铟的制备和回收方法

背景及概述^[1]

铟是一种非常重要的战略稀散金属，是制备ITO、铜铟镓硒、锑化铟、磷化铟、砷化铟等化合物半导体的重要基础材料、广泛应用于军工、航天航空、平面显示、光电信息、太阳能电池等领域，属于国家《中国制造2025》中重点发展的稀有金属功能新材料之一。

制备^[1]

步骤一、电解液的制备：

A：将5N级以上纯铟水萃成铟花；

B：将铟花用硫酸溶解，然后用高纯水稀释，得到铟电解初液；所述铟电解初液制备用高纯水的电阻率在15兆欧以上；

C：往铟电解初液中加入氯化钠、明胶，调pH值得到最终电解液；所述最终电解液中，In³⁺浓度为50g/L、NaCl浓度为60g/L、pH值为1.5；

步骤二、电解：

将步骤一得到的电解液装入电解装置中，放入阳极、阴极，接通电源开始电解，并在电解过程中，电解液温度控制为15℃，电流密度控制为20A/m²，极距控制为40mm，并同时周期性取出阴极产品清洗烘干，得到产物高纯铟；所述阳极为4N～4N5级的纯铟，所述阴极为钛板，导电部分为钛包铜结构；

其中，极距会随着生产时间延长，阳极逐渐溶解而变大，引起电解槽电压升高，适当降低电流强度来保证产物铟的质量；

定期检测监控电解液pH值：当电解液pH值偏小时，适当添加固体氢氧化钠颗粒进行中和，添加过程注意搅拌均匀，避免局部电解液pH值过大，产生水解；当电解液pH值偏大时，缓慢加入硫酸，并注意搅拌均匀，避免加酸过量；

定期检测监控铟离子浓度：电解液铟离子浓度偏低时，适当降低电流强度，减缓贫化产生步伐，同时适当补充电解原液；电解液铟离子浓度偏高时，适当添加高纯水，进行稀释；

定期检测监控氯化钠浓度：电解液氯化钠浓度偏低时，适当添加纯氯化钠颗粒，采用少量多次添加方式，并对电解液充分搅拌及循环，避免电解液局部浓度过大。

本产物铟的纯度可达99.9994%，电流效率达到88%左右。

回收方法^[2]

一种具有不产生砷化氢、不产生乳化现象、铟回收率高的优点的从锌冶炼的含铟物料中回收铟的方法：

将500L还原浸出液加热到80℃，将轻质碳酸钙调浆后缓慢加入，直至终点pH为5.0，反应1h后进行液固分离，产出含In4500g/t、Zn2.43wt％、Fe3.68wt％的石膏渣。

将该石膏渣在75℃的温度下用锌电解废液浸出2小时，并得到富铟溶液和第二石膏渣。该锌电解废液的初始硫酸浓度为95g/L，该富铟渣和该锌电解废液的液固比4L/Kg。其中，该富铟溶液的主要化学成分为：Zn55.27g/L、Fe15.92g/L，Fe²⁺11.40g/L、Fe³⁺4.52g/L、In1.31g/L，H₂SO₄73.26g/L；该第二石膏渣的主要化学成分为：Zn0.35wt％，Fe0.16wt％，Cu0.005wt％，As0.06wt％，In47.25g/t。

将该富铟溶液加热至70℃，加入2.9g/L的工业级还原铁粉反应30min后进行液固分离，得到还原后液。该还原后液的主要化学成分为：Zn54.45g/L、Fe16.12g/L、Fe²⁺15.78g/L、Fe³⁺0.54g/L、In1.28g/L、H₂SO₄71.43g/L。

将该还原后液加热至50℃，加入10g/L的木炭粉搅拌反应20min，产出的净化液进入萃取箱使用30％P₂0₄⁺70％航空煤油作为萃取剂，进行4级连续逆流铟萃取，萃取效果良好，分相速度较快，没有乳化现象产生。

参考文献

[1][中国发明]CN201910802678.4制备高纯铟的方法

[2][中国发明]CN201610187701.X从锌冶炼的含铟物料中回收铟的方法