Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal.

Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal,

caracterizado por las etapas siguientes:

(a) producción de preconcentrado de indio;

(b) producción de cemento de indio, que comprende, a su vez, al menos una lixiviación suave y al menos unalixiviación fuerte del producto cemento de indio obtenido en la lixiviación reductora;

(c) producción de solución de indio;

(d) extracción de indio con disolvente orgánico;

(e) electrolisis de indio;

(f) fusión, purificación y producción de lingote del metal;

(g) electrolisis de indio para obtener un producto de alta pureza, superior a 99,995%.

Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal

Esta invención tiene por objetivo proporcionar un procedimiento innovador para producir indio metálico puro usando concentrados sulfurados de zinc y plomo como fuentes del metal. Se han desarrollado ya algunas patentes para recuperar indio a partir de fuentes de zinc, pero usualmente a costes altos y por procedimientos muy complejos. La patente CN1664131 se refiere a un procedimiento para eliminar indio de minerales de zinc sulfurados usando lixiviación a presión. La patente RU2238994 se refiere a la extracción de indio en una solución de zinc, pero no informa cómo obtener esta solución y usa un reactivo organofosforoso para hacerla. La patente JP3075223 propugna ácido oxálico y/o oxalato para extraer indio de la solución acuosa ajustando el pH. La patente US4292284 se refiere sólo a la extracción de indio con un disolvente de indio en solución acuosa usando un disolvente orgánico que contiene los ácidos monoalquilfosfórico, dialquilfosfórico y trialquilfosfórico. La patente RU2275438 describe sólo la extracción mediante un disolvente del indio a partir de soluciones residuales usando un disolvente orgánico que contiene una mezcla de t-butilfenol en ácido octanoico.

El solicitante desarrolló un procedimiento pionero y complejo para recuperar indio de concentrados de zinc sulfurados usualmente consumidos en plantas de zinc de todo el mundo. En general, los concentrados de zinc se tuestan para producir óxido de zinc, que luego se lixivia a pH de 2, 0-4, 0 en un procedimiento denominado Lixiviación Neutra. La pulpa producida se espesa. El flujo inferior del espesador, también llamada corriente inferior, que contiene ferritas de zinc e indio, se somete a un nuevo proceso de lixiviación suave y se espesa nuevamente. El flujo inferior de esta lixiviación suave contiene indio y alimenta el proceso de formación de humos (esto es, el procedimiento de producción de humos de óxido de zinc) para producir óxido de zinc. La corriente de desbordamiento de la lixiviación suave contiene también indio en menor proporción, y puede ser parte o no serlo del proceso global de recuperación de indio.

Esta invención es adecuada para ambas situaciones, en las que los humos de óxido de zinc y/o humos de óxido y la corriente de desbordamiento de la lixiviación ligera se procesan, y se caracteriza por comprender las etapas siguientes:

(a) Producción de un preconcentrado de indio;

(b) Producción de cemento de Indio que, a su vez, comprende al menos un producto de cemento de indio de lixiviación suave y al menos un producto de cemento de indio de lixiviación fuerte obtenido en la lixiviación reductora;

(c) Producción de solución de Indio;

(d) Extracción de Indio con disolvente orgánico;

(e) Electrolisis de indio;

(f) Fusión, purificación y producción de lingote de indio;

(g) Electrolisis de Indio para obtener un producto de alta pureza, esto es, de más de 99, 995%.

La nueva tecnología está basada en la extracción simple y económica de indio a partir de partes metálicas contenidas en los concentrados de zinc. Cuando se usa solamente óxido de zinc, el procedimiento es más compacto porque el elemento hierro ha sido ya extraído en la etapa de formación de humos (o durante el proceso de producción de humos de óxido de zinc) . Cuando se usa el procedimiento completo, con la contribución del metal originado en la lixiviación ácida suave, hay una etapa más en el proceso para eliminar el hierro, pero se recuperan cantidades mayores de indio.

En la memoria se encontrarán las siguientes figuras:

la Fig. 1 muestra un diagrama de flujo de humos de óxido de Waelz;

la Fig. 2 muestra un diagrama de flujo de producción de indio;

la Fig. 3 describe un diagrama de flujo de recuperación de indio con lixiviación suave con ácido del flujo inferior neutro;

el Anexo 1 presenta el equilibrio de masas de la recuperación de indio;

el Anexo 2 presenta los resultados del procedimiento sin incluir la corriente de lixiviación suave.

(a) Producción de preconcentrado La etapa de producción de preconcentrado de indio comprende tres procesos básicos: lixiviación de óxido de zinc de Waelz o formación de humo (o en el proceso de producción de humos de óxido de zinc) ; preneutralización de la pulpa obtenida y precipitación de indio junto con paragoetita o un material compuesto de hierro.

Si el procedimiento incluye la parte líquida de la lixiviación suave con ácido de flujo inferior neutro, los líquidos se encuentran en la Etapa de Precipitación de Indio con la Paragoetita o el material compuesto de hierro, como se ilustra en el diagrama de flujo de la Fig. 3

La Fig. 1 ilustra el diagrama de flujo de la etapa (a) de producción de preconcentrado.

El óxido de zinc de Waelz se lixivia a temperaturas de 70 a 80ºC con una acidez libre de 50-70 g/l de ácido sulfúrico durante 2 a 4 horas. La pulpa producida se decanta o filtra. El indio se encuentra en la parte líquida, que luego alimenta la etapa de Preneutralización. La preneutralización se produce a temperaturas que varían entre 60 y 80ºC durante un tiempo de mantenimiento en torno a 1 hora, debiendo estar la acidez final en el intervalo de 10 a 15 g/l de ácido sulfúrico. Luego se realiza el proceso de decantación o filtración.

La acidez de 10 a 15 g/l no es suficiente para eliminar el indio. Por tanto, el metal se encuentra también en la parte líquida que alimenta la etapa de precipitación de indio con paragoetita. Esta precipitación se debe efectuar a temperaturas que varían de 70 a 80ºC usando una pulpa de caliza, piedra caliza, el propio óxido de zinc de Waelz u otro neutralizador, con un tiempo de mantenimiento de aproximadamente 1 hora. La pulpa se decanta o filtra. Luego, el sólido contiene el indio, que se denomina “el indio”, y preconcentrado de hierro. La cantidad de indio en este preconcentado puede alcanzar de 0, 2 a 0, 5% dependiendo de la cantidad inicial de indio en el concentrado y la eficiencia de la formación de humos. La Fig. 1 contiene el diagrama de flujo de la etapa de producción de preconcentrado.

(b) Producción de cemento de indio:

La producción de cemento de indio comienza con la lixiviación del preconcentrado de indio y de hierro con la solución ácida de aproximadamente 400 g/l de ácido sulfúrico a temperaturas entre 60 y 90ºC durante aproximadamente 3 horas. El diagrama de flujo de la Fig. 2 muestra el circuito completo de la producción de cemento. La acidez final se debe controlar en torno a 50 g/l de ácido sulfúrico. Luego se filtra o espesa la pulpa. La parte sólida del espesamiento o la filtración es un concentrado de sulfuro de plomo (con cantidades de más de 50% de Pb) . El filtrado o líquido contiene indio y hierro que debe pasar a la siguiente etapa de preneutralización.

La preneutralización se realiza con un reactivo alcalino o básico y se puede usar piedra caliza o el propio óxido de zinc de Waelz. Las condiciones operativas son temperaturas entre 60 y 70ºC, tiempos de mantenimiento de aproximadamente 1 hora, mantenimiento de la acidez final en 15 a 20 g/l de ácido sulfúrico. Nuevamente, la pulpa se decanta o filtra. La parte líquida contiene indio y hierro férrico, que se pasa a la lixiviación reductora, basada en la oxi-reducción del hierro férrico a hierro ferroso.

La lixiviación reductora se realiza a temperaturas de 90 a 95ºC durante un tiempo de mantenimiento de 2 horas. El agente reductor es el propio concentrado de zinc y sulfuros de plomo. Al final de la reacción la acidez libre se debe mantener todavía a entre 10 y 15 g/l de ácido sulfúrico. Luego se decanta y filtra la pulpa. La parte líquida pasa a la etapa de cementación de indio con chatarra de zinc y polvo de zinc. Las condiciones operativas son una temperatura entre 60 y 70ºC, un tiempo de mantenimiento de aproximadamente dos horas y un pH final de 4, 0 a 4, 2. Este agente de precipitación de indio puede ser también óxido de zinc con un pH entre 4, 0 y 4, 2. Se filtra la pulpa y luego se lava con agua. El líquido obtenido es una solución obtenida de zinc y hierro ferroso, que se debe dirigir al circuito de zinc para la apropiada precipitación del hierro. La parte sólida contiene el cemento de zinc, cuyo contenido metálico puede alcanzar hasta el 3%.

El cemento de indio se somete luego a dos o más lixiviaciones. Una lixiviación fuerte y otra débil ambas en contracorriente. La lixiviación débil del cemento se realiza a una temperatura de 90ºC durante aproximadamente 3 horas con una solución ácida obteniéndose... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, caracterizado por las etapas siguientes:

(a) producción de preconcentrado de indio;

(b) producción de cemento de indio, que comprende, a su vez, al menos una lixiviación suave y al menos una lixiviación fuerte del producto cemento de indio obtenido en la lixiviación reductora;

(c) producción de solución de indio;

(d) extracción de indio con disolvente orgánico;

(e) electrolisis de indio;

(f) fusión, purificación y producción de lingote del metal;

(g) electrolisis de indio para obtener un producto de alta pureza, superior a 99, 995%.

2. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el uso de concentrados de zinc y plomo sulfurados como fuentes del metal.

3. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por la solución de óxido de zinc que contiene o no contiene hierro.

4. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 3, en el que, en el caso de que contenga hierro, puede extraerse éste previamente en la etapa de producción de humos de óxido de zinc.

5. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la etapa (a) puede comprender una lixiviación ácida del óxido de zinc, preneutralización de la pulpa obtenida y precipitación del indio.

6. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la parte líquida que contiene indio y obtenida por lixiviación pasa a la etapa de preneutralización.

7. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, en el que la preneutralización se realiza en condiciones de temperatura y acidez que son más suaves que las de la lixiviación.

8. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la alimentación de la etapa de lixiviación del preconcantrado de indio se puede realizar usando la parte sólida o líquida obtenida después de filtración o decantación del óxido preneutralizado.

9. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la etapa (a) la precipitación de hierro puede proceder junto con la de paragoetita o un material compuesto con hierro.

10. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la etapa (b) puede comprender la lixiviación del preconcentrado de indio, preneutralización, lixiviación reductora y cementación del indio.

11. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el espesamiento y filtración del producto de la lixiviación del preconcentrado produce una parte sólida que comprende sulfato de plomo, y que la parte filtrada o la parte líquida pasan a la etapa de preneutralización.

12. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la preneutralización se realiza en presencia de un agente de alcalinización o básico, decantando o filtrando el producto, y la etapa líquida se dirige a la etapa de lixiviación.

13. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, en el que en la etapa de lixiviación reductora se produce una reducción de hierro férrico a hierro ferroso.

14. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal,

de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el agente reductor puede ser el concentrado de sulfuros de zinc y plomo.

15. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la pulpa o producto de la lixiviación reductora se decanta o filtra, la parte líquida que contiene zinc y hierro ferroso se envía al circuito de zinc, y la parte sólida que contiene cemento de indio se dirige a la etapa de cementación de indio.

16. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el cemento de indio se somete a dos o más lixiviaciones, con al menos una lixiviación suave y una lixiviación fuerte en contracorriente.

17. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 16, en el que el flujo inferior obtenido por la lixiviación fuerte se puede reciclar a la parte líquida de la etapa de lixiviación suave.

18. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 15 o 16, en el que la parte líquida de la lixiviación débil que contiene indio se dirige a la etapa de precipitación de indio con agente de neutralización.

19. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 18, en el que el producto sólido obtenido por filtración o decantación del la lixiviación del concentrado de indio se dirige a la etapa de producción de la solución de indio.

20. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la etapa (c) comprende la producción de la solución de indio mediante la lixiviación del concentrado obtenido en la etapa previa, dirigida al final a la filtración y lavado con agua.

21. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la solución obtenida en la etapa (c) se dirige a la etapa (d) que es la extracción del indio con un disolvente orgánico.

22. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 21, que comprende el uso de ácido mono-, di- o trialquilfosfórico como fase orgánica en disolvente orgánico.

23. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 21, en el que el agente de extracción es ácido clorhídrico.

24. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el indio metálico se puede obtener por electrolisis (etapa e) usando placas de aluminio.

25. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 1, en el que en la formación de la briqueta (etapa (f) ) se puede usar sosa como agente formador de escoria, y se puede usar cloruro amónico en el refino de indio.

26. Procedimiento para producir indio metálico puro a partir de óxido de zinc y/o una solución que contiene el metal, de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cualquiera de los subprocesos que se indican seguidamente se puede realizar en la etapa (g) o en la producción de indio electrolítico de alta pureza:

(g-1) producción del ánodo de indio, o (g-2) electrolisis activa, o (g-3) fusión de los ánodos y purificación, o (g-4) producción de lingotes del indio fundido.

FIGURA 1 FIGURA 2 FIGURA 3