CN104762471A - 一种碲渣强化浸出的方法 - Google Patents
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Abstract
一种碲渣强化浸出的方法，本发明先配制要求浓度的添加剂溶液，按照一定液固比加入磨细后的碲渣，将混合料浆加入到高压反应釜中搅拌浸出，通入氮气作为保护气氛，使MeTeO3难溶物发生复分解反应并生成Na2TeO3溶解，使MeTeO4难溶物发生氧化还原反应并生成Na2TeO3溶解，并使溶液的重金属离子生成MeS沉淀进入浸出渣，最后采用真空过滤实现固液分离，浸出液制备碲锭，浸出渣再回收其他有价金属。本发明在高温高压和添加剂同时作用下实现碲渣的强化浸出和溶液的深度净化，具有碲浸出率高和杂质脱除彻底的双重优点，碲的水浸过程浸出率可以提高至99.0%左右，含碲浸出液杂质含量低且不影响后续传统提取碲的操作流程。
Description
技术领域 本发明涉及有色冶金领域中湿法冶金过程，特别是同时实现碲渣强化浸出与溶液深度净化的湿法冶金方法。
背景技术
碲是重要的稀散金属之一，由于其特殊的物理化学性质，被广泛应用于冶金、化工、石油、电子、电气、玻璃陶瓷、颜料和医药等众多领域，尤其是碲化物具有高的温差电动势和良好的光电转换性能，使得碲在半导体制冷件和太阳能方面的发展尤为迅速。目前，碲主要是从铜精矿和铅精矿中伴生回收的，铜精矿或铅精矿中经过火法熔炼-电解精炼工艺处理后，使碲富集在电解精炼过程产出的阳极泥中。
铜阳极泥和铅阳极泥是提取碲的重要原料。铜阳极泥的主要化学成分（质量百分比%）：Au0.01～1.5、Ag5.0～20、Cu10～25、Pb5～15、Bi0.5～2.0、As0.5～10、Sb1.5～8.0、Se1.5～10和Te0.5～5.09。铅阳极泥化学成分范围（质量百分比%）：Au0.02～0.2、Ag2～14、Pb9～25、Cu0.5～10、Bi2～35、As5～20、Sb15～35、Sn0.1～5和Te0.01～0.9。可以看出，虽然经过多道富集工序，但是阳极泥中碲的含量仍然比较低，需要在后续阳极泥处理过程中进一步富集后才能成为提取碲的原料。
阳极泥的处理工艺首先是在预处理过程脱除部分贱金属，然后再用火法熔炼或湿法溶解的技术富集并产出贵金属合金或粉末，最后经过精炼产出贵金属产品。由于采用的工艺有所不同，阳极泥处理过程中碲的富集产物各有不同。铜阳极泥中的碲在两个部分产出，一是在预处理过程以碲化铜的形式产出，二是在火法精炼过程以碲渣形式产出，而铅阳极泥中的碲在火法熔炼-氧化精炼工艺中以碲渣形式产出，所以碲渣是阳极泥处理过程中最重要的碲富集物。
碲渣是阳极泥采用火法处理工艺提取贵金属过程产出的碲富集物，又称苏打渣，主要含有Te、Na、Bi、Cu、Pb、Ag、Se、As和Sb等元素，碲渣内含有游离的碳酸钠或氧化钠，使其具有较强的吸水性，碲主要以可溶于水的亚碲酸钠形态存在，其余为不溶于水的碲酸钠和重金属的亚碲酸盐。碲渣中的硅、硒、砷、锑、铅可能存在的形态为：Na2SiO3，Na2SeO3，Na3AsO4，Na3SbO4，NaPbO2；铜、铋、铁则呈氧化物形态存在（彭容秋,重金属冶金工厂原料的综合利用.中南大学出版社,2006年）。
目前，有工业应用的从碲渣中提取碲的工艺水浸出-电积法，包括磨细、水浸、净化、中和、焙烧、碱溶、电积、洗涤和熔铸等众多工序，即将碲渣磨细后用水浸出，浸出渣返回阳极泥熔炼炉，浸出液加入硫化钠净化除去重金属杂质，净化后的溶液用硫酸中和至pH=5-6产出二氧化碲沉淀；二氧化碲沉淀在400-500℃高温下焙烧以脱除少量的二氧化硒，焙烧后的二氧化碲用氢氧化钠溶液溶解造液（控制溶液中碲含量不大于200g/L），溶液经过电积产出阴极碲，阴极碲用热水浸泡洗涤后烘干并熔铸，产出含碲99.99%的合格碲锭。（汪立果.铋冶金.冶金工业出版社,1986年）。由于传统碲渣水浸过程碲的浸出率低，许多人研究了酸性浸出的方法（刘伟锋等.一种从碲渣中分离碲的方法,ZL200910042937.4），但是由于溶液体系的改变，存在两个主要问题：一是溶液体系难以与中性浸出直接对接，二是酸性浸出液中杂质含量较高，影响产品质量。
发明内容 为了克服传统碲渣处理方法的不足，本发明提供一种同时实现碲渣强化浸出与溶液深度净化，且碲浸出率高、杂质脱除率高、液固分离速度快的湿法冶金方法。
为达到上述目的本发明采用的技术方案是：配制要求浓度的添加剂溶液，按照一定液固比加入磨细后的碲渣，将混合料浆全部加入到高压反应釜中搅拌浸出，通入氮气作为保护气氛，控制温度反应一定时间，使MeTeO3难溶物发生复分解反应并生成Na2TeO3溶解，使MeTeO4难溶物发生氧化还原反应并生成Na2TeO3溶解，同时使溶液的重金属离子生成MeS沉淀进入浸出渣，反应完成后采用真空过滤方式实现固液分离，浸出液按照传统工艺制备碲锭，浸出渣再回收其他有价金属。
具体的工艺过程和参数如下：
用含有添加剂的水溶液在高温高压下浸出碲渣，同时实现碲渣溶解与溶液净化两个过程。配制含有添加剂的水溶液，控制添加剂浓度为1～30g/L，按液固比（溶液体积L与固体质量kg比值）3～6∶1加入磨细至100%过孔径为75～150um筛的碲渣，将该混合料浆泵入高压反应釜中并保持搅拌速度在100～250r/min，控制反应温度在100～210℃，通入氮气作为保护气体使总压保持在0.2～2.8MPa，其中氮气分压维持在0.2～0.5MPa，反应1.0～5.0h后用真空抽滤方式实现固液分离，浸出液按照传统工艺过程制备碲锭，浸出渣再回收其他有价金属。浸出过程发生的主要化学反应如下：
MeTeO3+Na2S=Na2TeO3+MeS↓ （Me分别为Pb、Cu、Bi） （1）
Na2TeO4+Na2SO3=Na2TeO3+Na2SO4 （2）
MeTeO4+Na2SO3+Na2S=Na2TeO3+MeS↓+Na2SO4 （3）
本发明使用的添加剂是硫化钠、亚硫酸钠和硫代硫酸钠中二种或三种。
本发明适用于处理阳极泥熔炼过程产出的碲渣，其主要成分范围以重量百分比计为（%）：Te 1.0～45.0、Na 10.0～20.0、Bi 1.0～40.0、Ag0.1～10.0、Cu 0.1～10.0和Pb 0.1～10.0。也适合处理含碲氧化物的复杂物料。
本发明与传统的碲渣浸出和溶液净化方法比较，有以下优点：1、本发明在高温高压和添加剂同时作用下实现碲渣的强化浸出和溶液的深度净化，具有碲浸出率高和杂质脱除彻底的双重优点，碲的水浸过程浸出率可以提高至99.0%左右；2、本发明将碲渣的浸出和溶液的净化过程合并进行，缩短了工艺流程，简化了操作过程；3、本发明得到的含碲浸出液杂质含量低且不影响后续传统提取碲的操作流程；4、本发明具有工艺流程短、技术指标稳定和劳动强度低的优点。本发明的实质是在高温高压下同时实现含碲难溶物溶解与溶液净化两个过程，高温高压和添加剂同时促进了复分解反应和氧化还原反应的进行，这两个条件紧密关联，单独条件都不能达到强化浸出和深度净化的预期效果。
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：
阳极泥熔炼过程产出的碲渣其主要成分范围以重量百分比计为（%）：Te25.93、Na12.16、Bi18.44、Ag1.57、Cu4.08、Pb1.02、Sb0.61和Sn0.53。配制硫化钠浓度为5.0g/L和亚硫酸钠浓度为12.0g/L的混合水溶液1000ml，按液固比（溶液体积L与固体质量kg比值）5∶1加入磨细至100%过孔径为75um筛的碲渣200g，将该混合料浆泵入高压反应釜中并保持搅拌速度在150r/min，升温至180℃并通入氮气作为保护气体，使总压保持在1.4MPa，其中氮气分压为0.4MPa，反应2.0h后用真空抽滤方式实现固液分离，浸出渣回收铋和铅等有价金属，浸出渣中碲含量为0.43%，碲的浸出率达到99.30%。浸出液用硫酸中和至pH=6.0并保持1.0h，然后采用真空抽滤方式实现固液分离，固体二氧化碲经过焙烧后再用传统工艺制备合格碲锭。
实施例2：
阳极泥熔炼过程产出的碲渣其主要成分范围以重量百分比计为（%）：Te25.93、Na12.16、Bi18.44、Ag1.57、Cu4.08、Pb1.02、Sb0.61和Sn0.53。配制硫化钠浓度为2.0g/L和硫代硫酸钠浓度为10.0g/L的混合水溶液1000ml，按液固比（溶液体积L与固体质量kg比值）4∶1加入磨细至100%过孔径为75um筛的碲渣250g，将该混合料浆泵入高压反应釜中并保持搅拌速度在150r/min，升温至190℃并通入氮气作为保护气体，使总压保持在1.55MPa，其中氮气分压为0.3MPa，反应3.0h后用用真空抽滤方式实现固液分离，浸出渣回收铋和铅等有价金属，浸出渣中碲含量为0.48%，碲的浸出率达到99.28%。浸出液用硫酸中和至pH=6.0并保持1.0h，然后采用真空抽滤方式实现固液分离，固体二氧化碲经过焙烧后再用传统工艺制备合格碲锭。
Claims (2)
1. 一种碲渣强化浸出的方法，其特征在于：配制含有添加剂的水溶液，控制添加剂浓度为1～30g/L，按液固比，即溶液体积L与固体质量kg比值为3～6∶1加入磨细至100%过孔径为75～150um筛的碲渣，将该混合料浆泵入高压反应釜中并保持搅拌速度在100～250r/min，控制反应温度在100～210℃，通入氮气作为保护气体使总压保持在0.2～2.8MPa，其中氮气分压维持在0.2～0.5MPa，反应1.0～5.0h后用真空抽滤方式实现固液分离，浸出液制备碲锭，浸出渣再回收其他有价金属。
2.如权利要求1所述的碲渣强化浸出的方法，其特征在于：添加剂是硫化钠、亚硫酸钠和硫代硫酸钠中的二种或三种。
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