CN106430118B - 一种从含碲溶液中分离富集碲的方法 - Google Patents
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Abstract
一种从含碲溶液中分离富集碲的方法,是在含碲溶液中,直接加入含铜化合物;或加入含氯化合物调节溶液的Cl‑浓度≥0.05g/L,再加入含铜化合物;或加酸酸化至溶液的pH≤5.5,再加入含铜化合物;或加酸酸化至溶液的pH≤5.5后加入含氯化合物调节溶液的Cl‑浓度≥0.05g/L,再加入含铜化合物;待溶液中的Cu2+浓度≥0.1g/L后,加入还原剂,使其中的碲沉淀析出,过滤得含Cu2Te的碲富集渣,所得碲富集渣用作碲的生产原料。本发明具有工艺简单,操作简便,经济高效,碲的回收率高,生产成本低,作业环境好等优点。适于工业化应用。特别适应于Te浓度在1g/L以下的稀溶液中碲的分离富集。
Description
技术领域
本发明属于冶金及化工领域,具体涉及一种从含碲溶液中分离富集碲的方法。
背景技术
碲是一种稀散元素,主要伴生再重有色金属的矿物中,在矿物加工过程碲通常随有价金属一起进入溶液。人们对溶液中碲的分离回收进行了大量研究,目前碱性溶液中的碲主要采用中和沉淀法分离回收,而酸性溶液中的碲则大多采用还原沉淀法或碲化铜沉淀法分离回收。
中和沉淀法的工艺过程为:在碲的碱浸液中先加硫酸调溶液pH至11-8,加入CaCl2+Na2S净化除去其中的杂质,然后再继续加硫酸调溶液pH至5.5-4.5中和沉淀析出TeO2,TeO2再经碱溶造液电解得金属碲。这一方法只适于浓度较高的碱性含碲溶液,因为TeO2沉淀后形成的中和后液中残留的Te通常还有0.5g/L左右,严重影响碲的回收率。此外,对于酸性含碲溶液由于其中的杂质较多,这些杂质在中和沉淀过程难以有效分离,因而碲的酸浸液一般不采用中和沉淀法来分离回收碲。
还原沉淀法的工艺过程为:在碲的酸浸液中先加入含氯化合物,将Cl-浓度升至3-5g/L,再加入亚硫酸钠或通SO2还原,过滤得粗碲粉。这一方法的优点是工艺简单,其缺点是还原后液中通常残留0.6-0.7g/L,碲的回收率较低。
传统的碲化铜沉淀法的工艺过程为:先按酸性溶液中碲质量的6-7倍(相当于理论量的3.0-3.5倍)加入活性铜粉,于90-95℃搅拌2-4h,使其中的碲转化成碲化铜沉淀析出,过滤得Cu2Te渣。Cu2Te渣经氧化酸浸或氧化碱浸,使其中的碲转化成亚碲酸或亚碲酸盐进入溶液。碱浸液中和沉淀得TeO2,TeO2再经碱溶造液电解得金属碲;酸浸液则用SO2或Na2SO3还原得金属碲粉。该方法的优点是,经过碲化铜沉淀可实现碲与溶液中的大部分杂质分离,其缺点是铜粉耗量大,沉碲作业能耗高,且产生含铜的沉碲后液,增加废水治理的难度。此外,该方法只适合处理含Te达3g/L以上的溶液。在上述条件下,若溶液中Te的浓度低于1g/L,碲的转化速度慢,碲的沉淀率不足50%。
发明内容
本发明的目的在于提供一种经济高效,操作简便,环境友好的碲化铜法从含碲溶液中分离富集碲的方法。
本发明的技术方案如图1所示:
在含碲溶液中直接加入含铜化合物,或加酸酸化后再加入含铜化合物,待含铜化合物溶解后直接加入还原剂,或先加入含氯化合物调节溶液的Cl-浓度后,再加入还原剂,使其中的碲沉淀析出,过滤得含Cu2Te的碲富集渣,所得碲富集渣用作碲的生产原料。
所述的含铜化合物选自在酸性溶液中可溶的含铜化合物,其中优选氢氧化铜、氧化铜、氧化亚铜、碳酸铜、碱式碳酸铜、硫酸铜、氯化铜、氯化亚铜、硝酸铜中的至少一种。
含铜化合物加入后,溶液中Cu2+浓度不低于0.1g/L。
所述的酸化是指在含碲溶液中加入矿物酸,使溶液的pH降至6.5以下,加入的矿物酸选自硫酸、盐酸、硝酸、碳酸中的一种。
所述的还原剂选自亚硫酸钠、二氧化硫、硫代硫酸钠、铁屑或铁粉、铝屑或铝粉、镍粉中的至少一种。
还原剂按溶液中的碲以Cu2Te形式析出所需理论量的0.5-3倍加入后,0-70℃反应2-8h,使其中的碲沉淀析出,过滤得含Cu2Te的碲富集渣,所得碲富集渣用作碲的生产原料。
所述的氯化合物选自盐酸、氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾、氯化铵中的一种,氯化合物加入后使溶液中的Cl-浓度升至0.05g/L以上。
本发明与传统工艺的区别在于:从酸性含碲溶液中沉淀析出碲化铜的工艺不同,碲化铜形成的机理不同。
传统工艺铜粉置换沉淀析出碲的反应为:
4Cu+HTeO2 ++3H+=Cu2Te↓+2Cu2++2H2O (1)
本发明还原剂还原沉淀析出碲的反应为:
H2TeO3+2SO2+H2O=Te↓+2H2SO4 (2)
H2TeO3+4SO2+2Cu2++5H2O=Cu2Te↓+4SO4 2-+12H+ (3)
H2TeO3+2Fe+4H+=Te↓+2Fe2++3H2O (4)
H2TeO3+4Fe+2Cu2++4H+=Cu2Te↓+4Fe2++3H2O (5)
H2TeO3+2Ni+4H+=Te↓+2Ni2++3H2O (6)
H2TeO3+4Ni+2Cu2++4H+=Cu2Te↓+4Ni2++3H2O (7)
H2TeO3+2Al+Fe+2Cu2++4H+=Cu2Te↓+2Al3++Fe2++3H2O (8)
Cu2+的加入对于低浓度溶液中碲的沉淀析出至关重要。
本发明与已有的技术相比具有以下优点及效果:
本发明巧妙地利用铜对碲的亲和作用,在含碲溶液中加入Cu2+,通过还原剂还原实现碲的深度分离富集。与传统的碲分离富集工艺相比,本发明不仅试剂用量少,能耗低,而且能处理不同浓度的含碲溶液,尤其是处理Te浓度在1g/L以下的稀溶液优势更明显。本发明具有工艺简单,操作简便,碲的回收率高,生产成本低,作业环境好等优点。适于工业化应用。
附图说明
附图1为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明作进一步描述,以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1
取铜阳极泥氧压酸浸液2.5m3,搅拌加入浓盐酸,使溶液中Cl-浓度升至0.05g/L,过滤分离其中沉淀析出的AgCl,滤液通入SO2沉淀析出硒粉,过滤得到的沉硒后液再按Cu2Te沉淀析出理论量的0.9倍加入镍粉,65℃搅拌4h,过滤得含Cu2Te的滤渣,所得滤渣采用氧化碱浸,过滤得碱浸液和碱浸渣;碱浸渣作为铜源回收利用,碱浸液用硫酸中和得TeO2,TeO2碱溶造液电解生产金属碲。铜阳极泥氧压酸浸液处理前后的实验结果如下:
Cu | Ag | Se | Te | H2SO4 | |
处理前,g/L | 26.14 | 4.38 | 2.21 | 1.72 | 36.18 |
处理后,g/L | 24.48 | 0.001 | 0.001 | 0.007 | 36.81 |
实施例2
取TeO2沉淀后液1.5m3,先加入盐酸调溶液的Cl-浓度至6.5g/L,再按溶液中的碲以Cu2Te沉淀析出理论量的1.3倍加入硫酸铜,然后再按溶液中碲以Cu2Te还原析出理论量的2倍加入铁粉,室温搅拌3h,过滤得含Cu2Te的滤渣,所得滤渣含Te 26.75%;滤渣用作金属碲的生产原料。TeO2沉淀后液处理前后的实验结果如下:
Se | Te | Fe | Cu | Pb | |
处理前,g/L | 0.33 | 0.67 | 0.01 | 0.01 | 0.001 |
处理后,g/L | 0.001 | 0.005 | 2.35 | 0.001 | 0.001 |
实施例3
取碲电解阳极泥酸浸液5m3,先往溶液中加入食盐使溶液的Cl-浓度上升至2.5g/L,然后缓慢加入亚硫酸钠的溶液,待反应器上口闻到有浓烈SO2气味停止加入亚硫酸钠溶液,然后加入15g铁粉,继续搅拌2h,过滤得含Cu2Te的滤渣,滤渣先真空蒸馏分离回收其中的金属碲,蒸馏残渣(Cu2Te)再采用氧化碱浸法分离回收其中的碲。碲电解阳极泥酸浸液处理前后的实验结果如下:
Se | Te | Fe | Cu | Pb | |
处理前,g/L | 0.43 | 48.31 | 0.12 | 2.81 | 0.001 |
处理后,g/L | 0.001 | 0.003 | 3.15 | 0.001 | 0.001 |
Claims (10)
1.一种从含碲溶液中分离富集碲的方法,包括以下步骤:
在含碲溶液中,
直接加入含铜化合物;或
加入含氯化合物调节溶液的Cl-浓度≥0.05g/L,再加入含铜化合物;或
加酸酸化至溶液的pH≤5.5,再加入含铜化合物;或
加酸酸化至溶液的pH≤5.5后加入含氯化合物调节溶液的Cl-浓度≥0.05g/L,再加入含铜化合物;
待溶液中的Cu2+浓度≥0.1g/L后,加入还原剂,使其中的碲沉淀析出,过滤得含Cu2Te的碲富集渣,所得碲富集渣用作碲的生产原料。
2.根据权利要求1所述的一种从含碲溶液中分离富集碲的方法,其特征在于,所述的酸化是指在含碲溶液中加入矿物酸。
3.根据权利要求2所述的一种从含碲溶液中分离富集碲的方法,其特征在于,所加的矿物酸选自硫酸、盐酸、硝酸、碳酸中的一种。
4.根据权利要求1或3所述的一种从含碲溶液中分离富集碲的方法,其特征在于,所述的含氯化合物选自盐酸、氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾、氯化铵中的一种。
5.根据权利要求4所述的一种从含碲溶液中分离富集碲的方法,其特征在于,含氯化合物加入后,溶液中的Cl-浓度为0.05-50g/L。
6.根据权利要求1、3或5所述的一种从含碲溶液中分离富集碲的方法,其特征在于,所述的含铜化合物选自在酸性溶液中可溶的含铜化合物。
7.根据权利要求6所述的一种从含碲溶液中分离富集碲的方法,其特征在于,含铜化合物选自氢氧化铜、氧化铜、氧化亚铜、碳酸铜、碱式碳酸铜、硫酸铜、氯化铜、氯化亚铜、硝酸铜中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的一种从含碲溶液中分离富集碲的方法,其特征在于,含铜化合物加入后,溶液中的Cu2+浓度为0.1-50g/L。
9.根据权利要求8所述的一种从含碲溶液中分离富集碲的方法,其特征在于,所述的还原剂选自亚硫酸钠、二氧化硫、硫代硫酸钠、铁屑或铁粉、铝屑或铝粉、镍粉中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的一种从含碲溶液中分离富集碲的方法,其特征在于,还原剂按溶液中的碲以Cu2Te形式析出所需理论量的0.5-3倍加入后,0-70℃反应2-8h,使其中的碲沉淀析出,过滤得含Cu2Te的碲富集渣,所得碲富集渣用作碲的生产原料。
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