权利要求

1.一种从含铟靶材物料中用真空提炼技术炼精铟的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将含铟靶材物料通过粉碎机破碎后，加入还原剂，混合均匀，制得含铟混合料;

步骤2：将制得的所述含铟混合料加入还原炉中，控制反应温度和反应时间，使含铟混合料发生还原反应，生成含铟合金;

步骤3：控制分区的真空石墨化炉的反应真空度和反应温度，将生成的所述含铟合金从顶部加入所述真空石墨化炉中，所述含铟合金在所述真空石墨化炉的分区中流动蒸发，冷凝后排出，制得一次粗铟和粗铟合金;

步骤4：控制分区的真空石墨化炉的反应真空度和反应温度，将制得的所述一次粗铟从顶部加入所述真空石墨化炉中，所述一次粗铟在所述真空石墨化炉的分区中流动蒸发，冷凝后排出，制得精铟和二次粗铟;

步骤5：制得的所述粗铟合金和所述二次粗铟返回至步骤3中继续循环。

2.根据权利要求1所述的一种从含铟靶材物料中用真空提炼技术炼精铟的方法，其特征在于：步骤1中的所述含铟靶材物料破碎至80目。

3.根据权利要求2所述的一种从含铟靶材物料中用真空提炼技术炼精铟的方法，其特征在于：步骤1中的所述还原剂添加量为反应所需理论量的1.3倍。

4.根据权利要求3所述的一种从含铟靶材物料中用真空提炼技术炼精铟的方法，其特征在于：步骤2中的所述反应温度为1300℃，所述反应时间为3h。

5.根据权利要求4所述的一种从含铟靶材物料中用真空提炼技术炼精铟的方法，其特征在于：步骤3中的所述真空石墨化炉的分区分为低沸点蒸汽区、中间沸点蒸汽区和残留物蒸汽区三个蒸汽区，且相邻所述蒸汽区间存在蒸发气孔;所述真空石墨化炉的石墨外罩设置冷凝结构;所述真空石墨化炉的所述低沸点蒸汽区、所述中间沸点蒸汽区和所述残留物蒸汽区对应设置一次低沸点挥发物出料管、一次中间沸点挥发物出料管和一次残留物出料管;所述一次低沸点挥发物出料管、所述一次中间沸点挥发物出料管和所述一次残留物出料管下方对应设置一次低沸点挥发物收集器、一次中间沸点挥发物收集器和一次残留物收集器。

6.根据权利要求5所述的一种从含铟靶材物料中用真空提炼技术炼精铟的方法，其特征在于：步骤3中的所述真空石墨化炉的所述反应真空度为10Pa，所述反应温度为1500℃。

7.根据权利要求6所述的一种从含铟靶材物料中用真空提炼技术炼精铟的方法，其特征在于：步骤3的具体步骤包括：当所述真空石墨化炉真空度达到10Pa时，将所述真空石墨化炉升温至1500℃，再将生成的所述含铟合金从顶部加入所述真空石墨化炉中，由于各种金属蒸发温度不同以及蒸发动能不同，所述含铟合金在所述真空石墨化炉的所述低沸点蒸汽区、所述中间沸点蒸汽区和所述残留物蒸汽区中流动并蒸发，经所述设置冷凝结构的石墨外罩冷凝后，通过所述一次低沸点挥发物出料管、所述一次中间沸点挥发物出料管和所述一次残留物出料管排出，收集至所述一次低沸点挥发物收集器、所述一次中间沸点挥发物收集器和所述一次残留物收集器中，所述一次低沸点挥发物收集器和所述一次残留物收集器收集的为粗铟合金，所述一次中间沸点挥发物收集器收集的为一次粗铟。

8.根据权利要求7所述的一种从含铟靶材物料中用真空提炼技术炼精铟的方法，其特征在于：步骤4中的所述真空石墨化炉与步骤3的所述真空石墨化炉结构相同，所述真空石墨化炉的所述低沸点蒸汽区、所述中间沸点蒸汽区和所述残留物蒸汽区对应设置的为二次低沸点挥发物出料管、精铟出料管和二次残留物出料管;所述二次低沸点挥发物出料管、所述精铟出料管和所述二次残留物出料管下方对应设置的为二次低沸点挥发物收集器、精铟收集器和二次残留物收集器。

9.根据权利要求8所述的一种从含铟靶材物料中用真空提炼技术炼精铟的方法，其特征在于：步骤4中的所述真空石墨化炉的所述反应真空度和所述反应温度与步骤3的所述真空石墨化炉的所述反应真空度和所述反应温度相同。

10.根据权利要求9所述的一种从含铟靶材物料中用真空提炼技术炼精铟的方法，其特征在于：步骤4的具体步骤包括：当所述真空石墨化炉真空度达到10Pa时，将所述真空石墨化炉升温至1500℃，再将所述一次粗铟从顶部加入所述真空石墨化炉中，由于各种金属蒸发温度不同以及蒸发动能不同，所述一次粗铟在所述真空石墨化炉的所述低沸点蒸汽区、所述中间沸点蒸汽区和所述残留物蒸汽区中流动并蒸发，经所述设置冷凝结构的石墨外罩冷凝后，通过所述二次低沸点挥发物出料管、所述精铟出料管和所述二次残留物出料管排出，收集至所述二次低沸点挥发物收集器、所述精铟收集器和所述二次残留物收集器中，所述二次低沸点挥发物收集器和所述二次残留物收集器收集的为二次粗铟，所述精铟收集器收集的为精铟。

说明书

技术领域

[0001]本发明属于有色金属真空冶金技术领域，具体涉及一种从含铟靶材物料中用真空提炼技术炼精铟的方法。

背景技术

[0002]铟具有熔点低、沸点高、传导性好、氧化物能形成透明的导电膜等特性，主要用于半导体、光纤通信、透明导电涂层、金属有机物等方面。

[0003]全球70%的铟用于加工铟锡氧化物(ITO)靶材，但目前ITO靶材溅射镀膜利用率较低，一般仅为30%左右，而剩余的部分则成为废靶。在ITO粉末及ITO靶材镀膜溅射生产过程中会产生废粉、废靶、边角料、切屑等铟锡氧化物。同时在铅、锌冶炼生产过程中也会产生大量的铟锡氧化物，这些铟锡氧化物具有很高的经济回收价值。目前，铟锡氧化物多采用湿法工艺回收。

[0004]专利文献CN100340679C中公开了一种铟锡混合物的分离方法，该方法为：将铟锡混合废料粉末用硫酸或盐酸浸出3～6小时，浸出液加锌粉置换1～6小时除锡，将锡离子置换为固体锡，将固液进行分离，得到除锡后液和锡渣;除锡后液加锌片置换得到海绵铟，海绵铟压团后熔铸得到粗铟;锡渣用浓硝酸浸泡除去杂质，然后用焦粉进行还原熔炼得到粗锡。该方法处理时间长(5～9小时)，需要进行锌粉置换和锌片置换，置换后固液需进一步处理才能得到产品。

[0005]专利文献CN1191380C中公开了从铟锡氧化物中提取精铟的方法，该方法为：将ITO废料磨细溶于无机混合酸中溶解，在溶解后液体中加入双氧水反应0.5～3小时进行氧化，然后加碱中和氧化后液体，并同时加入碱金属或碱金属的氯盐、硫酸盐或硝酸盐无机共沉剂，使锡等杂质生成沉淀物，随后溶液经固液分离、置换、熔铸阳极、电解制得精铟。该方法可制得纯度大于99.99%的金属铟，铟回收率大于95%，但该方法在无机混酸溶解中需要1:5～10的固液比，当处理量大时耗水量大，需要大容量的反应容器，铟的回收率约为95%。

[0006]专利文献CN100535139C中公开了酸浸-硫化沉淀联合工艺回收ITO废料中铟锡的方法，该方法为：将磨细的ITO废料加酸浸出，浸出液中加入硫化钠进行硫化沉锡，过滤得到沉淀物和酸浸液，酸浸液加铝置换得到海绵铟，海绵铟进行电解提纯和熔铸得到精铟锭产品;沉淀物加酸多次洗涤过滤得到锡渣产品。该方法铟的累计浸出率为98.3%，流程长，需多次加酸浸出或洗涤，加铝置换回收铟得到的后液为强酸，需进行无害化处理。

[0007]专利文献CN101660056A中公开了铟锡合金真空蒸馏分离铟和锡的方法，该方法为：将成分为In40~99%，Sn1~60%的铟锡合金加入真空炉内，控制炉内的真空度、温度和蒸馏时间，使金属铟和锡分离。真空蒸馏后得到的金属铟中含锡量小于0.5%，金属锡中含铟量小于0.5%。该方法处理的原料为铟锡合金，真空蒸馏过程为物理分离不干净，达不到精铟标准。

[0008]湿法工艺回收铟锡氧化废料，工艺流程长，生产周期长，条件控制复杂，锡在酸性条件下容易生成锡胶沉淀，造成过滤困难，在浸出和洗涤阶段产生的液体会对环境造成一定的污染，在中和水解和化学沉淀过程中会产生副产品。而常规真空蒸馏法回收只能回收铟锡合金中的铟和锡，做不到精铟，得到的铟合金中仍有0.5%左右的锡。

[0009]鉴于此，设计一种从含铟靶材物料中用真空提炼技术炼精铟的方法，以解决上述问题。

发明内容

[0010]为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种从含铟靶材物料中用真空提炼技术炼精铟的方法，具有能够直接做到精铟，金属值收率可达到99%，而且不需要电解，时间比电解周期少一半的特点。

[0011]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种从含铟靶材物料中用真空提炼技术炼精铟的方法，包括以下步骤：

步骤1：将含铟靶材物料通过粉碎机破碎后，加入还原剂，混合均匀，制得含铟混合料;

步骤2：将制得的所述含铟混合料加入还原炉中，控制反应温度和反应时间，使含铟混合料发生还原反应，生成含铟合金;

步骤3：控制分区的真空石墨化炉的反应真空度和反应温度，将生成的所述含铟合金从顶部加入所述真空石墨化炉中，所述含铟合金在所述真空石墨化炉的分区中流动蒸发，冷凝后排出，制得一次粗铟和粗铟合金;

步骤4：控制分区的真空石墨化炉的反应真空度和反应温度，将制得的所述一次粗铟从顶部加入所述真空石墨化炉中，所述一次粗铟在所述真空石墨化炉的分区中流动蒸发，冷凝后排出，制得精铟和二次粗铟;

步骤5：制得的所述粗铟合金和所述二次粗铟返回至步骤3中继续循环。

[0012]进一步地，步骤1中的所述含铟靶材物料破碎至80目。

[0013]进一步地，步骤1中的所述还原剂添加量为反应所需理论量的1.3倍。

[0014]进一步地，步骤2中的所述反应温度为1300℃，所述反应时间为3h。

[0015]进一步地，步骤3中的所述真空石墨化炉的分区分为低沸点蒸汽区、中间沸点蒸汽区和残留物蒸汽区三个蒸汽区，且相邻所述蒸汽区间存在蒸发气孔;所述真空石墨化炉的石墨外罩设置冷凝结构;所述真空石墨化炉的所述低沸点蒸汽区、所述中间沸点蒸汽区和所述残留物蒸汽区对应设置一次低沸点挥发物出料管、一次中间沸点挥发物出料管和一次残留物出料管;所述一次低沸点挥发物出料管、所述一次中间沸点挥发物出料管和所述一次残留物出料管下方对应设置一次低沸点挥发物收集器、一次中间沸点挥发物收集器和一次残留物收集器。

[0016]进一步地，步骤3中的所述真空石墨化炉的所述反应真空度为10Pa，所述反应温度为1500℃。

[0017]进一步地，步骤3的具体步骤包括：当所述真空石墨化炉真空度达到10Pa时，将所述真空石墨化炉升温至1500℃，再将生成的所述含铟合金从顶部加入所述真空石墨化炉中，由于各种金属蒸发温度不同以及蒸发动能不同，所述含铟合金在所述真空石墨化炉的所述低沸点蒸汽区、所述中间沸点蒸汽区和所述残留物蒸汽区中流动并蒸发，经所述设置冷凝结构的石墨外罩冷凝后，通过所述一次低沸点挥发物出料管、所述一次中间沸点挥发物出料管和所述一次残留物出料管排出，收集至所述一次低沸点挥发物收集器、所述一次中间沸点挥发物收集器和所述一次残留物收集器中，所述一次低沸点挥发物收集器和所述一次残留物收集器收集的为粗铟合金，所述一次中间沸点挥发物收集器收集的为一次粗铟。

[0018]进一步地，步骤4中的所述真空石墨化炉与步骤3的所述真空石墨化炉结构相同，所述真空石墨化炉的所述低沸点蒸汽区、所述中间沸点蒸汽区和所述残留物蒸汽区对应设置的为二次低沸点挥发物出料管、精铟出料管和二次残留物出料管;所述二次低沸点挥发物出料管、所述精铟出料管和所述二次残留物出料管下方对应设置的为二次低沸点挥发物收集器、精铟收集器和二次残留物收集器。

[0019]进一步地，步骤4中的所述真空石墨化炉的所述反应真空度和所述反应温度与步骤3的所述真空石墨化炉的所述反应真空度和所述反应温度相同。

[0020]进一步地，步骤4的具体步骤包括：当所述真空石墨化炉真空度达到10Pa时，将所述真空石墨化炉升温至1500℃，再将所述一次粗铟从顶部加入所述真空石墨化炉中，由于各种金属蒸发温度不同以及蒸发动能不同，所述一次粗铟在所述真空石墨化炉的所述低沸点蒸汽区、所述中间沸点蒸汽区和所述残留物蒸汽区中流动并蒸发，经所述设置冷凝结构的石墨外罩冷凝后，通过所述二次低沸点挥发物出料管、所述精铟出料管和所述二次残留物出料管排出，收集至所述二次低沸点挥发物收集器、所述精铟收集器和所述二次残留物收集器中，所述二次低沸点挥发物收集器和所述二次残留物收集器收集的为二次粗铟，所述精铟收集器收集的为精铟。

[0021]与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明将含铟靶材物料粉碎后加入还原剂，混合均匀;将物料放入还原炉，控制温度还原成含铟合金;将含铟合金放入真空炉内蒸馏，根据各种金属蒸发动能的不同分区收集;再将所收集到的挥发物粗铟进行二次真空蒸馏得到精铟;较现有技术而言，能够直接做到精铟，金属值收率可达到99%，而且不需要电解，时间比电解周期少一半。

附图说明

[0022]图1为本发明方法流程图;

图2为本发明一次真空石墨化炉蒸馏结构图;

图3为本发明二次真空石墨化炉蒸馏结构图。

具体实施方式

[0023]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0024]一种从含铟靶材物料中用真空提炼技术炼精铟的方法，包括以下步骤：

步骤1：将含铟(In)70%、含锡(Sn)7%、含铜(Cu)0.5%等靶材物料通过粉碎机粉碎至80目，加入反应所需的理论量的1.3倍还原剂，混合均匀，制得含铟混合料;

步骤2：将制得的含铟混合料加入还原炉中，还原炉升温至1300℃保温3h，使含铟混合料发生还原反应，生成含铟(In)89.03%、含锡(Sn)10.81%、含铜(Cu)0.25%等含铟合金;

步骤3：当设置有低沸点蒸汽区、中间沸点蒸汽区和残留物蒸汽区，且相邻蒸汽区间存在蒸发气孔的真空石墨化炉真空度达到10Pa时，将真空石墨化炉升温至1500℃，再将生成的含铟合金从顶部加入真空石墨化炉中，由于各种金属蒸发温度不同以及蒸发动能不同，含铟合金在真空石墨化炉的三个蒸汽区中流动并蒸发，经设置冷凝结构的石墨外罩冷凝后，通过一次低沸点挥发物出料管、一次中间沸点挥发物出料管和一次残留物出料管排出，收集至一次低沸点挥发物收集器、一次中间沸点挥发物收集器和一次残留物收集器中;其中，一次低沸点挥发物收集器中的液态铟合金成分为：铟(In)97.5%、锡(Sn)0.05%、铅(Pb)0.45%、铜(Cu)0%、镍(Ni)0%;一次中间沸点挥发物收集器，即粗铟收集器中的液态粗铟成分为：铟(In)99.3%、锡(Sn)0.2%、铜(Cu)0.0005%、镍(Ni)0%;一次残留物收集器中的液态金属成分为：铟(In)23.8%、锡(Sn)70.71%、铜(Cu)3.56%、镍(Ni)0.75%;

步骤4：当设置有低沸点蒸汽区、中间沸点蒸汽区和残留物蒸汽区，且相邻蒸汽区间存在蒸发气孔的真空石墨化炉真空度达到10Pa时，将真空石墨化炉升温至1500℃，再将一次中间沸点挥发物收集器，即粗铟收集器收集到的液态粗铟从顶部加入真空石墨化炉中，由于各种金属蒸发温度不同以及蒸发动能不同，液态粗铟在真空石墨化炉的三个蒸汽区中流动并蒸发，经设置冷凝结构的石墨外罩冷凝后，通过二次低沸点挥发物出料管、精铟出料管和二次残留物出料管排出，收集至二次低沸点挥发物收集器、精铟收集器和二次残留物收集器中;其中，二次低沸点挥发物收集器的液态金属成分为：粗铟(In)99.9%、锡(Sn)0.0006%、铅(Pb)0.001%、铜(Cu)0%、铁(Fe)0%、锌(Zn)0.0001%、镉(Cd)0%、铊(Tl)0.005%、砷(As)0%、铝(Al)0.0004%;精铟收集器中的液态精铟成分为：精铟(In)99.995%、锡(Sn)0.001%、铅(Pb)0.0001%、铜(Cu)0.00001%、镍(Ni)0.0001%、铁(Fe)0.0005%、锌(Zn)0.00009%、镉(Cd)0%、铊(Tl)0.0003%、砷(As)0%、铝(Al)0.00007%;二次残留物收集器中的液体金属成分为：铟(In)99%、锡(Sn)0.43%、铜(Cu)0.003%;

步骤5：精铟收集器收集的液态精铟即为符合国标的精铟(铟含量达到99.995%以上)，可直接用作产品;同时一次低沸点挥发物收集器收集的液态铟合金和一次残留物收集器收集的液态金属即为粗铟合金，二次低沸点挥发物收集器和二次残留物收集器收集的液态金属即为粗铟，返回至步骤3中继续循环。

[0025]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

说明书附图(3)