CN101508426A

CN101508426A - 一种从碲渣中分离碲的方法

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Publication number: CN101508426A
Application number: CNA2009100429374A
Authority: CN
Inventors: 刘伟锋; 杨天足; 马辉; 张杜超; 刘伟; 任晋
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2029-03-24
Also published as: CN101508426B

Abstract

一种从碲渣中分离碲的方法，本发明先将碲渣磨矿后在水溶液中浸出，水浸液经过净化和中和后产出二氧化碲；水浸渣在盐酸体系中盐酸浸出，酸浸液冷却后过滤，酸浸渣返回阳极泥处理过程；酸浸液经过控电位还原产出粗碲，粗碲和中和产出的二氧化碲经过焙烧脱杂后得到纯二氧化碲；还原后液再分别用传统方法回收铜铋锡等有价金属。本发明碲总浸出率高达98％以上，产出的粗碲杂质元素含量低，返渣少，对设备的改造幅度小，处理时间短、处理成本低。

Description

一种从碲渣中分离碲的方法

技术领域

本发明涉及冶金领域中湿法冶金过程，特别是从碲渣中分离碲的湿法冶金方法。

背景技术

重金属铜铋等金属电解精炼过程中产出的阳极泥富集了贵金属和稀散金属，传统的阳极泥火法处理工艺中，碲富集于氧化精炼过程产出的苏打渣中，又称碲渣，是提取碲的重要原料。从苏打渣中提取碲的工艺过程是先将苏打渣破碎至10～30mm，再经过湿式球磨后搅拌浸出，浸出渣返回贵铅炉处理，浸出液加入硫化钠和氯化钙以脱除铅、铜和硅等杂质，净化后的溶液用硫酸中和至pH＝5～6得到二氧化碲；二氧化碲经过焙烧后溶解于氢氧化钠溶液中进行电积，阴极碲用稀的草酸溶液洗涤后熔铸产出碲锭。另外，粗铋碱性精炼过程产出的碲渣也是回收碲的原料之一，从该碲渣中提取碲的生产过程与从苏打渣中提取碲的工艺过程相似，唯一不同的是水浸渣返回主流程回收铋。彭容秋著的《重金属冶金工厂原料的综合利用》，中南大学出版社，2006，P56～60介绍的就是该方法。

上述碲渣的处理方法存在如下缺点：

(1)碲渣水浸时碲浸出率低，导致碲直收率低(仅50％)且返渣多；

(2)中和沉淀二氧化碲时，沉淀物中易夹杂锑等杂质金属；

(3)水浸渣返回原重金属阳极泥的处理过程，不能直接回收其中的铜锡等有价金属。

发明内容

本发明的目的是提供一种能有效地从碲渣中分离碲等金属的湿法冶金方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：碲渣磨矿后在水溶液中浸出，水浸液经过净化和中和后产出二氧化碲；水浸渣在盐酸体系中盐酸浸出，酸浸液冷却后过滤，酸浸渣返回阳极泥处理过程；酸浸液经过控电位还原产出粗碲，粗碲和中和产出的二氧化碲经过焙烧脱杂后得到纯二氧化碲；还原后液再分别用传统方法回收铜铋锡等有价金属。

具体的工艺过程和工艺参数如下：

1 水浸

将碲渣破碎至粒径为0.044～0.42mm的粉末，在温度60～90℃、液固比(溶液体积L：固体质量kg)为3～5∶1、搅拌速度100～200r/min的条件下浸出1～4h，反应完成后过滤，得到水浸渣和水浸液。

2 净化与中和

将水浸液加热至60～80℃，按照每升溶液分别加入2～4g硫化钠和5～8g氯化钙以脱除溶液中的铅和硅等杂质，然后继续搅拌1～3h后过滤，滤渣返回回收铅；净化后的溶液加热至50～80℃，用2～4mol/L的硫酸溶液中和至pH＝4～6，再继续搅拌1～2h后过滤，过滤渣即为粗二氧化碲，发生的化学反应为：

Na₂PbO₂+Na₂S+2H₂O＝PbS↓+4NaOH

Na₂SiO₃+CaCl₂＝CaSiO₃↓+2NaCl

Na₂TeO₃+H₂SO₄＝TeO₂↓+Na₂SO₄+H₂O

3 盐酸浸出

水浸渣在盐酸浓度3～6mol/L、温度30～85℃、液固比(溶液体积L：固体质量kg)为2～6∶1、搅拌速度100～200r/min、时间2～4h的条件下浸出，待反应完成后冷却至室温过滤，得到酸浸液和酸浸渣，发生的化学反应为：

TeO₂+4HCl＝TeCl₄+2H₂O

Bi₂O₃+6HCl＝2BiCl₃+3H₂O

CuO+2HCl＝CuCl₂+H₂O

4 控电位还原

将酸浸液加热至温度30～80℃，以铂电极为工作电极，饱和氯化钾甘汞电极为参比电极测定溶液的电位，边搅拌边加入浓度为150～300g/L的亚硫酸钠溶液，控制终点电位200～300mV(相对甘汞电极)，待电位稳定后继续搅拌0.5h后趁热过滤，过滤渣即为粗碲粉，粗碲粉用2～6mol/L的盐酸溶液洗涤，发生的化学反应为：

SeCl₄+2Na₂SO₃+2H₂O＝Se+2Na₂SO₄+4HCl

TeCl₄+2Na₂SO₃+2H₂O＝Te+2Na₂SO₄+4HCl

5 焙烧

将粗TeO₂和粗碲粉置于不锈钢盘中，在料层厚度20～50mm和温度390～500℃下焙烧1～4h，待物料变为白色或者淡黄色时反应完成。发生的主要反应为：

Se+O₂＝SeO₂↑

Te+O₂＝TeO₂

以上所述的氯化钙、硫化钠、硫酸、盐酸和亚硫酸钠均为工业级试剂。

本发明适用于贵金属氧化精炼过程和粗铋火法精炼过程中产出的碲渣，其主要成分范围为：Te 3～32％、Pb 2～10％、Bi 2～20、Sn 1～5％、Se 0.10～1.2、Cu 2～30％；也适合于处理碲原生矿、碲铋矿和铜碲渣等物料。

本发明与传统的碲渣处理流程比较，有以下优点：1碲渣水浸渣进一步酸性浸出，碲总浸出率高达98％以上；2浸出液在高酸度下控电位还原，不仅可以准确控制亚硫酸钠的加入量，而且产出的粗碲杂质元素含量低；3粗碲粉焙烧过程中不仅有效脱除了杂质硒，而且使碲氧化为二氧化碲有利于氢氧化钠溶解；4增加的盐酸浸出过程，不仅直接回收了碲渣中的铜锡等金属，而且降低了返渣的量；5本发明对设备的改造幅度小，处理时间短、处理成本低。

附图说明

图1：本发明工艺流程示意图。

具体实施方式

实施例1：取含Te 8.5％、Se 0.45％、Cu 9.6％、Bi 12％的铜冶炼过程产出的碲渣1000g，磨细至粒度100％小于0.074mm，在温度80℃、液固比3∶1、搅拌速度150r/min的条件下浸出3h后过滤，水浸液体积为3.1L，成分(g/L)：Te 13.2、Se 0.58；水浸渣烘干后称重为720g，含碲6.14％，碲渣水浸时的浸出率为48.0％。将水浸液加热至80℃后加入6.8g硫化钠和16g氯化钙，继续搅拌1h后过滤，净化后液用3mol/L的硫酸溶液中和至pH＝5时继续搅拌2h后过滤，产出的粗二氧化碲烘干后重量为53g，含碲76.0％。

水浸渣在体积2.8L、4mol/L的盐酸溶液中搅拌浸出，控制温度80℃、搅拌速度150r/min搅拌2h后，冷却至室温过滤，浸出渣经过洗涤烘干后称重为120g，其中碲含量为0.24％，水浸和酸浸后碲的总浸出率99.7％；酸浸液体积为2.8L，成分(g/L)：Te 15.72、Se 0.96、Cu 34.15、Bi 42.75。酸浸液加热至温度75℃，缓慢加入浓度为240g/L的亚硫酸钠溶液，待相对甘汞电极电位为230mV时停止加入亚硫酸钠溶液，电位稳定后继续搅拌0.5h，趁热过滤，粗碲粉用4mol/L的盐酸溶液1.0L洗涤后，在温度100℃的烘箱中烘干。还原后液中碲含量0.05g/L，碲的还原率99.5％；产出粗碲渣46.68g，其成分为(％)：Te94.3、Se4.9、Cu0.06、Si0.035、Pb0.08、Bi0.09、Sb0.010。

将中和产出的53g粗二氧化碲和46.68g粗碲置于不锈钢盘中，在料层厚度30mm下保持温度450～460℃焙烧3h，待物料颜色变白后出炉冷却。产出二氧化碲106.7g，其成分为(％)：Te 78.5、Se 0.04、Cu 0.02、Si 0.035、Pb 0.05、Bi 0.05、Sb 0.08；碲的直收率为98.5％。

实施例2：取含Te 36％、Se 0.6％、Cu 6％、Bi 24％的铋冶炼冶炼过程产出的碲渣500g，磨细至粒度100％小于0.074mm，在温度80℃、液固比3∶1、搅拌速度150r/min的条件下浸出4h后过滤，水浸液体积为1.6L，成分(g/L)：Te57.37、Se0.75；水浸渣烘干后称重为350g，含碲25.2％，碲渣水浸时的浸出率为51.0％。将水浸液加热至80℃后加入4.8g硫化钠和10g氯化钙，继续搅拌1h后过滤，净化后液用4mol/L的硫酸溶液中和至pH＝5时继续搅拌2h后过滤，产出的粗二氧化碲烘干后重量为120g，含碲76.5％。

水浸渣在体积1.4L、6mol/L的盐酸溶液中搅拌浸出，控制温度80℃、搅拌速度150r/min搅拌2h后，冷却至室温过滤，浸出渣经过洗涤烘干后称重为40g，其中碲含量为0.95％，水浸和酸浸后碲的总浸出率99.8％；酸浸液体积为1.5L，成分(g/L)：Te 58.8、Se 1.2、Cu 20.15、Bi 79.6。酸浸液加热至温度75℃，缓慢加入浓度为240g/L的亚硫酸钠溶液，待相对甘汞电极电位为210mV时停止加入亚硫酸钠溶液，电位稳定后继续搅拌0.5h，趁热过滤，粗碲粉用6mol/L的盐酸溶液0.5L洗涤后，在温度100℃的烘箱中烘干。还原后液中碲含量0.06g/L，碲的还原率99.5％；产出粗碲渣89.32g，其成分为(％)：Te 98.6、Se 1.3、Cu 0.08、Si 0.035、Pb 0.09、Bi 0.10、Sb 0.010。

将中和产出的120g粗二氧化碲和89.32g粗碲置于不锈钢盘中，在料层厚度25mm下保持温度450～460℃焙烧3h，待物料颜色变白后出炉冷却。产出二氧化碲223.5g，其成分为(％)：Te 79.6、Se 0.03、Cu 0.04、Si 0.035、Pb 0.05、Bi 0.07、Sb 0.08；碲的直收率为98.8％。

Claims

1.一种从碲渣中分离碲的方法，其特征在于包括以下步骤：

①水浸

将碲渣破碎至粒径为0.044～0.42mm的粉末，在温度60～90℃、溶液体积L：固体质量kg的液固比为3～5∶1、搅拌速度100～200r/min的条件下浸出1～4h，反应完成后过滤，得到水浸渣和水浸液；

②净化与中和

将水浸液加热至60～80℃，按照每升溶液分别加入2～4g硫化钠和5～8g氯化钙脱除溶液中的铅和硅杂质，然后继续搅拌1～3h后过滤，滤渣返回回收铅；净化后的溶液加热至50～80℃，用2～4mol/L的硫酸溶液中和至pH＝4～6，再继续搅拌1～2h后过滤，过滤渣即为粗二氧化碲；

③盐酸浸出

步骤①得到的水浸渣在盐酸浓度3～6mol/L、温度30～85℃、液固比为2～6∶1、搅拌速度100～200r/min的条件下浸出，浸出时间2～4h，待反应完成后冷却至室温过滤，得到酸浸液和酸浸渣；

④控电位还原

将酸浸液加热至温度30～80℃，以铂电极为工作电极，饱和氯化钾甘汞电极为参比电极测定溶液的电位，边搅拌边加入浓度为150～300g/L的亚硫酸钠溶液，控制甘汞电极终点电位200～300mV，待电位稳定后继续搅拌0.5h后趁热过滤，过滤渣即为粗碲粉，粗碲粉用2～6mol/L的盐酸溶液洗涤；

⑤焙烧

将步骤②的粗TeO₂和步骤④粗碲粉置于不锈钢盘中，在料层厚度20～50mm和温度390～500℃下焙烧1～4h。

2.根据权利要求1所述的所述的从碲渣中分离碲的方法，其特征在于所述的氯化钙、硫化钠、硫酸、盐酸和亚硫酸钠均为工业级试剂。