Поведение индия

При обогащении свинцово-цинковых и полиметаллических руд индий в основном переходит в цинковый и медный концентраты, меньше — в свинцовый и пиритный концентраты. Часть его остается в отвальных хвостах вместе с пустой породой. При обогащении оловянных руд он следует за касситеритом и сосредоточивается в оловянных концентратах.

Поведение индия в процессах пирометаллургической переработки руд обусловливается тем, что как сам металл, так и его высший оксид обладают весьма малым давлением пара. Поэтому индий при окислительном обжиге, как правило, остается в огарке. В сильно восстановительной среде, когда он восстанавливается до металла, его переход в возгоны незначителен. Сильное улетучивание индия наблюдается в тех процессах, где есть условия для образования низших оксида In₂O и сульфида In₂S, обладающих большой летучестью.

Цинковые концентраты. При окислительном обжиге цинковых концентратов при 850–930 °С подавляющая часть индия (~85%) остается в огарках. В дальнейшем из огарков цинк получают пирометаллургическим или наиболее распространенным гидрометаллургическим способом.

При восстановлении огарка в ретортных печах до 75% In дистиллируется с цинком (при 1200–1300°С давление пара индия 106,5—133,3 Па) и примерно 20% In остается в раймовке. В черновом цинке содержится 0,002–0,007% In. Но если в шихте есть хлориды (например, NaCl), индий практически полностью переходит вместе с кадмием в летучие возгоны (пусьеру). В процессе рафинирования чернового цинка ректификацией индий, как менее летучий металл, накапливается в свинцовом остатке, его содержание может достигать 0,6—1,2%.

При выщелачивании цинковых огарков серной кислотой подавляющая часть индия (~80%), подобно галлию, остается в кеках выщелачивания из-за низкого рН осаждения индия. Частично перешедший в раствор индий (~ 20%) удаляется вместе с медно-кадмиевым кеком при очистке цинковых растворов от меди и кадмия цементацией цинковой пылью. Медно-кадмиевые кеки содержат, %: 0,003 In, 10 Сu, 6 Cd, остальное Zn и могут быть использованы для извлечения индия при попутном получении кадмия. Отвальные цинковые кеки, раймовки обычно перерабатывают возгонкой оксидов вельцеванием или фьюмингованием. Улавливаемые возгоны (вельц-оксиды) обычно содержат, %: - 66 Zn, ~ 5 Pb, 0,5 Cd, 1,5 Fe, 0,2 Сu и 0,01–0,02 In. Степень извлечения индия в возгоны достигает 80%.

Таким образом, в пирометаллургическом производстве цинка источником индия могут служить свинец, получаемый в результате ректификационной очистки чернового цинка, а в гидрометаллургии цинка — возгоны вельц- или фьюминг-процессов и медно-кадмиевые кеки.

Свинцовые концентраты. При агломерационном обжиге свинцовых концентратов индий остается в агломерате. В процессе восстановительной плавки свинцовых агломератов индий распределяется между всеми продуктами плавки. Часть In (20–25%) попадает в пыли, причем его концентрация увеличивается в 5–10 раз по сравнению с агломератом. В шлак переходит от 10 до 50% In. При последующей переработке шлаков методами вельцевания или фьюмингования индий почти полностью концентрируется в возгонах. В черновой свинец переходит до 50% In.

В зависимости от содержания примесей в черновом свинце, а также от применяемой технологической схемы рафинирования свинца индий либо распределяется равномерно между различными продуктами, либо концентрируется преимущественно в каком-нибудь одном продукте рафинирования. Это могут быть медистые шликеры, оловянные съемы, хлоридные шлаки после обесцинкования, шлаки щелочного рафинирования или, наконец, анодные шламы от электролитического рафинирования свинца. Преимущественный переход индия в шликеры (до 79–93%) связан, очевидно, с образованием соединений InAs и InSb, а также твердых растворов с медью. Остальные 10–20 % In концентрируются в щелочных плавах и серебряной пене.

Следовательно, в производстве свинца источником индия могут служить пыли восстановительной плавки, вельц-оксиды и продукты рафинирования свинца.

Оловянные концентраты. При восстановительной плавке оловянных концентратов индий распределяется между пылью (~75%) и черновым оловом (~20%). В черновом олове содержание индия может достигать 0,1%. При рафинировании олова от свинца индий переходит в свинцовистые хлоридные съемы из-за высокого сродства к хлору. Исходя из этого, в производстве олова для извлечения индия можно использовать пыли восстановительной плавки и продукты рафинирования олова.

Медные концентраты. При плавке медных концентратов примерно половина индия переходит в штейн, от 5 до 15% улетучивается с пылью, остальное количество попадает в шлак. С повышением степени предварительного обжига переход в шлак увеличивается. При конвертировании медных штейнов индий на 80% переходит в шлак. Улетучивание индия в этом процессе —15%, но конвертерная пыль, особенно ее тонкая фракция, в пять раз богаче индием по сравнению с исходным штейном. При фьюминговании шлаков медной плавки индий почти полностью переходит в возгоны.

Основной источник индия в настоящее время — побочные продукты цинкового производства.