CN106430118A - 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

一种从含碲溶液中分离富集碲的方法
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，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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