專利名稱：一種從碲渣中分離碲的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域中濕法冶金過程，特別是從碲渣中分離 碲的濕法冶金方法。
背景技術(shù)：
重金屬銅鉍等金屬電解精煉過程中產(chǎn)出的陽極泥富集了貴金 屬和稀散金屬，傳統(tǒng)的陽極泥火法處理工藝中，碲富集于氧化精煉過程產(chǎn)出 的蘇打渣中，又稱碲渣，是提取碲的重要原料。從蘇打渣中提取碲的工藝過
程是先將蘇打渣破碎至10 30mm，再經(jīng)過濕式球磨后攪拌浸出，浸出渣返回 貴鉛爐處理，浸出液加入硫化鈉和氯化鈣以脫除鉛、銅和硅等雜質(zhì)，凈化后 的溶液用硫酸中和至pH=5 6得到二氧化碲；二氧化碲經(jīng)過焙燒后溶解于氫 氧化鈉溶液中進(jìn)行電積，陰極碲用稀的草酸溶液洗滌后熔鑄產(chǎn)出碲錠。另外， 粗鉍堿性精煉過程產(chǎn)出的碲渣也是回收碲的原料之一 ，從該碲渣中提取碲的 生產(chǎn)過程與從蘇打渣中提取碲的工藝過程相似，唯一不同的是水浸渣返回主 流程回收鉍。彭容秋著的《重金屬冶金工廠原料的綜合利用》，中南大學(xué)出版 社，2006, P56 60介紹的就是該方法。 上述碲渣的處理方法存在如下缺點(diǎn)
(1) 碲渣水浸時(shí)碲浸出率低，導(dǎo)致碲直收率低(僅50%)且返渣多；
(2) 中和沉淀二氧化碲時(shí)，沉淀物中易夾雜銻等雜質(zhì)金屬；
(3) 水浸渣返回原重金屬陽極泥的處理過程，不能直接回收其中的銅錫等有 價(jià)金屬
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能有效地從碲渣中分離碲等金屬的 濕法冶金方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是碲渣磨礦后在水溶液中浸 出，水浸液經(jīng)過凈化和中和后產(chǎn)出二氧化碲；水浸渣在鹽酸體系中鹽酸浸出， 酸浸液冷卻后過濾，酸浸渣返回陽極泥處理過程；酸浸液經(jīng)過控電位還原產(chǎn) 出粗碲，粗碲和中和產(chǎn)出的二氧化碲經(jīng)過焙燒脫雜后得到純二氧化碲；還原 后液再分別用傳統(tǒng)方法回收銅鉍錫等有價(jià)金屬。
具體的工藝過程和工藝參數(shù)如下
1水浸
將碲渣破碎至粒徑為0. 044 0. 42mm的粉末，在溫度60 90°C、液固比
3(溶液體積L:固體質(zhì)量kg)為3 5 : 1、攪拌速度100 200r/min的條件下 浸出l 4h，反應(yīng)完成后過濾，得到水浸渣和水浸液。 2凈化與中和
將水浸液加熱至60 80°C，按照每升溶液分別加入2 4g硫化鈉和5 8g氯化鈣以脫除溶液中的鉛和硅等雜質(zhì)，然后繼續(xù)攪拌l 3h后過濾，濾渣 返回回收鉛；凈化后的溶液加熱至50 80。C，用2 4mol/L的硫酸溶液中和 至pH二4 6,再繼續(xù)攪拌l 2h后過濾，過濾渣即為粗二氧化碲，發(fā)生的化學(xué) 反應(yīng)為
Na2Pb02+Na2S+2H20=PbS I +4NaOH Na2Si03+CaCl2=CaSi03 I十2NaCl Na2Te03+H2S04=Te02 } +Na2S04+H20
3鹽酸浸出
水浸渣在鹽酸濃度3 6mol/L、溫度30 85。C、液固比(溶液體積L:固 體質(zhì)量kg)為2 6 : 1、攪拌速度100 200r/min、時(shí)間2 4h的條件下浸出， 待反應(yīng)完成后冷卻至室溫過濾，得到酸浸液和酸浸渣，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為
Te02+4HCl=TeCl4+2H20 Bi203+6HCl=2BiCl3+3H20 CuO+2HCl=CuCl2+H20
4控電位還原
將酸浸液加熱至溫度30 80°C，以鉑電極為工作電極，飽和氯化鉀甘汞 電極為參比電極測定溶液的電位，邊攪拌邊加入濃度為150 300g/L的亞硫 酸鈉溶液，控制終點(diǎn)電位200 300mV (相對甘汞電極)，待電位穩(wěn)定后繼續(xù)攪 拌0.5h后趁熱過濾，過濾渣即為粗碲粉，粗碲粉用2 6mol/L的鹽酸溶液洗 滌，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為
SeCl4+2Na2S03+2H20=Se+2Na2S04+4HCl
TeCl4+2Na2S03+2H20=Te+2Na2S04+4HCl
5焙燒
將粗Te02和粗碲粉置于不銹鋼盤中，在料層厚度20 50rnrn和溫度390 50(TC下焙燒l 4h，待物料變?yōu)榘咨蛘叩S色時(shí)反應(yīng)完成。發(fā)生的主要反 應(yīng)為Se+02=Se02 t Te +02 =Te02
以上所述的氯化鈣、硫化鈉、硫酸、鹽酸和亞硫酸鈉均為工業(yè)級(jí)試劑。
本發(fā)明適用于貴金屬氧化精煉過程和粗鉍火法精煉過程中產(chǎn)出的碲渣， 其主要成分范圍為Te3 32%、 Pb2 10%、 Bi 2 20、 Sn 1 5%、 Se 0. 10 1.2、 Cu 2 30%;也適合于處理碲原生礦、碲鉍礦和銅碲渣等物料。
本發(fā)明與傳統(tǒng)的碲渣處理流程比較，有以下優(yōu)點(diǎn)1碲渣水浸渣進(jìn)一步 酸性浸出，碲總浸出率高達(dá)98%以上；2浸出液在高酸度下控電位還原，不僅 可以準(zhǔn)確控制亞硫酸鈉的加入量，而且產(chǎn)出的粗碲雜質(zhì)元素含量低；3粗碲 粉焙燒過程中不僅有效脫除了雜質(zhì)硒，而且使碲氧化為二氧化碲有利于氫氧 化鈉溶解；4增加的鹽酸浸出過程，不僅直接回收了碲渣中的銅錫等金屬， 而且降低了返渣的量；5本發(fā)明對設(shè)備的改造幅度小，處理時(shí)間短、處理成 本低。


圖l:本發(fā)明工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:取含Te 8.5%、 Se 0.45%、 Cu 9.6%、 Bi 12%的銅冶煉過程產(chǎn) 出的碲渣1000g，磨細(xì)至粒度10(m小于0.074mm，在溫度80'C、液固比3 : 1、 攪拌速度150r/min的條件下浸出3h后過濾，水浸液體積為3. 1L，成分(g/L): Te 13. 2、 Se 0.58;水浸渣烘干后稱重為720g，含碲6.14%，碲渣水浸時(shí)的 浸出率為48. 0%。將水浸液加熱至8(TC后加入6. 8g硫化鈉和16g氯化鈣，繼 續(xù)攪拌lh后過濾，凈化后液用3mol/L的硫酸溶液中和至pH=5時(shí)繼續(xù)攪拌2h 后過濾，產(chǎn)出的粗二氧化碲烘干后重量為53g，含碲76.0%。
水浸渣在體積2.8L、 4mol/L的鹽酸溶液中攪拌浸出，控制溫度8(TC、攪 拌速度150r/min攪拌2h后，冷卻至室溫過濾，浸出渣經(jīng)過洗滌烘干后稱重 為120g,其中碲含量為0.24%，水浸和酸浸后碲的總浸出率99.7%;酸浸液體 積為2.8L，成分(g/L): Te 15.72、 Se 0.96、 Cu 34.15、 Bi 42.75。酸浸液 加熱至溫度75。C,緩慢加入濃度為240g/L的亞硫酸鈉溶液，待相對甘汞電極 電位為230mV時(shí)停止加入亞硫酸鈉溶液，電位穩(wěn)定后繼續(xù)攪拌0. 5h，趁熱過 濾，粗碲粉用4mol/L的鹽酸溶液1.0L洗滌后，在溫度10(TC的烘箱中烘干。還原后液中碲含量0. 05g/L，碲的還原率99.5%;產(chǎn)出粗碲渣46.68g，其成分 為(%): Te94. 3、 Se4. 9、 CuO. 06、 Si 0. 035、 Pb 0. 08、 Bi 0. 09、 Sb 0.010。
將中和產(chǎn)出的53g粗二氧化碲和46. 68g粗碲置于不銹鋼盤中，在料層厚 度30ram下保持溫度450 460'C焙燒3h，待物料顏色變白后出爐冷卻。產(chǎn)出 二氧化碲106. 7g，其成分為(％) Te 78.5、 Se 0.04、 Cu 0.02、 Si 0.035、 Pb 0.05、 Bi 0.05、 Sb 0.08;碲的直收率為98. 5%。
實(shí)施例2:取含Te 36%、 Se 0.6%、 Cu 6%、 Bi 24%的鉍冶煉冶煉過程產(chǎn) 出的碲渣500g，磨細(xì)至粒度100%小于0. 074mm，在溫度80。C、液固比3:1、 攪拌速度150r/min的條件下浸出4h后過濾，水浸液體積為1. 6L,成分(g/L): Te 57,37、 Se 0.75;水浸渣烘干后稱重為350g，含碲25. 2%，碲渣水浸時(shí)的 浸出率為51. 0%。將水浸液加熱至8(TC后加入4. 8g硫化鈉和10g氯化鈣，繼 續(xù)攪拌lh后過濾，凈化后液用4mol/L的硫酸溶液中和至PH=5時(shí)繼續(xù)攪拌2h 后過濾，產(chǎn)出的粗二氧化碲烘干后重量為120g，含碲76.5%。
水浸渣在體積1.4L、 6mol/L的鹽酸溶液中攪拌浸出，控制溫度8(TC、攪 拌速度150r/min攪拌2h后，冷卻至室溫過濾，浸出渣經(jīng)過洗滌烘干后稱重 為40g，其中碲含量為0.95%，水浸和酸浸后碲的總浸出率99.8%;酸浸液體 積為1.5L，成分(g/L): Te 58.8、 Se 1.2、 Cu 20.15、 Bi 79.6。酸浸液加 熱至溫度75"C，緩慢加入濃度為240g/L的亞硫酸鈉溶液，待相對甘汞電極電 位為210mV時(shí)停止加入亞硫酸鈉溶液，電位穩(wěn)定后繼續(xù)攪拌0. 5h，趁熱過濾， 粗碲粉用6mol/L的鹽酸溶液0. 5L洗滌后，在溫度IO(TC的烘箱中烘干。還原 后液中碲含量0. 06g/L，碲的還原率99. 5%;產(chǎn)出粗碲渣89. 32g，其成分為(％): Te 98.6、 Se 1.3、 Cu 0.08、 Si 0.035、 Pb 0.09、 Bi 0.10、 Sb 0.010。
將中和產(chǎn)出的120g粗二氧化碲和89. 32g粗碲置于不銹鋼盤中，在料層 厚度25mm下保持溫度450 46(TC焙燒3h，待物料顏色變白后出爐冷卻。產(chǎn) 出二氧化碲223. 5g，其成分為(％): Te79.6、 Se 0. 03、 Cu 0. 04、 Si 0. 035、 Pb 0.05、 Bi 0.07、 Sb 0.08;碲的直收率為98. 8%。
權(quán)利要求
1. 一種從碲渣中分離碲的方法，其特征在于包括以下步驟①水浸將碲渣破碎至粒徑為0.044～0.42mm的粉末，在溫度60～90℃、溶液體積L固體質(zhì)量kg的液固比為3～5∶1、攪拌速度100～200r/min的條件下浸出1～4h，反應(yīng)完成后過濾，得到水浸渣和水浸液；②凈化與中和將水浸液加熱至60～80℃，按照每升溶液分別加入2～4g硫化鈉和5～8g氯化鈣脫除溶液中的鉛和硅雜質(zhì)，然后繼續(xù)攪拌1～3h后過濾，濾渣返回回收鉛；凈化后的溶液加熱至50～80℃，用2～4mol/L的硫酸溶液中和至pH＝4～6，再繼續(xù)攪拌1～2h后過濾，過濾渣即為粗二氧化碲；③鹽酸浸出步驟①得到的水浸渣在鹽酸濃度3～6mol/L、溫度30～85℃、液固比為2～6∶1、攪拌速度100～200r/min的條件下浸出，浸出時(shí)間2～4h，待反應(yīng)完成后冷卻至室溫過濾，得到酸浸液和酸浸渣；④控電位還原將酸浸液加熱至溫度30～80℃，以鉑電極為工作電極，飽和氯化鉀甘汞電極為參比電極測定溶液的電位，邊攪拌邊加入濃度為150～300g/L的亞硫酸鈉溶液，控制甘汞電極終點(diǎn)電位200～300mV，待電位穩(wěn)定后繼續(xù)攪拌0.5h后趁熱過濾，過濾渣即為粗碲粉，粗碲粉用2～6mol/L的鹽酸溶液洗滌；⑤焙燒將步驟②的粗TeO2和步驟④粗碲粉置于不銹鋼盤中，在料層厚度20～50mm和溫度390～500℃下焙燒1～4h。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的所述的從碲渣中分離碲的方法，其特征在于所 述的氯化鈣、硫化鈉、硫酸、鹽酸和亞硫酸鈉均為工業(yè)級(jí)試劑。
全文摘要
一種從碲渣中分離碲的方法，本發(fā)明先將碲渣磨礦后在水溶液中浸出，水浸液經(jīng)過凈化和中和后產(chǎn)出二氧化碲；水浸渣在鹽酸體系中鹽酸浸出，酸浸液冷卻后過濾，酸浸渣返回陽極泥處理過程；酸浸液經(jīng)過控電位還原產(chǎn)出粗碲，粗碲和中和產(chǎn)出的二氧化碲經(jīng)過焙燒脫雜后得到純二氧化碲；還原后液再分別用傳統(tǒng)方法回收銅鉍錫等有價(jià)金屬。本發(fā)明碲總浸出率高達(dá)98％以上，產(chǎn)出的粗碲雜質(zhì)元素含量低，返渣少，對設(shè)備的改造幅度小，處理時(shí)間短、處理成本低。
文檔編號(hào)C01B19/02GK101508426SQ20091004293
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月24日
發(fā)明者晉 任, 偉 劉, 劉偉鋒, 張杜超, 楊天足, 輝 馬 申請人:中南大學(xué)