CN106319224B - 铟的回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铟的回收方法，步骤如下：步骤S1：粉碎过筛：将磷化铟废弃物进行粉碎，并过100目筛；步骤S2：浸出：按液固比（4~7）：1加入过100目筛后的原料和水，搅拌均匀，再向其中加入一定量的氯酸钠固体，升温至60~80℃，向其中滴加一定量的溶质质量分数为29%‑36%的浓盐酸，pH始终保持在‑0.3~0之间，确保物料全部溶解得到浸出液；步骤S3：置换：将上述浸出液稀释并搅拌，缓慢加入锌粉，过程中控制浸出液pH一直保持小于0.3，得到海绵铟。本发明采用高电位下氧化浸出InP中的In，防止产生剧毒的PH3，浸出率和回收率高，采用浓盐酸和氯酸钠浸出，操作简单，成本低廉。

Description

铟的回收方法
技术领域
本发明涉及一种稀有金属的回收方法，尤其涉及一种铟的回收方法。
背景技术
磷化铟是由铟和磷构成的ⅲ-ⅴ族化合物半导体材料，化学式为InP，分子量145.79，常温下呈银灰色固体，脆性块状体，有金属性，微溶于矿物酸。50年代研究人员开始研究磷化铟晶体生长和性质，1963年发现晶体的激光性质，同年又观察到甘氏效应。之后一系列研究结果表明：磷化铟电子转移器件比类似的砷化镓器件具有更多的优点。尤其是1981年以后利用磷化铟晶体所制成的器件实现了光纤通信，使它成为继砷化镓之后最重要的化合物半导体材料。铟作为稀有金属，其年产量有限，但是，半导体废弃物中的磷化铟的回收难度很大，因为磷化铟性质稳定，仅仅在矿物酸中才会微溶。
因此，有必要设计一种铟的回收方法从废弃物磷化铟中回收铟。
发明内容
本发明的目的在于提供一种回收磷化铟中的铟的回收方法。
为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种铟的回收方法，步骤如下：
步骤S1：粉碎过筛：将磷化铟废弃物进行粉碎，并过100目筛；
步骤S2：浸出：按液固比（4~7）：1加入过100目筛后的原料和水，搅拌均匀，再向其中加入一定量的氯酸钠固体，升温至60~80℃，向其中滴加一定量的溶质质量分数为29%-36%的浓盐酸，pH始终保持在-0.3~0之间，确保物料全部溶解得到浸出液；
步骤S3：置换：将上述浸出液稀释并搅拌，缓慢加入锌粉，过程中控制浸出液pH一直保持小于0.3，得到海绵铟。
作为本发明的进一步改进，铟的回收方法，其步骤如下：
步骤S1：粉碎过筛：将磷化铟废弃物进行粉碎，并过100目筛；
步骤S2：浸出：按液固比（4~7）：1加入过100目筛后的原料和水，搅拌均匀，再向其中加入超过化学计量比的氯酸钠固体，升温至60~80℃，向其中滴加超过化学计量比的溶质质量分数为29%-36%的浓盐酸， pH始终保持在-0.3~0之间，确保物料全部溶解得到浸出液；
步骤S3：置换：将上述浸出液稀释N倍，在30~60℃下搅拌，缓慢加入超过化学计量比的锌粉，过程中控制浸出液pH一直保持小于0.3，得到海绵铟。
作为本发明的进一步改进，步骤S2中采用溶质质量分数为31%的浓盐酸。
作为本发明的进一步改进，步骤S3中用铝粉代替锌粉
作为本发明的进一步改进，步骤S2中加入化学计量比的1~2倍的氯酸钠固体。
作为本发明的进一步改进，步骤S2中加入化学计量比的1.2-2.5倍的溶质质量分数为29%-36%的浓盐酸。
作为本发明的进一步改进，步骤S3中将浸出液稀释1-2倍。
本发明采用高电位下氧化浸出InP中的In，防止产生剧毒的PH3，浸出率高和回收率高，采用浓盐酸和氯酸钠浸出，操作简单，成本低廉。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出一种铟的回收方法，步骤如下。
步骤S1：粉碎过筛：将磷化铟废弃物进行粉碎，并过100目筛。
步骤S2：浸出：按液固比（4~7）：1加入过100目筛后的原料和水，搅拌均匀，再向其中加入一定量的氯酸钠固体，升温至60~80℃，向其中滴加一定量的溶质质量分数为29%-36%的浓盐酸，pH始终保持在-0.3~0之间，确保物料全部溶解得到浸出液。
步骤S3：置换：将上述浸出液稀释并搅拌，缓慢加入锌粉，过程中控制溶液pH一直保持在0.3以下，得到海绵铟。
本发明采用高电位下氧化浸出InP中的In，防止产生剧毒的PH3，浸出率达高；浸出过程采用盐酸和氯酸钠，操作简单，成本低廉；锌粉置换铟，铟容易以InPO4的形式存在，需要在置换过程中控制溶液的pH，根据实验探究出InPO4在pH大于等于0.3的溶液中会沉淀出来，在pH小于0.3的酸性溶液中会以海绵铟的形式析出。
实施例1。
一种铟的回收方法，步骤如下。
步骤S1：粉碎过筛：将磷化铟废弃物进行粉碎，并过100目筛。
步骤S2：取34g 过100目筛的磷化铟粉末和136mL水均加入一个三颈烧瓶中，搅拌均匀，然后将38g NaClO3固体加入三颈烧瓶中，搅拌升温至70℃，开始滴加86g 溶质质量分数为31%的HCl溶液，滴加速度为5s/滴，滴加过程中浸出液保持高电位，滴加完盐酸后测溶液中pH为-0.5，升温至90℃，保温搅拌反应1h至浸出液变澄清，得到的浸出液pH为-0.3。
步骤S3：将浸出液移至烧杯中，缓慢加入锌粉，并控制浸出液pH<0.3，将得到的海绵铟及时捞出，继续加入锌粉，共加入22g 锌粉。
步骤S2发生反应的化学反应式为在酸性条件下：
3InP+4ClO3 - ——>3In3++3PO4 3-+4Cl-。
经测算，步骤S2中采用高电位下氧化浸出InP中的In，防止产生剧毒的PH3，浸出率达100%。
而经过步骤S3，最终浸出液中In的回收率达到98%以上。
实施例2。
一种铟的回收方法，步骤如下。
步骤S1：粉碎过筛：将磷化铟废弃物进行粉碎，并过100目筛。
步骤S2：取100g 过100目筛的磷化铟粉末和700mL水均加入一三颈烧瓶中，搅拌均匀，然后将156g NaClO3固体加入三颈烧瓶中，搅拌升温至60℃，开始滴加310g 溶质质量分数为29%的HCl溶液，滴加速度为5s/滴，滴加过程中浸出液保持高电位，滴加完盐酸后测溶液中pH为-0.7，升温至90℃，保温搅拌反应1h至浸出液变澄清，得到的浸出液pH为-0.44。
步骤S3：将浸出液的1/3移至烧杯中，缓慢加入锌粉，并控制浸出液pH<0.3，将得到的海绵铟及时捞出，继续加入锌粉，共加入28g 锌粉。
步骤S2发生反应的化学反应式为在酸性条件下：
3InP+4ClO3 - ——>3In3++3PO4 3-+4Cl-。
经测算，步骤S2中采用高电位下氧化浸出InP中的In，防止产生剧毒的PH3，浸出率达100%。
而经过步骤S3，控制浸出液一直处于pH<0.3状态，防止生成磷酸铟（InPO4）白色沉淀，最终浸出液中In的回收率达到98.5%以上。
实施例3。
一种铟的回收方法，步骤如下：
步骤S1：粉碎过筛：将磷化铟废弃物进行粉碎，并过100目筛。
步骤S2：取50g 过100目筛的磷化铟粉末和250mL水均加入一个三颈烧瓶中，搅拌均匀，然后将80g NaClO3固体加入三颈烧瓶中，搅拌升温至80℃，开始滴加200g 36%HCl溶液，滴加速度为5s/滴，滴加过程中浸出液保持高电位，滴加完盐酸后测溶液中pH为-0.6，升温至90℃，保温搅拌反应1h至溶液变澄清，得到的浸出液pH为-0.2，In的浸出率达到100%。
步骤S3：将浸出液移至烧杯中，缓慢加入锌粉，并控制浸出液pH<0.3，将得到的海绵铟及时捞出，继续加入锌粉，共加入42g 锌粉。
步骤S2发生反应的化学反应式为在酸性条件下：
3InP+4ClO3 - ——>3In3++3PO4 3-+4Cl-。
经测算，步骤S2中采用高电位下氧化浸出InP中的In，防止产生剧毒的PH3，浸出率达100%。
经测算，最终浸出液中In的回收率达到99%以上。
上述实施例中，锌粉可用铝粉代替。
本发明采用高电位下氧化浸出InP中的In，防止产生剧毒的PH3，浸出率高和回收率高，采用浓盐酸和氯酸钠浸出，操作简单，成本低廉。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。

Claims (7)

1.一种铟的回收方法，其特征在于：步骤如下：
步骤S1：粉碎过筛：将磷化铟废弃物进行粉碎，并过100目筛；
步骤S2：浸出：按液固比（4~7）：1加入过100目筛后的原料和水，搅拌均匀，再向其中加入一定量的氯酸钠固体，升温至60~80℃，向其中滴加一定量的溶质质量分数为29%-36%的浓盐酸，pH始终保持在-0.3~0之间，确保物料全部溶解得到浸出液；
步骤S3：置换：将上述浸出液稀释并搅拌，缓慢加入锌粉，过程中控制浸出液pH一直保持小于0.3，得到海绵铟。
2.根据权利要求1所述的铟的回收方法，其特征在于：其步骤如下：
步骤S1：粉碎过筛：将磷化铟废弃物进行粉碎，并过100目筛；
步骤S2：浸出：按液固比（4~7）：1加入过100目筛后的原料和水，搅拌均匀，再向其中加入超过化学计量比的氯酸钠固体，升温至60~80℃，向其中滴加超过化学计量比的溶质质量分数为29%-36%的浓盐酸， pH始终保持在-0.3~0之间，确保物料全部溶解得到浸出液；
步骤S3：置换：将上述浸出液稀释N倍，在30~60℃下搅拌，缓慢加入超过化学计量比的锌粉，过程中控制浸出液pH一直保持小于0.3，得到海绵铟。
3.根据权利要求1或2任一所述的铟的回收方法，其特征在于：步骤S2中采用溶质质量分数为31%的浓盐酸。
4.根据权利要求1或2任一所述的铟的回收方法，其特征在于：步骤S3中用铝粉代替锌粉。
5.根据权利要求2所述的铟的回收方法，其特征在于：步骤S2中加入化学计量比的1~2倍的氯酸钠固体。
6.根据权利要求2所述的铟的回收方法，其特征在于：步骤S2中加入化学计量比的1.2-2.5倍的溶质质量分数为29%-36%的浓盐酸。
7.根据权利要求2所述的铟的回收方法，其特征在于：步骤S3中将浸出液稀释1-2倍。
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