟。


2.如权利要求1所述的一种从铟锡置换渣中分离回收锡和铟的方法，其特征在于，步骤（1）所述的稀酸是指浓度为0.5~2mol/L的稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸或醋酸。


3.如权利要求1或2所述的一种从铟锡置换渣中分离回收锡和铟的方法，其特征在于，步骤（1）所述的稀酸浸出过程中，稀酸溶液与铟锡置换渣的质量比为1~8：1；浸出温度为30~60℃；浸出时间为1~12h。


4.如权利要求1所述的一种从铟锡置换渣中分离回收锡和铟的方法，其特征在于，步骤（1）所述的过滤采用板框压滤、真空抽滤或重力过滤。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鸿飞，殷亮，肖红军，朱刘，
申请(专利权)人：广东先导稀材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44