如何制备和回收高纯度铟? ¹

背景及概述^[1]

铟是一种非常重要的战略稀散金属，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。它是制备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。铟是国家《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：使用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。铟电解初液的电阻率应在15兆欧以上。

C：向铟电解初液中加入氯化钠和明胶，调节pH值，得到最终电解液。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，放入阳极和阴极，接通电源开始电解。电解过程中，控制电解液温度为15℃，电流密度为20A/m²，极距为40mm。同时，周期性取出阴极产品进行清洗和烘干，得到高纯铟产品。阳极为4N～4N5级的纯铟，阴极为钛板，导电部分为钛包铜结构。

随着生产时间延长，极距会逐渐增大，阳极逐渐溶解，导致电解槽电压升高。为保证产物铟的质量，需要适当降低电流强度。

定期检测和监控电解液的pH值。当pH值偏低时，添加固体氢氧化钠颗粒进行中和，注意搅拌均匀，避免局部电解液pH值过大。当pH值偏高时，缓慢加入硫酸，并注意搅拌均匀，避免加酸过量。

定期检测和监控铟离子浓度。当电解液铟离子浓度偏低时，适当降低电流强度，减缓贫化产生的速度，并同时补充电解原液。当电解液铟离子浓度偏高时，适当添加高纯水进行稀释。

定期检测和监控氯化钠浓度。当电解液氯化钠浓度偏低时，适当添加纯氯化钠颗粒，采用少量多次添加的方式，并充分搅拌和循环电解液，避免电解液局部浓度过大。

通过以上步骤，可以得到纯度可达99.9994%的铟产品，电流效率达到88%左右。

回收方法^[2]

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

将500L还原浸出液加热到80℃，然后缓慢加入轻质碳酸钙调浆，直至终点pH为5.0。反应1小时后进行液固分离，得到含有In4500g/t、Zn2.43wt％、Fe3.68wt％的第一石膏渣。

将第一石膏渣在75℃的温度下用锌电解废液浸出2小时，得到富铟溶液和第二石膏渣。锌电解废液的初始硫酸浓度为95g/L，富铟溶液和锌电解废液的液固比为4L/Kg。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；第二石膏渣的主要化学成分为：Zn0.35wt％，Fe0.16wt％，Cu0.005wt％，As0.06wt％，In47.25g/t。

将富铟溶液加热至70℃，加入2.9g/L的工业级还原铁粉反应30分钟后进行液固分离，得到还原后液。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。

将还原后液加热至50℃，加入10g/L的木炭粉搅拌反应20分钟，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。该方法具有良好的萃取效果和较快的分相速度，且不会产生乳化现象。

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