袁永锋, 杨亚军

(河南豫光锌业有限公司， 河南 济源 459000)



稀有金属

铟电解液净化的工艺研究

袁永锋, 杨亚军

(河南豫光锌业有限公司， 河南 济源 459000)

铟电解液使用时间较长时，电解液的锡、铁、铅、锌等杂质金属离子逐步富集，影响电解析出铟的质量。研究人员研发了一种电解液净化的新工艺，即用N235做萃取剂，仲辛醇做助萃剂，可有效净化电解液富集的杂质。

铟； 电解液； 净化； 杂质

铟常用的精炼方法有电解法、真空蒸馏法和区域熔炼法，目前国内生产精铟的企业基本采用电解精炼法。为了得到更高品级的高纯铟，电解作业有可能进行两次或三次，但电解之前往往需预先脱除电位与铟相近的金属铊和锡等杂质。用NH4Cl的甘油溶液熔炼氯化除铊；采用甘油碘化钾方法有效地除去了粗铟中电位和In相近的Cd、Tl杂质，将所得铟铸成阳极，再进行电解精炼，可得到纯度为99.99%的一次电解铟，经过二次电解后铟的纯度可达到99.995%，或者控制合适的电解工艺条件，电解精炼出99.5%的铟，再经过火法除杂精炼可达到99.995%的铟。

某公司铟精炼工艺：“铟团→粗炼→电解精炼→再次精炼、铸锭”，工艺稳定。

研究人员对铟精炼工艺过程中的电解精炼跟踪记录原始数据进行分析，研究开发了N235-仲辛醇- 航空煤油净化电解液工艺，显著降低了电解液中的锌、铁、锡、铅、铋、铊等杂质含量，为精铟锭质量达到YS/T257—2009标准提供了技术支持。

1 工艺原理

铟电解精炼过程中工艺操作要求的电解液成分为：In3+80～100 g/L，NaCl 80～100 g/L， pH为2.0～2.5，明胶0.5～1 g/L，Cd2+<1 g/L，Pb、Sn<0.01 g/L。当电解液使用时间较长时，电解液的铋、锡、铁、铅、锌、铊等杂质金属离子逐步富集，其含量会越来越高，直至直接影响到电解析出铟的质量，进而出现不合格的精铟锭产品，因此需要对电解液进行周期性的净化处理，降低电解液中杂质含量，保证精铟锭的质量。

查找相关资料和文献,参考目前大多数铟生产企业的主流工艺路线和原理，研究人员选择的萃取剂为N235，助萃剂为仲辛醇，载体使用航空煤油。充分论证后主要从有机相的体积配比及萃取时间两方面来研究电解液净化技术，利用不同萃取剂的优先选萃原理达到净化杂质的目的，将二价的杂质离子选萃进入有机相，三价铟离子留在水相中。铟电解液净化处理工艺流程图见图1。

图1 电解液净化工艺流程图

N235在盐酸溶液中能萃取那些与氯离子可以结合成络阴离子的金属，如铁、铅、锌、隔、铋等。反应机理：

R3N+HCl=R3NHCl

Me+aCl-=(MeCla)-

R3NHCl+(MeCla)-=R3NMeCla+Cl-

N235萃合物在载体煤油中溶解度较小，易出现第三相引起乳化，影响分离效果，添加助萃剂仲辛醇可消除萃取过程产生的第三相。

研究萃取剂与助萃剂的体积比、萃取剂助萃剂与萃取载体的体积比及萃取净化时间等因素对电解液净化过程中除杂效果及铟离子浓度的影响，各个因素及水平见表1。

表1 电解液净化研究试验表

2 试验数据分析

根据相关文献资料及研究人员讨论后确定载体煤油体积比为70%，探究N235与仲辛醇的体积比、萃取时间等因素对电解液中杂质的萃取效果。萃取剂与助萃剂体积比对电解液中杂质脱除的影响结果如图2所示，萃取时间对电解液中杂质脱除的影响见图3。

从图2可知，N235与仲辛醇的体积比影响电解液中杂质脱除的一个重要因素，杂质的脱除率随N235与仲辛醇的体积比增大先增大后减小，在(4～7)∶1时效果最佳。

表2 电解液净化前后电解液中的杂质平均含量

图2 不同萃取剂配比对杂质脱除的影响

从图3可以看出，萃取时间对电解液中杂质的脱除有显著影响，杂质的脱除率随萃取时间的增加而提高，在20 min后达到峰值，继续延长萃取时间后杂质脱除率基本保持不变，因此，试验最终确定萃取时间为20分钟。

图3 萃取时间对杂质脱除率的影响

经过连续两个月的试验摸索及生产实践，研究人员掌握了电解液净化技术，确定了萃取剂与助萃剂的最佳有机相配比及萃取时间。电解液净化的最佳工艺条件为：体积比N235∶仲辛醇=(4～7)∶1；萃取剂助萃剂与载体航空煤油的体积比为30%∶70%,萃取时间20 min。对电解液进行净化处理后，水洗有机相，然后对有机相进行氢氧化钠碱液反萃，最后用稀硫酸酸化，得到可反复使用的萃取剂及助萃剂。电解液净化工艺操作参数见表3。

表3 电解液净化工艺操作要点

3 电解液净化前后效果对比

生产实践证明，研发的电解液净化技术是科学的，该技术实施后，电解液中各种杂质含量显著降低，电解液质量明显提高，原始化验数据见表4和表5。

由表4和5中的数据可以看出，电解液净化技术对杂质的脱除是有效的，项目实施前后电解液中各种杂质含量均显著降低。电解液经过净化后，杂质金属离子铁的脱除率在31.1%以上；锡的脱除率达到46.9%；铋的脱除率为33.3%L；锌的脱除率为17.7%；镉的脱除率为32%；铊的脱除率达到16.9%；铅的脱除率超过39.7%。

电解液质量的提升为精铟锭的品质奠定了基础。由表6可以看出电解液净化后，电解析出铟质量也有了显著的提升。

表4 项目实施前电解液质量 g/L

表5 项目实施后电解液质量 g/L

表6 项目实施前后析出铟质量对比 %

研发的电解液净化技术成功应用后，效果显著，电解液中各种杂质金属离子含量明显降低，电解析出铟质量也有了明显提升，为产品精铟锭的质量提升奠定了基础。

4 结论

研究开发了使用N235-仲辛醇- 航空煤油净化电解液工艺。以N235作为萃取剂，以仲辛醇作为助萃剂，以航空煤油作为萃取载体，配置体积比30%∶70%的电解液净化液，其中萃取剂与助萃剂的体积比为(4～7)∶1，对需净化电解液萃取20 min后，然后对有机相水洗30 min，再使用2 mol/L的氢氧化钠碱液对水洗后有机相碱反萃30 min，最后再利用1～2 mol/L的硫酸液酸洗10 min，得到可反复使用的有机相。经过上述四个步骤，电解液中锌、铁、锡、铋等二价杂质金属离子可显著降低，达到产出国标标准精铟锭的要求。

[1] 彭容秋.锌冶金[M].长沙：中南大学出版社，2005.

[2] 邱竹贤.有色金属冶金学[M].北京：冶金工业出版社，2008.

[3] 陈国发.重金属冶金学[M].北京：冶金工业出版社，1992.

铝电池研究获突破 可替代锂离子电池

美国斯坦福大学一个华人为主的研究小组在《自然》杂志网络版刊登研究报告，介绍他们最新研发的铝电池具有高效耐用、可超快充电、可燃性低、成本低等特点，可以成为常规电池的安全替代品。

研究团队负责人、斯坦福大学化学系华人教授戴宏杰表示，他们开发的铝离子电池可以充放电，具有超快充电、不易燃烧爆炸、可折叠、材料成本低的突出优点。他称：“这是开发可充电铝电池方面的一个重大突破因为先前可充电铝电池基本不存在，尤其是具备这些性能的铝电池。”

研究人员表示，由于等离子电解液不会燃烧，铝和石墨也不易燃烧，因此这种铝电池非常安全。研究报告显示，为测试铝电池安全性，研究人员在电池上钻孔，电池没有爆炸燃烧，并仍能运行一段时间。

戴宏杰称，他们研发的铝电池可以替代易污染环境的碱性电池和有可燃风险的锂离子电池。未来这种铝电池还可用于在电网中储存可再生能源，也可用于电动汽车。不过，目前的铝电池技术还有待进一步改进，比如需要增加铝电池的能量密度等。

豫光金铅冶炼渣资源化利用项目通过论证

《河南豫光金铅集团有限责任公司有色冶炼污水处理中和渣资源化综合处理项目》通过论证。该项目拟以豫光金铅有色冶炼污水处理中渣和自备电厂粉煤灰为主要原料，通过添加水泥、高炉水渣微粉、石粉及添加剂等胶凝材料，使中和渣中的重金属有害物稳定化固化，压制成生产符合国家有关标准的免烧免蒸砖产品，其工艺简单，操作方便，固化效果好，各项性能指标均达到或超过国家相关标准要求。该项目的建设将为行业固废处置找到了一条新的道路，解决困扰企业发展的固废处置难题。

Research of purification of indium electrolyte

YUAN Yong-feng, YANG Ya-jun

If the indium electrolyte has been used for a long time, the tin, iron, lead, zinc and other metal impurity ion in the electrolytic will enrichment gradually, which will affect the quality of the electrolytic indium precipitation. The researchers have developed a new process for purification of electrolyte, namely using the N235 as extractant, sec-octyl alcohols as washing agent, the impurities in the electrolyte were purified effectively with this method.

indium; electrolyte; purify; impurity

袁永锋(1974—)，男，甘肃庆阳人，本科学历，从事有色冶金技术管理工作。

2014-- 05-- 26

TF843.1

B

1672-- 6103(2015)03-- 0033-- 04