[发明专利]一种磷化铟废料高效回收精铟的方法

说明书

本发明公开了一种磷化铟废料高效回收精铟的方法，属于有色金属冶金技术领域。本发明方法设计科学合理，首先对磷化铟废料进行硫酸化焙烧，破坏铟与磷之间稳定的共价键，使难溶的磷化铟转化为易溶于水的硫酸铟，同时在气相冷凝区以五氧化二磷的形式回收磷；进一步对焙砂进行水浸，使铟以离子形式进入溶液，形成主要成分为In₂(SO₄)₃‑H₂SO₄的浸出液；对浸出液进行直接电解，通过准确控制电化学条件，使铟在阴极还原析出，同时避免杂质离子析出，获得精铟产品。本发明技术方案具有对设备要求低、效率高、成本低、回收率高、产品纯度高等特点，可以实现磷化铟废料的高效综合回收。

技术领域

本发明属于有色金属冶金技术领域，具体涉及一种磷化铟废料高效回收精铟的方法。

背景技术

铟位于元素周期表的第五周期第IIIA族，具有低熔点、高沸点、性质稳定等优异的物理化学性质。因此，铟及其化合物常被用于生产特种合金、电子元件、铟锡氧化物、半导体等材料，在机械制造、电子信息、光伏光电等领域得到了广泛的应用。然而，铟在地壳中的含量低至50-200ppb，仅为黄金的六分之一左右。铟在自然界中没有独立矿床，常以伴生矿的形式存在于闪锌矿、黄铁矿等重金属硫化矿中，其中最为常见的是闪锌矿，其铟含量为1-100ppm。

半导体是铟的最重要应用领域之一。磷化铟(InP)半导体材料具有窄带隙、低电阻率和高电子迁移率等优点，作为激光器和接收器能够显著提高数据传输速度和距离，已被广泛应用于微波通讯和光纤通讯等领域。然而，磷化铟脆性强、硬度低，以之为原料生产半导体器件过程中废料比例高达70％左右。另一方面，随着半导体行业的快速发展，磷化铟半导体器件更新迭代加快，将产生大量磷化铟废料。因此，磷化铟废料作为一种重要的铟二次资源，其高效综合回收具有重要的经济价值和社会意义。

目前，关于磷化铟废料回收的研究相对有限。经检索，公开号为CN114380323A的中国专利文献公开了一种磷化铟中铟的回收方法，将磷化铟粉末与铁粉混合均匀后，在高温下进行固相反应，进一步通入氯化氢气体使铟选择性氯化生成易挥发的氯化铟，最后在气相中进行冷凝回收InCl₃。该方法回收得到的氯化铟纯度较高，但整个回收工艺流程长、操作复杂、对设备要求高，且铟是以氯化铟的形式回收，需经进一步处理才能得到金属铟产品。

公开号为CN106586988B的中国专利文献公开了一种从磷化铟废料中综合回收铟和磷的方法，将磷化铟废料粉末置于真空管式炉中，在高温和真空条件下使磷化铟分解为铟和磷蒸汽，进一步对二者进行分别回收。该方法虽能实现磷化铟废料的短流程综合回收，但生产过程需要在高温、真空条件下实现，不仅能耗高，且需用到投资成本较高的真空冶炼设备，生产成本较高。

公开号为CN106319224B的中国专利文献公开了一种磷化铟废料中回收铟的方法，采用浓盐酸和氯酸钠作为浸出剂使磷化铟废料充分溶解，进一步向浸出液中加入锌粉置换得到海绵铟。该工艺虽能有效从磷化铟废料中回收金属铟，但高酸度条件下的氯离子浸出体系不仅对设备腐蚀严重，且易挥发氯化氢气体污染生产环境；此外，采用锌粉置换铟的热力学推动力有限，过量的锌粉加入会降低海绵铟产品的纯度，且锌粉属于易制爆的管制类试剂，生产安全风险较高。

综上所述，现有的磷化铟废料回收工艺仍有较大的优化和提升空间，有必要进一步开发操作简单、流程短、效率高、成本低、对环境友好的磷化铟废料综合回收工艺技术，为铟工业的可持续发展提供保障。

发明内容

本发明的目的在于克服现有磷化铟废料综合回收工艺流程长、对设备要求高、效率低、生产成本高、产品纯度低等问题，提供了一种磷化铟废料高效回收精铟的方法。本发明的工艺技术具有对设备要求低、效率高、成本低、回收率高、产品纯度高等特点，可以实现磷化铟废料的高效综合回收。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：