富铟高铁硫化锌精矿加压浸出液中沉铟工艺的研究

论文摘要

铟的应用深入到国民经济的每个领域,但其并不存在于可供开采的独立工业矿床,多数都伴生在锌精矿中,从锌冶炼的副产物中提取。而在炼锌的生产技术中,加压酸浸工艺已经投入生产,且表现出了很多优势。本文在前人基础上,研究了铁矾法、针铁矿法以及利用五钠作为沉淀剂,从富铟高铁加压浸出液中沉铟的工艺方法。此法既能很好地富集铟,同时又能使铁与主体金属锌得到分离,降低生产成本。第一部分：首先利用铁矾法研究了从富铟高铁加压浸出液中沉铟的影响因素。本文主要探索黄钾铁矾法,并与黄铵铁矾法沉铟作了比较。结果表明,黄钾铁矾法与黄铵铁矾法沉铟时,在相同条件下,黄钾铁矾法具有更大的沉铟能力,所需时间为3h,远低于黄铵铁矾法沉铟需要的时间。从而得出黄钾铁矾法沉铟最佳工艺条件：pH值为1.73-1.75,温度在96-98℃,铁锢摩尔比大于200,反应时间为3h,需添加晶种,晶种添加量为理论生成铁矾重量的1.5倍时,黄钾铁矾法沉铟率高达97%以上,铁的沉淀率也达到98%左右。利用针铁矿法从富铟液中进行沉铟研究中,加入铁形成针铁矿时铟的沉淀率远高于未加入铁时铟的沉淀率,且加入铁在反应时间为3.5小时,铟的沉淀率即达到了96.5%,此时铁的沉淀率为86%。然而,未加入铁在反应时间为3.5小时,铟的沉淀率仅为20.75%。随着反应时间的延长,铟的沉淀率变化不明显,说明两种方法对铟的沉淀率均达到了极限,此时对应的铟的沉淀率即为最大值。第二部分：五钠沉铟工艺研究中,以三聚磷酸钠（俗称五钠）为沉淀剂,研究了模拟含铟加压浸出液和实际含铟加压浸出液中影响铟沉淀率的因素。结果表明：常温下,pH值范围在2.5-2.7,搅拌时间为1.5 h,三聚磷酸钠与锢摩尔比为0.91：1,体系中Fe3+浓度小于0.04g/L时,铟的沉淀率高达95%以上。溶液中Fe3+对铟的沉淀率有显著影响,当体系中Fe3+浓度为4.8g/L时,铟的沉淀率从96%降到34%,Fe2+、Cu2+、Zn2+等金属离子对铟的沉淀率没有影响,温度对铟的沉淀率也没有影响。并提出可能的反应机理：用三聚磷酸钠沉铟,首先析出含羟基的盐In2O HP3O10-9H2O,随后转变为InH3（PO4）2·4H2O。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 In的简介
• 1.1.1 In及其重要化合物的性质
• 1.1.2 铟（Ⅲ）离子的水解
• 1.1.3 In的生产及用途
• 1.2 In的富集和回收
• 1.2.1 从含铟精矿中富集与回收铟
• 1.2.2 从含铟物料中富集与回收铟
• 1.2.3 从含铟溶液中富集
• 1.3 氧压酸浸工艺简介
• 1.3.1 单段氧压酸浸工艺
• 1.3.2 多段氧压酸浸工艺
• 1.3.3 富铟矿加压浸出工艺
• 1.4 本章小结
• 1.5 关于本课题
• 1.5.1 课题提出的背景
• 1.5.2 课题研究的内容
• 第二章 理论部分
• 2.1 氧压酸浸的理论基础
• 2.1.1 氧压酸浸的热力学基础
• 2.1.2 氧压酸浸的动力学基础
• 2.2 沉铟的理论基础
• 2.2.1 共沉淀及其产生原因
• 2.2.2 沉淀及其在冶金中的应用
• 2.3 本章小结
• 第三章 沉铁方法从富铟高铁加压浸出液中沉铟研究
• 3.1 铁矾沉铟试验
• 3.1.1 铁矾的形成及沉铟实验原理
• 3.1.1.1 铁矾形成的原理
• 3.1.1.2 铁矾法沉铟的原理
• 3.1.2 实验部分
• 3.1.2.1 实验试剂,设备和仪器
• 3.1.2.2 实验原料
• 3.1.2.3 实验步骤
• 3.1.3 结果与讨论
• 3.1.3.1 铁/铟摩尔比对黄钾铁矾沉In的影响
• 3.1.3.2 溶液中铁的沉淀率与铟沉淀率的影响关系
• 3.1.3.3 终点pH值对黄钾铁矾沉铟的影响
• 3.1.3.4 反应时间对铟沉淀率的影响
• 3.1.3.5 反应温度对铟沉淀率的影响
• 3.1.3.6 黄钾铁矾与黄铵铁矾的全方位比较
• 3.2 针铁矿法沉铟工艺研究
• 3.2.1 针铁矿形成的原理
• 3.2.2 实验步骤
• 3.2.3 实验结果与讨论
• 3.3 本章小结
• 第四章 五钠沉铟的工艺研究
• 4.1 实验方法
• 4.1.1 实验原料
• 4.1.2 实验仪器及分析
• 4.1.3 实验流程
• 4.2 实验结果与讨论
• 4.2.1 终点pH值对三聚磷酸钠沉In的影响
• 4.2.2 搅拌时间对铟沉淀率的影响
• 4.2.3 三聚磷酸钠与铟摩尔比对铟沉淀率的影响
• 4.2.4 金属离子的影响
• 4.2.5 除铟过程沉淀物相鉴定
• 4.2.6 富铟浸出液最佳条件实验
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢