CN102219193B - 一种铜碲溶液中分离回收碲的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从含铜碲溶液中分离回收碲的方法，涉及一种从铜碲混合溶液中电积分离铜、二氧化硫还原沉淀粗碲，特别是从含铜高、含碲低的溶液中分离回收碲的方法。其特征在于其过程为：(1)将含铜和碲的混合溶液进行电积，至溶液中含铜2g/l以下，分离出铜；(2)在电积分离出铜的除铜后液中补充氯离子，至溶液含氯0.2-4mol/l；(3)通入二氧化硫进行还原反应，得到沉淀的粗碲，二氧化硫加入量为2.5-15mol/mol-碲，还原温度25-95℃，还原时间0.5-4h。本发明的铜碲混合溶液中分离回收碲方法，工艺流程简单，铜、碲分离完全，可一步得到含碲85％以上的粗碲，且碲回收率高。
Description
技术领域
一种铜碲溶液中分离回收碲的方法，特别是从含铜高、含碲低的溶液中分离回收碲的方法。
背景技术
碲属于稀散金属元素，被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素”，“是当代高技术新材料的支撑材料”。这是因为随着宇航、原子能、电子工业等领域对包括碲在内的稀散金属的需求与日俱增，使得碲已经成为电子计算机、通讯及宇航开发、能源、医药卫生所需新材料的支撑材料。碲主要伴生在铜、铅等的矿物中，因此，碲的生产主要在铜、铅等重金属冶炼过程中综合回收，特别是铜冶炼过程中综合回收碲。
重金属冶炼过程中综合回收碲几乎全都采用湿法工艺，即将重金属冶炼过程中产出的富含碲的中间物料进行浸出，使碲进入溶液，然后从溶液中分离回收碲。含碲中间物料的浸出一般采用盐酸浸出或硫酸浸出，由于碲与铜矿物伴生，因此这些含碲中间物料通常含有较高的铜，在浸出时铜与碲一起进入溶液，形成含铜、碲的氯化物混合溶液或硫酸混合溶液。对于该混合溶液，工业上一般采用铜粉还原沉淀碲，得到主要成分为碲化铜的铜碲渣，铜碲渣含碲一般只有10％～30％，最高不超过50％，需要对铜碲渣进行再浸出、再分离，工艺复杂，成本高，每沉淀1t碲消耗2-3t铜粉。而二氧化硫或亚硫酸盐是一种良好的还原剂，理论上可将溶液中的碲还原成单质碲，但实际上，这种还原反应在没有氯离子的纯硫酸盐体系中很难进行，因此必须维持溶液中足够高的氯离子浓度，使碲和氯形成络离子以促进还原反应。而当溶液中同时存在铜、碲、氯离子，特别是铜浓度较高时，采用二氧化硫或或亚硫酸盐还原时，溶液中的二价铜离子也大量被还原成一价铜离子，进而与氯离子形成难溶于水和酸的氯化亚铜沉淀，从而与碲一起沉淀，得到碲含量低的铜碲混合沉淀，铜碲混合沉淀的后续处理依然困难。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有铜碲溶液中分离回收碲技术中存在的不足，提供一种工艺流程简单、铜碲分离效果好、碲回收率高、可直接回收得到粗碲的铜碲溶液中分离回收碲的方法。
本发明目的是通过以下技术方案实现的。
一种铜碲溶液中分离回收碲的方法，其特征在于其过程为：
(1)将含铜和碲的混合溶液进行电积，至溶液中含铜2g/l以下，分离出铜；
(2)在电积分离出铜的除铜后液中补充氯离子，至溶液含氯0.2-4mol/l；
(3)通入二氧化硫进行还原反应，得到沉淀的粗碲，二氧化硫加入量为2.5-15mol/mol-碲，还原温度25-95℃，还原时间0.5-4h。
本发明的一种铜碲溶液中分离回收碲的方法，其特征在于所述的含铜和碲的混合溶液为硫酸盐体系或氯化物体系的混合溶液，其中含铜大于5g/l、碲大于0.5g/l、质量浓度比Cu/Te大于1。
本发明的一种铜碲溶液中分离回收碲的方法，其特征在于采用电积方法从含铜和碲的混合溶液中分离出铜，将溶液中的铜降至2g/l以下。
本发明的一种铜碲溶液中分离回收碲的方法，其特征在于当铜碲混合溶液为硫酸盐体系时，通过所述的步骤(2)，在除铜后液中加入盐酸或氯化物，使氯离子含量在0.5-2mol/l，其目的使溶液中的碲形成氯碲络离子，以促进二氧化硫还原碲。当铜碲混合溶液为氯化物体系时，不用采取步骤(2)，而直接在除铜后液中通入二氧化硫进行还原沉淀得到粗碲。
本发明的一种铜碲溶液中分离回收碲的方法，其特征在于采用二氧化硫还原沉碲时，二氧化硫气体的通入量为5-10mol/mol-碲，还原温度40-80℃，还原时间是0.5-2h。
本发明的方法，采用电积脱铜、二氧化硫还原沉淀的工艺，从含铜碲的混合溶液中分离回收碲。二氧化硫还原沉淀碲时，如果溶液中没有氯离子，还原反应无法进行；而当氯离子存在条件下，如果铜离子浓度也较高，二氧化硫还原沉淀碲时，大量铜同时被还原成亚铜离子而沉淀，导致二氧化硫消耗大、碲沉淀物含碲低。因此，本发明采用电解沉积法将铜碲溶液溶液中的铜除至2g/l以下，然后硫酸体系在加入盐酸或氯化物后，通入二氧化硫还原沉碲，盐酸体系可直接通入二氧化硫还原沉碲，得到高品位粗碲。本发明的铜碲混合溶液中分离回收碲方法工艺流程简单，不消耗铜粉，成本低，铜、碲分离完全，可一步得到含碲85％以上的粗碲，且碲回收率高，特别适合从含铜高的铜碲混合液中分离回收碲。
除铜后液含铜越低，还原沉淀碲时的二氧化硫的消耗越少，沉淀出的粗碲纯度越高，但电积除铜时的碲损失会增加。
为经济上更合理，当铜碲混合溶液中的铜浓度在30g/l以上时，可采用两段电积脱铜，即：一段电积将溶液中的铜降至20g/l左右，并得到商品阴极铜；第二段电积将溶液中的铜继续降至2g/l以下，同时产出黑铜，黑铜铸成铜阳极进行电解精炼。
本发明的方法，从铜碲混合溶液中分离回收碲的工艺流程简单，铜、碲分离完全，可一步得到含碲85％以上的粗碲，且碲回收率高。
具体实施方式
本发明的一种铜碲溶液中分离回收碲的方法，是将铜碲混合溶液进行电积，分离铜，然后加入盐酸或氯化物，将溶液中的氯离子浓度提高到0.2-4mol/l，再通入二氧化硫进行还原沉淀粗碲。为获得好的效果，电积脱铜至溶液中含铜5g/l以下，最好是2g/l以下；通入二氧化硫的量为2.5-15mol/mol-碲，还原温度25-95℃，还原时间是0.5-4h。
用以下非限定性实施例对本发明的方法作进一步的说明，以有助于理解本发明的内容及其优点，而不作为对本发明保护范围的限定，本发明的保护范围由权利要求书决定。
实施例1
取一含Cu 30g/l、Te 5g/l、Se 0.01g/l、SO42-180g/l的铜碲混合溶液，电积分离铜，至溶液中含铜1g/l；然后向除铜后液中加入盐酸至溶液含Cl-1mol/l，温度75℃，边搅拌边通入SO2还原1h，二氧化硫通入量为6mol/mol-碲，沉碲后液中碲含量0.03g/l，得到的粗碲含碲89％。
实施例2
取一含Cu 45g/l、Te 5g/l、Se 0.02g/l、SO4 2-180g/l的铜碲混合溶液，电积分离铜，至溶液中含铜2g/l；然后向除铜后液中加入氯化钠至溶液含Cl-0.2mol/l，温度85℃，边搅拌边通入SO2还原2h，二氧化硫通入量为8mol/mol-碲，沉碲后液中碲含量0.08g/l，得到的粗碲含碲85％。
实施例3
取一含Cu 5g/l、Te 5g/l、Se 0.01g/l、SO4 2-180g/l的铜碲混合溶液，电积分离铜，至溶液中含铜1g/l；然后向除铜后液中加入氯化钠至溶液含Cl-4mol/l，温度85℃，边搅拌边通入SO2还原0.5h，二氧化硫通入量为2.5mol/mol-碲，沉碲后液中碲含量0.03g/l，得到的粗碲含碲90％。
实施例4
取一含Cu 25g/l、Te 1g/l、Se 0.01g/l、Cl-40g/l的铜碲混合溶液，电积分离铜，至溶液中含铜2g/l；然后向除铜后液中边搅拌边通入SO2还原4h，温度95℃，二氧化硫通入量为8mol/mol-碲，沉碲后液中碲含量0.005g/l，得到的粗碲含碲88％。
实施例5
取一含Cu 25g/l、Te 2g/l、Se 0.01g/l、Cl-20g/l的铜碲混合溶液，电积分离铜，至溶液中含铜2g/l；然后向除铜后液中边搅拌边通入SO2还原4h，温度25℃，二氧化硫通入量为9mol/mol-碲，沉碲后液中碲含量0.07g/l，得到的粗碲含碲85％。
实施例6
取一含Cu 30g/l、Te 5g/l、Se 0.01g/l、SO4 2-90g/l的铜碲混合溶液，电积分离铜，至溶液中含铜0.5g/l；然后向除铜后液中加入盐酸至溶液含Cl-1mol/l，温度85℃，边搅拌边通入SO2还原3h，二氧化硫通入量为6mol/mol-碲，沉碲后液中碲含量0.01g/l，得到的粗碲含碲89％。
实施例7
取一含Cu 30g/l、Te 5g/l、Se 0.01g/l、SO42- 90g/l的铜碲混合溶液，电积分离铜，至溶液中含铜0.5g/l；然后向除铜后液中加入盐酸至溶液含Cl- 0.2mol/l，温度85℃，边搅拌边通入SO2还原3h，二氧化硫通入量为15mol/mol-碲，沉碲后液中碲含量0.05g/l，得到的粗碲含碲90％。
实施例8
取一含Cu 30g/l、Te 5g/l、Se 0.01g/l、S042- 90g/l的铜碲混合溶液，电积分离铜，至溶液中含铜5g/l；然后向除铜后液中加入盐酸至溶液含Cl- 3mol/l，温度60℃，边搅拌边通入SO2还原2h，二氧化硫通入量为10mol/mol-碲，沉碲后液中碲含量0.01g/l，得到的粗碲含碲87％。
Claims (2)
1.一种铜碲溶液中分离回收碲的方法，其特征在于其过程为：
(1)将含铜和碲的混合溶液进行电积，至溶液中含铜2g/L以下，分离出铜；
(2)在电积分离出铜的除铜后液中补充氯离子，至溶液含氯0.2-4mol/L；当铜碲混合溶液为硫酸盐体系时，在除铜后液中加入盐酸或氯化物，使氯离子含量在0.5-2mol/L；当铜碲混合溶液为氯化物体系时，直接在除铜后液中通入二氧化硫进行还原沉淀得到粗碲；
(3)通入二氧化硫进行还原反应，得到沉淀的粗碲，二氧化硫加入量为2.5-15mol/mol-碲，还原温度25-95℃，还原时间0.5-4h。
2.根据权利要求1所述的一种铜碲溶液中分离回收碲的方法，其特征在于采用二氧化硫还原沉碲时，二氧化硫气体的通入量为5-10mol/mol-碲，还原温度40-80℃，还原时间是0.5-2h。
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