CN106868298A - 一种处理碲渣的方法 - Google Patents

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Abstract

一种处理碲渣的方法，本发明是将稀硫酸体系碲渣浆料置于浆料槽中，浆料槽中装置机械搅拌桨，保持浆料处于混合均匀状态；浆料经过气动泵按照一定速度进入旋流电解系统，经电解后从电解装置排出继续进入浆料槽，如此循环，一定时间后碲渣中的碲得到高效提取。工艺条件为：浆料中稀硫酸浓度为180‑200g/L，温度为55‑85℃，液固比为6‑12:1，阴极电流密度为100‑200A/m2，浆料进料速度0.5‑4.0 L/min。本发明流程短，反应速度快，反应过程传质均匀，碲的提取率达到99%以上，可实现碲渣中碲的高效提取，提高资源利用率。

Description

一种处理碲渣的方法
技术领域
本发明涉及有色金属湿法冶炼技术领域，特别涉及一种旋流电解浸出直接处理碲渣的方法。
背景技术
碲属于稀散元素，其丰度几乎是所有金属及非金属中最小的。碲与其化合物具有许多优良性能，被广泛用于冶金、化工、医药卫生、电子信息、宇航、能源等工业领域，被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素”。工业纯碲广泛用作合金添加剂，以改良钢的机械加工性能；碲的铋或锑的化合物是良好的制冷材料，用于制作雷达、水底导弹等特殊冷却器；碲化铅和碲化铋用于制作感光材料；碲汞镉合金是红外发射体和探测器的最佳材料；碲锑锗是制作可擦写存储光盘的主要材料。
碲虽然用途巨大，但是资源稀缺，大部分的碲伴生在铜、铅、金、银的矿物中，在四川石棉县境内的大水沟发现了世界唯一的一处独立碲矿。碲渣是现今提取碲的主要原料，主要来自于铜、铅阳极泥火法处理过程及粗铋碱性精炼过程。从碲渣中提取碲的方法主要有碱法工艺和酸法工艺，碱法工艺是目前工业上回收碲所采用的方法，其主要步骤为碱浸→净化→中和沉碲→煅烧→造液→电解，该工艺原料适应强，环境污染小，但流程冗长复杂，且碲的回收率低；酸法工艺主要包括酸浸→还原→除杂→造液→电解等步骤，郑雅杰等采用硫酸浸出—二氧化硫还原的方法提取中和渣中的碲，硫酸浸出中和渣，并配合二氧化硫还原，但二氧化硫还原时盐酸浓度达3.2mol/L，设备腐蚀严重，且存在二氧化硫和酸雾污染，操作环境差。CN105862059A公开了一种含碲溶液旋流电解回收碲的方法，但其是从溶液中回收碲，无法处理碲渣。而且其也需要加入浓硫酸。
旋流电解技术是一种新兴的电解技术，在电解过程中由于高速液流的传质作用，能极大地降低浓差极化，能够高效高选择性地完成电解。近年来，旋流电解技术在多金属的提纯与分离方面呈现出明显的技术优势，成为重金属湿法生产与回收的一个重要发展方向。但其研究及应用主要集中在净化阶段，即利用电解过程中阴极的还原作用对金属离子进行沉积，以达到净化提纯作用，而对于其阳极的强氧化作用在现阶段仍没有研究案例。而且在矿物浆料方面，仍然没有采用旋流电解的先例。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种处理碲渣的方法，该方法首次将旋流电解技术应用于碲渣浆料的电解过程中，工艺流程短，反应速度快，反应过程中传质均匀。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种处理碲渣的方法，包括以下步骤：
（1）将稀硫酸溶液与碲渣按液固体积质量比为6-12 ml:1g混合均匀，得浆料；
所述稀硫酸浓度优选为180-200g/L；
（2）将浆料置于浆料槽中，浆料通过气动泵（浆料的进料速度优选0.2-4.0 L/min，更优选0.5-2.0 L/min）进入旋流电解系统，进行旋流电解，旋流电解的条件为：温度55-85℃，阴极电流密度为100-200A/m2。经电解后浆料重新进入浆料槽中，如此循环，直至电解浸出完全。碲渣中的碲、铜和铋会在阳极氧化生成离子，阳离子在阴极依次电积，产生金属。
本发明的方法中，所用电解方法为旋流电解，使用一对同心管，而不是平面电极，在高电流密度条件下以目标溶液的高速旋流方式极大的强化传质过程，克服传统电解工艺中易产生“矿浆贫化区”的问题，实现目标金属离子的高效传递。
与现有的隔膜电解相比较，本发明采用旋流的方式进行电氧化过程。与旋流电积相比较，本发明是利用阳极的电氧化能力浸出矿物。
本发明利用电解过程中阳极的强氧化作用对矿物进行氧化浸出，创新地将旋流电解应用于矿物浆料的处理领域，能实现在常规条件，即较低的温度和压力下，对碲渣中碲的高效提取，是一项高效、清洁的工艺。
一种适用于上述方法的装置，由送浆系统和旋流电解系统两部分组成，送浆系统由浆料槽和气动泵组成，浆料槽中设有搅拌桨，以保持浆料混合均匀的状态，气动泵可以使浆料按照一定速度进入电解系统。旋流电解系统中设有隔膜，将浆料和电解液分隔开，浆料经电解后，重新回到浆料槽进行循环电解。
本发明的突出优点在于：
1、首次将旋流电解浸出技术应用于碲渣的浆料电解中，相比传统的生产提纯过程，金属离子吸附到阴极表面更为简单有效，其根本不同之处在于旋流电解技术使用一对同心管，而不是平面电极，在高电流密度条件下以目标溶液的高速旋流方式实现预提出金属离子的高效传递。
2、充分利用电解过程中阳极的强氧化作用，相比于传统酸性湿法技术，无需添加额外氧化剂，具有高效、流程短、环保、清洁无污染的特点，可连续性的处理相关物料。
3、浆料在送浆系统和电解系统中循环，传质过程非常充分，经循环电解后，渣碲中的碲直接沉积在阴极，得到高效回收。
4、本发明流程闭路循环，三废排放少，环境友好。
5、本发明所采用装置的旋流电解系统和送浆系统分开，更换浆料时的操作简便快捷。
附图说明
图1为本发明所述装置的结构示意图。
其中1为阳极，2为阴极，3为隔膜，4为浆料，5为电解液，6为气动泵，7为搅拌桨，8为浆料。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本实施例中的实验原料为国内某有色金属冶炼厂的碲渣，其来源于粗铋碱性精炼过程。碲渣中铋、铅、铜、锑和碲的质量含量分别为35.40%、29.10%、13.70%、8.29%和6.38%，具有较高的回收价值。
本实施例之处理碲渣的方法，包括以下步骤：
（1）将碲渣于110℃下干燥24 h，破碎，过200目筛；将稀硫酸溶液与碲渣按液固体积质量比为10 ml:1g混合均匀，得浆料；
所述稀硫酸浓度为200g/L；
（2）将浆料置于浆料槽中，浆料通过气动泵（浆料的进料速度为0.3L/min）进入旋流电解系统，进行旋流电解，旋流电解的条件为：温度75℃，阴极电流密度为150A/m2。经电解后浆料重新进入浆料槽中，如此循环，电解时间1.5h。碲渣中的碲、铜和铋会在阳极氧化生成离子，阳离子在阴极依次电积，产生金属。
本实施例电解完成后，碲的浸出率达到99.03%。沉积所得的碲的纯度为99.9%。
实施例2
本实施例实验原料为国内某有色金属冶炼厂的碲渣，其来源于粗铋碱性精炼过程。碲渣中铋、铅、铜、锑和碲的含量分别为35.40%、29.10%、13.70%、8.29%和6.38%，具有较高的回收价值。
本实施例之处理碲渣的方法，包括以下步骤：
（1）将碲渣于110℃下干燥24 h，破碎，过200目筛。将稀硫酸溶液与碲渣按液固体积质量比为8ml:1g混合均匀，得浆料；
所述稀硫酸浓度为180g/L；
（2）将浆料置于浆料槽中，浆料通过气动泵（浆料的进料速度为0.8L/min）进入旋流电解系统，进行旋流电解，旋流电解的条件为：温度85℃，阴极电流密度为150A/m2。经电解后浆料重新进入浆料槽中，如此循环，电解时间2h。碲渣中的碲、铜和铋会在阳极氧化生成离子，阳离子在阴极依次电积，产生金属。
本实施例碲的浸出率达到99.41%。沉积所得的碲的纯度为99.9%。

Claims (6)

1.一种处理碲渣的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将稀硫酸溶液与碲渣按液固体积质量比为6-12 ml:1g混合均匀，得浆料；
（2）将浆料置于浆料槽中，浆料通过气动泵进入旋流电解系统，进行旋流电解，旋流电解的条件为：温度55-85℃，阴极电流密度为100-200A/m2；经电解后浆料重新进入浆料槽中，如此循环，直至电解浸出完全。
2.根据权利要求1所述的处理碲渣的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述稀硫酸浓度为180-200g/L。
3.根据权利要求1或2所述的处理碲渣的方法，其特征在于，步骤（2）中，浆料的进料速度为0.2-4.0 L/min。
4.根据权利要求3所述的处理碲渣的方法，其特征在于，浆料的进料速度为0.5-2.0 L/min。
5.根据权利要求1或2所述的处理碲渣的方法，其特征在于，步骤（1）中，碲渣与稀硫酸溶液液固体积质量比为8-10ml:1g。
6.根据权利要求1或2所述的处理碲渣的方法，其特征在于，该方法使用的装置，由送浆系统和旋流电解系统两部分组成，送浆系统由浆料槽和气动泵组成，浆料槽中设有搅拌桨，旋流电解系统中设有隔膜，将浆料和电解液分隔开，浆料经电解后，重新回到浆料槽进行循环电解。
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