1、氯 盐体系铟萃取富集试验 秦树辰 ， 王海北 ， 刘三平 ， 谢铿 ， 苏立峰 （ 北京矿冶 科技集团有限公司 ，北京 100160） 摘要 ： 针对氯盐体系铟 的 萃取 进行萃取体系、酸度 、萃取剂浓度、相比和 时间条件 试验 ，对 反萃 过程中 关键影响因素盐酸浓度 进行 试验 。 最佳萃取工艺参数为 ： 有机相 30%P204、 相比（ O/A） =1/3、 皂化率 60%、 初始水相 pH=0.5、 室温混合 5 min；铟一级萃取率能够达到 97.01%， 三级逆流萃取 能够稳定达到 99.5%。 反萃 工艺参数为相比 10/1、 盐酸浓度 3 mol/L、 室温混合 5 min，一
2、级反萃率 75.52%，三级 反萃 率达到 100%。经萃取 、 洗涤 、 反萃 后，铟回收率达到 96.8%。 关键词 ： 氯 盐体系 ； 铟 ； 萃取 ； 反萃 中图分类号： TF843.1 文献标志码： A 文章编号： 1007-7545（ 2018） 04-0000-00 Study on Extraction and Enrichment of Indium in Chloride Salt System QIN Shu-chen, WANG Hai-bei, LIU San-ping, XIE Keng, SU Li-feng (BGRIMM Technology Group, B
3、eijing 100160, China) Abstract： Extraction system, acidity, extractant concentration, phase ratio and extraction time in the extraction process of induim from chloride system were studied. Effect of hydrochloric acid concentration on indium stripping was tested. The first extraction rate of indium i
4、s 97.01% and three-stage countercurrent extraction rate of indium is 99.5% under the optimum conditions including organic phase of 30%P204, O/A=1/3, saponification rate of 60%, pH value of initial aqueous phase of 0.5, and mixing time at room temperature of 5 min. The first stripping rate of indium
5、is 75.52% and three-stage stripping rate of indium is 100% under the optimum conditions including O/A=10/1, hydrochloric acid concentration of 3 mol/L, and mixing time at room temperature of 5 min. Total indium recovery is 96.8%. Key words： chloride system; indium; extraction; re-extraction 铟 是 一种稀散
6、金属， 也 是一种重要的战略资源 ， 与 硫具有 较好 的 亲和性， 主要 伴生 于 铜 、 铅 、 锌的硫化物中 1。 在 铅锌冶炼过程中， 伴生 的铟 常常 富集 于 烟灰 和 残渣中， 通过 浸出 萃取 进行 提取。 在 萃取提铟 中 ， 根据 原料不同的性质 选择 不同的浸出剂， 多 采用硫 酸浸出 P204 萃取 提铟， 在 氯盐体系中 ， 常用 N235、 TBP 和TOPO 等 萃取剂 2，本文 对 氯盐 体系 中 P204 萃取 富集 提 铟 进行了研究 。 1 试验部分 1.1 试验 原料 本试验 所用 含 铟溶液为 盐酸 浸出得到的氯盐溶液，主要成 分（ g/L） ： Zn
7、 14.13、 Cu 1.66、 Fe 2.40、 In 0.03341。 1.2 试验 方法 萃取 、 洗涤和 反萃均在分液漏斗中进行 ， 采用 磺化煤油做 稀释剂 与萃取剂按一定比例配置成试验用的萃取体系，再将 水相与所配 有机相按一定 比例放入分液漏斗， 经振荡器震荡 一定 时间后 静置分相， 对水相进行取样分析 ， 利用 差 减法 计算萃余液中金属浓度 3。 1.3 试验 原理 萃取 铟常用萃取剂有 P204、 P507、 P5708、 Cyanex272 和 TBP 等 。 在 萃取过程中 萃取剂 与铟 发生 反应， 铟进入 有机相 中； 在 反萃 过程中发生逆向反应 ， 铟重新进入
8、水相 ，实现 铟 的 分离富集 4。 2 结果 与讨论 2.1 萃取体系条件试验 试验条件：相比（ O/A） =1/1、 水相初始 pH=0.12、 皂化率 0%、 室温下混合 5 min。分别 对比研究了 30%P204、30%TBP、 70%TBP 和 30%N235 体系 中 铟 萃取率的变化。 由图 1 可 见 ， 30%N235 萃取 铟 性能最好，但是由于其萃取过程中产生乳化现象，不利于 分相，观察 发现， 乳化 液 为 油包水型乳状液，这 可能 是 溶液 中存在 固体微粒、胶体或者杂质离子水解 引起的 5，而 30% P204 的 萃取性能不是最优，但其 分相性能较好 。 萃取剂
9、不易 选用 浓度太高 ，以及 结合锌和铁 会 同时萃 出 的情况， 综合 考虑选择 P204 萃取剂 。 收稿日期 ： 2017-10-24 基金项目 ：国际合作项目 （ KY201502004） （科技部科技伙伴计划资助） ； 国家自然科学基金资助 项目 （ 51434001） 作者简介 ：秦树辰（ 1990-）， 男， 山西大同 人，硕士研 究生， 助理工程师 . doi： 10.3969/j.issn.1007-7545.2018.04.012 3 0 % P2 0 4 3 0 % T BP 7 0 % T BP 3 0 % N23 5020406080100萃取体系萃取率/%InZnF
10、e图 1 萃取 体系对 萃取 率 的影响 Fig.1 Effect of extraction system on indium extraction rate 2.2 酸度 条件试验 试验条件：有机相 30%P204、 相比（ O/A） =1/1、 皂化率 0%、 室温下混合 5 min， 初始酸度对萃取率的影响 见 图 2。 随着溶液 pH 的增大，铟萃取率呈增大的趋势，溶液 pH 小于 0.3 时 ，铟萃取率受 pH 影响 较大，当溶液 pH 为 0.5 时 ，萃取率达到 最大 值 97%，在 此 pH 范围 内铁的萃取率变化 较小 ， 锌 萃取率很低， 因此 ， 为了获得良好的 铟 萃
11、取率 ， 选择 pH 为 0.5。 0 .1 0 0 .1 5 0 .2 0 0 .2 5 0 .3 0 0 .3 5 0 .4 0 0 .4 5 0 .5 0 0 .5 5020406080100溶液p H萃取率/%InZnFe图 2 溶液 初始 pH 对 萃取 率 的 影响 Fig.2 Effect of initial pH value on indium extraction rate 2.3 萃取剂 浓度条件试验 试验条件： 有机相 30%P204、 相比（ O/A） =1/1、 皂化率 0%、 初始 水相 pH=0.5、 室温下混合 5 min；对比研究 了不同浓度萃取剂 对 萃取
12、率的影响。 结果见图 3。 由图 3 可 见 ， 铟萃取率 一直 随着萃取剂 P204 浓度 的增 加而增大， 当 萃取剂 P204 浓度 为 30%时，萃取率达到 最大 为 97.01%。 锌 和铁 的 萃取率 在 P204 浓度 增大至 10%后 几乎保持 不变， 为了获得 较高铟萃取率， 故 选择 30%P204。 5% 10% 20% 30%020406080100萃取剂浓度/ %萃取率/%InZnFe图 3 萃取剂 浓度对 萃取 率 的影响 Fig.3 Effect of extractant concentration on indium extraction rate 2.4 相
13、比 条件试验 试验条件：有机相 30%P204、 皂化率 60%、 初始 水相 pH=0.5、 室温下混合 5 min； 不同 相比 时的 萃取率 如图 4 所示 。 随着相比 （ O/A） 的 降低 铟 萃取率 均 不断降低， O/A=1/1 时 ， 铟 萃取率最高 ， 但是 相比 仅为 1/1 不利于 铟含量 的 富集，为了提高铟溶液的富集率， 适当 降低相比 ， 故选择 O/A=1/3。 1 /1 1 /2 1 /3 1 /5 1 /8020406080100相比萃取率/%InZnFe图 4 相比 对 萃取 率 的影响 Fig.4 Effect of O/A on indium extr
14、action rate 2.5 时间 条件试验 试验条件：有机相 30%P204、 相比 O/A=1/3、 皂化率 60%、 初始 水相 pH=0.5， 室温下混合 不同时间，结果见图 5。 1 2 3 4 5020406080100萃取率/%时间/ m i nInZnFe图 5 时间 对 萃取 率 的影响 Fig.5 Effect of retention time on indium extraction rate 由图 5 可见 ， 随着 混合时间的 延长 ，铟萃取率 提高 ， 混合 时间 为 5 min 时，铟 萃取率 达到最大 63.78%。 根据 条件试验 ， 确定 综合试验条件为
15、 ： 有机相 30%P204、 相比 O/A=1/3、 皂化率 60%、 初始水相 pH=0.5、室温下混合 5 min， 铟一级 萃取率能够 达 到 97.01%。 2.6 逆流萃取试验 根据 铟 的 萃取等温线 6确定 2 级萃取 率能够达到 97%，为了达到良好效果， 进行 三 级 逆流 萃取试验， 三级逆流萃取效果能够 稳定 达到 99.5%。 2.7 洗涤 试验 有机相进行洗涤能够将杂质离子排出，提高有机相中铟 的 纯度，一般采用硫酸 草酸混合溶液洗涤，文献1介绍 0.5 mol/L 硫酸 +0.1 mol/L 草酸可以洗去 90%的铁，铟洗脱率 1.2%； 0.25 mol/L 硫
16、酸 +0.2 mol/L 草酸，铁洗脱率为 100%、 铟洗脱率 5.1%。本 文 主要是为了降低杂质离子，并且尽可能降低铟的损耗，因此，萃取有机相利 用 0.5 mol/L 硫酸 +0.1 mol/L 草酸进行洗涤。 由 表 1 洗涤结果 可见， 三级洗涤 过程中 铟 洗脱率 分别 为 1.17%、1.02%和 0.51%， 铟 的 洗涤回收率 为 97.27%。 表 1 洗涤 结果 Table 1 Result of washing 洗涤级数 铟 洗脱率 /% 铟 回收率 /% 第一级 1.17 98.82 第二级 1.02 97.82 第三级 0.51 97.32 2.8 反萃 试验 试
17、验条件： 相比 10/1、 室温下混合 5min。盐酸浓度对 反萃 率的影响 见图 6。 盐酸 浓度对铟 反萃 影响很大，随着盐酸浓度的 增大， 反萃 率不断提高， 当 盐酸浓度为 3 mol/L 时 ， 反萃 率 达到 75.52%，继续 增大盐酸浓度，反萃 率提高 不大 。 在小于 3 mol/L 的 盐酸中，锌和铁 反萃 率 都很低 ， 因此， 选择 3 mol/L 盐酸 进行 反萃 ，有利于铟与 锌 铁的分离 ，而且 铟 溶液 浓度富集为初始 液 的 14 倍 ，铟得到了 有效富集。 1 2 3 4 5 6020406080100盐酸浓度/ ( m o l L-1)反萃率/%InZnF
18、e图 6 盐酸 浓度对 反萃 影响 Fig.6 Effect of hydrochloric acid concentration on indium stripping 在 反萃条件为 相比 10/1、盐酸 浓度 3 mol/L、 室温下混合 5 min 的条件下， 进行三级反萃 试验 ， 铟 反萃率达到 100%。 3 结论 1） 氯 盐 体系 萃取 铟 的 最佳 参数为 ： 有机相 30%P204、 相比 O/A=1/3、 皂化率 60%、 初始水相 pH=0.5、 室温下混合 5min， 铟一级 萃取率能够 达 到 97.01%， 三级 逆流萃取效果能够 稳定 达到 99.5%。 2）
19、 反萃 最佳 工艺参数为 相比 10/1、 盐酸 浓度 3 mol/L、 室温下混合 5 min， 铟 一级 反萃 率 75.52%，三级 反萃 率达到 100%。 铟 溶液 浓度富集为初始 液 的 14 倍 ， 经萃取 、 洗涤 、 反萃 后 ， 铟 回收 率达到 96.8%。 参考 文献 1 王树 楷 . 铟 冶金 M. 北京： 冶金 工业出版社， 2006. 2 蔡水洪 ， 苏元复 . 从盐酸溶液中萃取铟 J. 华东化工学院学报 ， 1992， 18(1)： 6-12. 3 赵多强 ， 魏昶 ， 李旻廷 ，等 . 高铁闪锌矿还原浸出液直接萃取分离回收铟 J. 矿冶 ， 2015， 24（ 1） ： 39-43. 4 曾冬铭 ， 舒万艮 ， 刘又年 ，等 . 低酸浸出 溶剂萃取法从含铟渣中回收铟 J. 有色金属 ， 2002， 54（ 3） ：41-44. 5 李晓晖 . 钴镍矿微生物浸出 液萃取除杂过程乳化物形成机制研究 D. 北京 ：北京 有色 金属 研究 总院 ， 2014.
