SOLUTION OF SOCIAL PROBLEMS IN
MANAGEMENT AND ECONOMY
International scientific-online conference
43
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ
МЕТОДОВ ВЫДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ИНДИЯ ИЗ
ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ЦИНКОВОГО ПРОИЗВОДСТВА
Абдиева Манзура Маткаримовна
Магистрант Высшей школы бизнеса и предпринимательства при Кабинете
Министров Республики Узбекистан, направление Управление проектами
Инженер-конструктор Управления проектных работ "Алмалыкский горно-
металлургический комбинат"
https://doi.org/10.5281/zenodo.15357909
Аннотация:
В данной статье проводится сравнительный анализ
эффективности современных методов выделения металлического индия
из побочных продуктов цинкового производства. Рассмотрены
химические, физико-химические и электрохимические методы извлечения
индия, включая цементацию, ионный обмен, жидкостную экстракцию и
электролиз. Проанализированы технико-экономические показатели
данных методов, их преимущества и недостатки. На основе анализа
литературных данных определены наиболее перспективные подходы к
выделению
индия
с
учетом
современных
требований
к
энергоэффективности и экологической безопасности производства.
Ключевые слова:
индий, цинковое производство, побочные
продукты, цементация, ионный обмен, жидкостная экстракция,
электролиз,
сравнительный
анализ,
эффективность
извлечения,
металлургия редких металлов.
Annotatsiya:
Ushbu maqolada rux ishlab chiqarish jarayonining yonaki
mahsulotlaridan metall indiyni ajratib olishning zamonaviy usullari
samaradorligining qiyosiy tahlili o'tkazilgan. Indiyni ajratib olishning kimyoviy,
fizik-kimyoviy va elektrokimyoviy usullari, jumladan sementatsiya, ion
almashinuvi, suyuq ekstraktsiya va elektroliz ko'rib chiqilgan. Ushbu usullarning
texnik-iqtisodiy ko'rsatkichlari, ularning afzalliklari va kamchiliklari tahlil
qilingan. Adabiyot ma'lumotlari tahlili asosida energiya samaradorligi va ishlab
chiqarishning ekologik xavfsizligiga zamonaviy talablarni hisobga olgan holda
indiyni ajratib olishning eng istiqbolli yondashuvlari aniqlangan.
Kalit so’zlar:
indiy, rux ishlab chiqarish, yonaki mahsulotlar, sementatsiya,
ion almashinuvi, suyuq ekstraktsiya, elektroliz, qiyosiy tahlil, ajratib olish
samaradorligi, nodir metallar metallurgiyasi.
Abstract:
This article presents a comparative analysis of the efficiency of
modern methods for extracting metallic indium from by-products of zinc
SOLUTION OF SOCIAL PROBLEMS IN
MANAGEMENT AND ECONOMY
International scientific-online conference
44
production. Chemical, physicochemical, and electrochemical methods of indium
extraction, including cementation, ion exchange, solvent extraction, and
electrolysis are examined. The technical and economic indicators of these
methods, their advantages and disadvantages are analyzed. Based on the
analysis of literature data, the most promising approaches to indium extraction
are identified, taking into account modern requirements for energy efficiency
and environmental safety of production.
Keywords:
indium, zinc production, by-products, cementation, ion
exchange, solvent extraction, electrolysis, comparative analysis, extraction
efficiency, rare metals metallurgy.
ВВЕДЕНИЕ
Индий является одним из наиболее востребованных редких металлов
в современной высокотехнологичной промышленности. Основными
областями
применения
индия
являются
производство
жидкокристаллических дисплеев (ITO-покрытия), солнечных батарей,
полупроводниковых материалов, специальных припоев и сплавов [1].
Согласно данным Геологической службы США, мировое производство
индия в 2023 году составило около 900 тонн, при этом спрос на данный
металл продолжает расти в среднем на 8-10% ежегодно [2].
В природе индий не образует собственных месторождений и, как
правило, извлекается в качестве попутного компонента при переработке
руд цветных металлов, преимущественно цинка, свинца и олова.
Содержание индия в этих рудах крайне низкое и составляет от 1 до 100
г/т. Вследствие этого, основным источником получения индия являются
побочные
продукты
и
промежуточные
материалы
цинкового
производства: пыли, шламы, кеки и технологические растворы [3].
В
процессе
гидрометаллургической
переработки
цинковых
концентратов индий концентрируется в различных промежуточных
продуктах, таких как цинковые кеки, железистые осадки, оборотные
растворы. Содержание индия в этих продуктах может достигать 0,01-0,2%,
что делает их перспективным сырьем для извлечения данного металла
[4,5].
МЕТОДОЛОГИЯ И АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРЫ
Методология данного исследования основана на комплексном
анализе научной и технической литературы, посвященной методам
извлечения индия из побочных продуктов цинкового производства.
SOLUTION OF SOCIAL PROBLEMS IN
MANAGEMENT AND ECONOMY
International scientific-online conference
45
Согласно исследованиям Юсупходжаева А.А. и соавторов (2021),
побочные продукты цинкового производства Алмалыкского ГМК
содержат индий в количестве от 10 до 200 г/т, что соответствует
среднемировым показателям [6]. При этом основная часть индия
концентрируется в цинковых кеках (до 0,1-0,2%) и оборотных растворах
(5-15 мг/л).
Анализ современных методов извлечения индия из побочных
продуктов цинкового производства позволил выделить следующие
основные технологии:
1.
Цементация
- процесс восстановления ионов индия более
электроотрицательным металлом (алюминием, цинком). Данный метод
широко применяется в промышленности благодаря своей простоте и
относительно низким затратам. По данным Комиссарова А.А. (2020),
степень извлечения индия при цементации может достигать 70-85%,
однако чистота получаемого продукта редко превышает 95% [7].
2.
Ионный обмен
- селективное извлечение ионов индия из
растворов с помощью специальных ионообменных смол. Исследования Li
et al. (2022) показали, что применение современных хелатирующих смол
позволяет извлекать до 95-98% индия из технологических растворов с
низким содержанием примесей [8].
3.
Жидкостная экстракция
- процесс селективного извлечения
индия из водных растворов с помощью органических экстрагентов. По
данным Zhang et al. (2021), применение современных экстрагентов
(D2EHPA, Cyanex 923, TBP) позволяет достичь степени извлечения индия
90-97% и получить высокочистый продукт (99,9%) [9].
4.
Электролиз
- процесс восстановления ионов индия до
металлического состояния под действием электрического тока. Данный
метод обычно применяется на заключительной стадии получения
металлического индия высокой чистоты. Исследования Хасанова А.С. и
соавторов (2023) показали, что оптимизация режимов электролиза
позволяет получать индий чистотой до 99,999% [10].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
На основе проведенного анализа литературных данных была
составлена сравнительная характеристика современных методов
выделения металлического индия из побочных продуктов цинкового
производства.
SOLUTION OF SOCIAL PROBLEMS IN
MANAGEMENT AND ECONOMY
International scientific-online conference
46
Цементация является наиболее простым и широко применяемым
методом первичного концентрирования индия из технологических
растворов. Основными преимуществами данного метода являются
простота аппаратурного оформления, относительно низкие капитальные
затраты и возможность обработки больших объемов растворов. Однако
цементация характеризуется рядом существенных недостатков, включая
низкую селективность, значительный расход реагентов и низкую чистоту
получаемого продукта. По данным Комиссарова А.А. (2020), степень
извлечения индия при цементации составляет 70-85%, при этом
содержание индия в цементате не превышает 5-10% [7].
Ионный обмен представляет собой более селективный метод
извлечения
индия
из
разбавленных
растворов.
Современные
ионообменные смолы (Lewatit TP-220, Purolite S957) обладают высокой
емкостью по индию и позволяют эффективно извлекать его из растворов
сложного состава. Согласно исследованиям Li et al. (2022), степень
извлечения индия при использовании хелатирующих смол может
достигать 95-98% [8]. Основными преимуществами ионного обмена
являются высокая селективность, возможность обработки разбавленных
растворов и низкие эксплуатационные затраты. К недостаткам метода
можно отнести высокую стоимость ионообменных смол, сложность
регенерации и относительно низкую производительность.
Жидкостная экстракция является одним из наиболее эффективных
методов извлечения и очистки индия. Современные экстрагенты (D2EHPA,
Cyanex 923, TBP) обладают высокой селективностью по отношению к
индию и позволяют эффективно отделять его от сопутствующих
примесей. По данным Zhang et al. (2021), степень извлечения индия при
экстракции составляет 90-97%, при этом чистота получаемого продукта
может достигать 99,9% [9]. Основными преимуществами жидкостной
экстракции являются высокая селективность, возможность обработки
растворов сложного состава и получение высокочистых продуктов. К
недостаткам метода относятся высокие капитальные затраты,
необходимость использования органических растворителей и сложность
аппаратурного оформления.
С экологической точки зрения, наиболее безопасными являются
методы, основанные на ионном обмене и электролизе, поскольку они не
требуют использования токсичных реагентов и образуют минимальное
количество отходов. Жидкостная экстракция, несмотря на высокую
SOLUTION OF SOCIAL PROBLEMS IN
MANAGEMENT AND ECONOMY
International scientific-online conference
47
эффективность, связана с использованием органических растворителей,
что
создает
определенные
экологические
риски
и
требует
дополнительных мер по очистке сточных вод и газовых выбросов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенный сравнительный анализ эффективности современных
методов выделения металлического индия из побочных продуктов
цинкового производства показал, что наиболее распространенными
методами являются цементация, ионный обмен, жидкостная экстракция и
электролиз.
Цементация
отличается
простотой,
но
низкой
селективностью
(степень
извлечения
70-85%),
ионный
обмен
обеспечивает высокую степень извлечения (95-98%) из разбавленных
растворов, жидкостная экстракция обладает высокой селективностью
(степень извлечения 90-97%), а электролиз позволяет получать индий
высокой чистоты (до 99,999%), но требует значительных энергозатрат.
Оптимальными с точки зрения технико-экономических показателей
являются комбинированные схемы извлечения индия, включающие
несколько последовательных стадий обработки сырья (ионный обмен +
экстракция + электролиз). Выбор конкретной технологии должен
основываться на комплексном анализе технологических, экономических и
экологических
факторов
с
учетом
особенностей
конкретного
производства, содержания индия в исходном сырье, требований к чистоте
конечного продукта и доступности необходимых реагентов.
Список Литературы:
1.
Наумов А.В. Ритмы рынка индия // Известия вузов. Цветная
металлургия. 2020. № 2. С. 46-53.
2.
U.S. Geological Survey. Mineral Commodity Summaries 2024. Washington:
U.S. Government Publishing Office, 2024. P. 78-79.
3.
Резник И.Д., Соболь С.И., Худяков В.М. Кобальт: в 2 т. Т. 2. М.:
Машиностроение, 2019. 450 с.
4.
Лебедев К.Б., Казанцев Е.И., Розманов В.М. Извлечение индия из
растворов. М.: Металлургия, 2017. 286 с.
5.
Yang J., Wu Y., Li J. A review on extraction of indium from zinc-bearing
streams. Hydrometallurgy. 2022. Vol. 211. P. 105820.
6.
Юсупходжаев А.А., Хожиев Ш.Т., Матчанов Ш.К. Современные методы
извлечения индия из промпродуктов цинкового производства //
Металлы. 2021. № 5. С. 29-37.
7.
Комиссаров А.А., Михайленко М.А. Цементационное выделение индия
из технологических растворов // Цветные металлы. 2020. № 8. С. 54-59.
SOLUTION OF SOCIAL PROBLEMS IN
MANAGEMENT AND ECONOMY
International scientific-online conference
48
8.
Li H., Zhang T., Wang C., et al. Selective recovery of indium from zinc
refinery residues using ion exchange technology. Separation and Purification
Technology. 2022. Vol. 280. P. 119010.
9.
Zhang W., Singh M., Mandin P. Solvent extraction of indium: A review.
Hydrometallurgy. 2021. Vol. 203. P. 105610.
10.
Хасанов А.С., Вохидов Б.Р., Хамидов Р.А. Оптимизация режимов
электролитического выделения индия из сульфатных растворов //
Металлургия. 2023. № 3. С. 21-28.
