超声强化浸出技术高效提取难溶铁酸锌渣中的铟资源

《Separation and Purification Technology》：High-efficiency extraction of indium from iron slag rich in insoluble zinc ferrite by ultrasonic enhancement

本文提出了一种超声增强硫酸浸出体系，用于从富含难溶铁酸锌的炼铁渣中高效回收稀有金属铟（In）。研究显示，在温和条件（低酸度1.6 mol/L、低温308 K）下，铟浸出率提升至93.52%，表观活化能从25.61 kJ/mol降至12.28 kJ/mol。通过动力学分析和浸出渣表征（EPMA/XRD），揭示了超声波通过缓解物料团聚包裹、强化固液传质的作用机制，为难处理含铟固废的资源化提供了新思路。

　　

实验材料

实验所用含铟原料为西南地区某锌冶炼厂经碱浸脱砷后的含锌铁渣（ZCIS）。原料经研磨后于343 K干燥48小时，通过标准筛分级获得集中粒径的样品。采用X射线荧光光谱分析ZCIS元素组成，结果如表1所示。

时间对铟浸出率的影响

化学反应均需特定时间完成，因此需探究反应时间对铟浸出效率的影响。为高效回收铟，在硫酸浓度1.6 mol/L、超声功率350 W、温度298 K条件下研究时间的影响。结果显示，30分钟时浸出率达峰值，延长时间反而因副反应导致效率下降。

结论

为解决常规方法浸铟过程中的物料团聚包裹问题，我们构建了超声强化硫酸浸出体系。在308 K、液固比5:1、硫酸浓度1.6 mol/L、超声功率350 W、时间30分钟条件下，铟浸出率从86.78%提升至93.52%。动力学研究表明超声使反应控速步骤由扩散控制转向界面化学反应控制，表观活化能降低约52%。微观表征证实超声可破碎铁酸锌包裹层，增强固液接触，为难溶富铟渣的绿色回收提供了新技术路径。