» » Извлечение индия из отходов кадмиевого производства
07.02.2017

Один из способов извлечения индия из отходов кадмиевого производства описан Н.А. Касаткиной.
При растворении кадмиевой губки в серной кислоте, взятой в недостаточном количестве для полного растворения кадмия и цинка, индий остается в нерастворившейся части.
Это объясняется тем, что нормальный потенциал индия выше, чем цинка и кадмия. Соответственно значению нормальных потенциалов металлы должны растворяться в следующем порядке: Zn—Cd—In—Cu. До тех пор, пока не растворится весь цинк, индий не будет переходить в раствор. Ввиду этого остатки после разложения кадмиевой губки обогащены индием.
В качестве примера приведем состав остатка после разложения кадмиевой губки: 0,01—0,04% In; 20—28% Cu; 17—20% Cd; 7—10% Zn; 7% PbS; 0,2—1,5% Fe; 0,02—0,03% Ti; 8% SiO2.
Из материала подобного состава получают индиевый концентрат, из которого затем извлекают индий.
Получение индиевого концентрата. Получение концентрата большей частью основано на фракционной цементации меди, индия и кадмия цинковой пылью (рис. 206). Процесс основан на отличии нормальных потенциалов выделения этих металлов.
Извлечение индия из отходов кадмиевого производства

Остаток от разложения кадмиевой губки растворяют при нагревании до 70—80° в 20%-ной серной кислоте при отношении т:ж от 1:3 до 1:2,5. В раствор переходят цинк, медь, кадмий, индий, железо, таллий. Извлечение индия в раствор составляет 87—89%.
Для коагуляции кремневой кислоты в раствор добавляют столярный клей. После отстаивания раствор фильтруют.
Из раствора первоначально осаждают медь, которая при недостатке добавленной в раствор цинковой пыль осаждается в первую очередь (потенциал Cu+0,34). Вместе с осадком меди теряется 3—5% индия.
После отделения основной части меди в раствор вновь добавляют цинковую пыль в количестве, недостаточном для осаждения всего кадмия, с тем чтобы преимущественно цементировался индий.
Извлечение индия из отходов кадмиевого производства

Процесс цементации производится из предварительно нейтрализованного раствора (до содержания 1,5—2,5 г/л H2SO4) при нагревании до 80—90°. При этом в осадок выпадают около 85% индия.
Получающийся концентрат имеет следующий примерный состав: 1—2% In; до 40% Cu; 20—35% Cd; 5—8% Zn; 7—10% Al2O3 и примеси железа, свинца, мышьяка, хрома и кремнезема.
Если в исходном материале содержится таллий, он может быть осажден до цементации в виде хромата таллия Tl2Cr2O7 с помощью K2 Cr2O7 или в виде хлорида.
Переработка индиевого концентрата. Первые стадии переработки направлены на отделение меди как основной составной части концентрата. Здесь повторяются фракционная цементация на цинковой пыли первоначально меди, а затем индия и часта кадмия. Концентрат обычно подвергают окислительному обжигу (перевод металлов в окислы) для облегчения растворения его в кислоте. Для растворения применяют 20%-ную серную кислоту, причем количество кислоты берется с недостатком (из расчета на растворение только 85—90% кадмия), с тем чтобы индий не переходил в раствор.
pH выделения гидроокиси кадмия, в зависимости от концентрации раствора, лежит в пределах 7,4—8,0. Поэтому при неполном растворении окиси кадмия весь индий (pH выделения In(OH)3 выше 3,5) остается в нерастворимом остатке. Обогащенный индием остаток растворяется в разбавленной серной кислоте при нагревании, и из раствора цементируют медь цинковой пылью или выделяют медь электролизом, доводя содержание ее в растворе примерно до 1 г/л. Далее цинковой пылью из раствора цементируют индий вместе с кадмием. Содержание индия в осажденных металлах повышается до 12—18%. В растворе остаются железо, алюминий, цинк. Материал снова растворяют в серной кислоте.
Дальнейшие операции состоят в последовательной обработке растворов аммиаком и едким натром.
При обработке аммиаком в осадок выпадают гидроокиси индия, железа и алюминия, а кадмий, медь и цинк остаются в растворе в виде аммиакатов типа [Мe(NH3)4SO4. Гидроокиси растворяют в серной кислоте и в раствор при нагревании добавляют едкий натр. При этом в осадок выпадают In(OH)3 и Fe(OH)3. В растворе остаются цинк, алюминий, слово, свинец в виде цинката, алюмината, станната и плюмбита натрия. Повторение операций обработки аммиаком и едким натром приводит к получению раствора, содержащего немного примесей. Окончательное отделение тяжелых металлов может быть произведено осаждением сероводородом сульфидов меди, кадмия, свинца, олива из кислого раствора (концентрация H2SO4 — 10%).
Из раствора сульфата индия, содержащего только примесь железа, индий выделяется цементацией, как описано выше, или электролизом.