[实用新型]一种粗铟置换系统

说明书

技术领域

      本实用新型涉及冶金化工技术领域，特别是一种粗铟置换用装备。

背景技术

      铟在计算机、能源、电子、通讯、光电、医药卫生、国防军事、航空航天、核工业和现代信息产业等高科技领域得到了极其广泛的应用。主要归结为在铟锡氧化物（ITO）薄膜材料的制造、含铟低熔点合金和焊料、制造半导体化合物材料、铟合金等四个方面的应用，其中ITO所用的铟量占铟消耗量的70%以上。一般来说，原料中铟含量大于0．002%就有回收价值，目前主要是从锌冶炼中回收，在铜、铅和锡冶炼中也有少量回收。提取原料主要为冶炼副产物，如湿法/火法炼锌渣、粗铅精炼的浮渣、生产废水、铜、铅、锌、锡和钢铁冶炼的铟尘等。根据铟的来源不同，其分离回收方法也不同。目前应用最广泛的为萃取置换法，其原则流程分为酸浸出、萃取富集铟、置换、熔铸和粗铟步骤。置换铟是当今各国通用的工艺，以此获取商品粗铟，具有简便、经济、适用的特点。即利用置换剂和铟金属电位的差异，将溶液中的铟离子还原为金属态的铟而得到回收。可用锌粉、锌板或铝板作为置换剂，其中铝板置换得到普遍应用。

      在生产实践过程中，通常将萃取富集得到的氯化铟溶液或硫酸铟溶液放入挂着铝板的置换槽内，直至置换完毕后从置换槽中取出海绵状粗铟。置换铟的技术条件为：

溶液铟含量：20-45g/l；酸度：pH0.5-2.5；温度：80-90℃；置换时间：10-15h。

      从铝板置换铟的过程看，需要解决以下问题：

    （1）铝板置换铟过程反应剧烈，温度会升高，不仅影响操作环境，而且置换的铟不易成团，颗粒比较细，容易因为夹带杂质而影响质量；因此必须采用控温措施,确保置换过程稳定进行；

（2）一次性置换过程时间较长，引起铝板消耗偏高，达到1.1kg/kgIn左右，是理论消耗的5倍以上。因此必须采取措施加快置换速度，降低置换时间，从而降低铝板消耗。

（3）由于置换过程中容易引起局部浓度偏差较大，不利于铟离子向铝板表面扩散，而导致置换速度下降，析氢反应、杂质金属被置换等副反应增多，从而影响海绵粗铟的质量。因此必须解决溶液与铝板间相对流动速度问题，加快铟离子的扩散。

（4）根据生产实践，在置换1-2小时内，铟的置换率即可达到90%以上，而剩余的10%需要较长时间（10小时以上）才能置换干净（残液含铟小于50ppm），造成了铟置换的总体生产效率不高，因此必须采取措施提高铟置换的生产效率。

实用新型内容

      本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种能达到精确控温、置换速度快、铝板消耗少、粗铟质量好、生产效率高的粗铟置换系统。

本实用新型包括储液槽、计量泵、石墨换热器、一次置换槽、二次置换槽、粗铟槽和循环泵；

      所述石墨换热器底部设置进液口，上部设置出液口，石墨换热器还设置蒸汽入口和冷却水出口；

一次置换槽主要由上端开口的第一筒体组成，在第一筒体内横向布置有第一筛板，于第一筛板上方布置第一滤布，在第一滤布上方布置置换用的第一铝板放置框，在第一筛板下方分别设置一次置换液出口和第一循环出液口，在第一滤布上方的第一筒体侧壁开设第一粗铟出料口，在第一筒体上部设置一次置换槽进液口；

二次置换槽主要由上端开口的第二筒体组成，在第二筒体内横向布置有第二筛板，于第二筛板上方布置第二滤布，在第二滤布上方布置第二铝板放置框，在第二筛板下方分别设置第二循环出液口，在第二滤布上方的第二筒体侧壁开设第二粗铟出料口，在第二筒体上部分别设置二次置换槽进液口和循环进液口；在二次置换槽外设置水套，在水套上分别设置进水口和出水口；

所述储液槽通过计量泵和石墨换热器的进液口以管道连接，在储液槽和计量泵之间的管道上设有控制阀门；石墨换热器的出液口与一次置换槽进液口连接；

一次置换槽的第一循环出液口与计量泵的另一进口连接；

一次置换槽的出液口与二次置换槽进液口连接；

一次置换槽的第一粗铟出料口和二次置换槽的第二粗铟出料口分别连接在一粗铟槽的进料口上；

二次置换槽的第二循环出液口通过循环泵与循环进液口连接；

水套的进水口连接在石墨换热器的冷却水出口上。