CN108217609A - 一种碲铋矿提取碲的方法 - Google Patents

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周堃
曾英
龙剑平
王珂
王云燕
向东妮
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Abstract

本发明公开了一种碲铋矿提取碲的方法，将碲铋原矿球磨粒度到90％以上过200目筛网；将上述碲铋矿粉放入烘箱中120度下脱水2小时；将干燥后的碲铋矿粉在温度500～600℃空气气氛下的管式炉中进行焙烧，焙烧时间6～8h；焙烧出二氧化硫、二氧化碲混合气体进入保温的旋风分离器中分离混合气体中夹带固体粉尘，随后将混合气体输送到冷凝器中冷却，二氧化碲气体在冷凝器中冷凝管外壁冷凝形成固体，二氧化硫被冷凝管末端氢氧化钠溶液吸收。与现有技术相比，本发明以碲铋矿为原料焙烧收集二氧化碲，工艺路线相对简单，设备费用低，为下游提取高纯碲提供良好条件。碲铋矿原矿中碲品位3～4％。具有推广应用的价值。

Description

一种碲铋矿提取碲的方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种碲铋矿提取碲的方法。
背景技术
在现代社会中，随着各种功能材料的出现，人们对各种稀土元素需求越来越大。碲作为一种拥有特殊性质的稀土元素，广泛应用于冶金、电子工业、化工、玻璃工业等。
在冶金领域，碲的应用占到了应用总量的78％；早期的碲应用比较局限。在二次世界大战期间,碲是作为硫化剂用于天然橡胶生产,直到20世纪50年代后期才成为一种具有工业实用价值的元素在传统工业领域。碲可以增强钢的机械加工性能,提高不锈钢、低碳钢加工成品率。碲可以增强铁的耐热振、耐机械振动性能,改善其抗酸蚀和抗疲劳性能。这种经过碲处理过的钢铁已经用于矿山、自动化、铁路和其它设备。铅、锡中添加碲可以分别提高铅的耐腐蚀性和抗疲劳性能、改善锡合金的拉伸强度和降低加工硬化作用。添加了碲的铜也可以改善其机械加工性能,提高耐腐蚀性。在锡中添加0.05％的碲可以生产一种锡合金,在进行冷轧且减缩率均为50％的情况下,这种锡合金的拉伸强度是普通锡的两倍。
在石化工业领域，碲在石油和化学领域的应用占到了12％；碲作为催化剂和硫化剂用于橡胶合成,可以提高橡胶生产的效率；碲可在镍的电解中起到重要的作，用在电解液中添加NaTeO 3(75ml/L)就能生成一层过度镍层,后者能够最终形成抗腐蚀很强的电解镍层。碲催化剂在石油裂化、煤的氢化等方面得以应用。加碲还可以防止聚甲基硅氧化烷的氧化。在摄影、印刷业上用作调色剂和固体润滑剂等方面,碲也展现了良好的应用效果。
在电子电器行业，碲在电子和电气工业上的用量超过了8％。它主要用于感光器。由于SeTe和SeAs合金在单位时间内的感光量较高,碲铬汞化合物是用于军事和航天系统红外探测器的主要光敏材料,碲化铬则以其良好的吸光特性而被应用于光电系统,美国在军事上使用的高纯度碲达99.99999％。利用含碲化合物性能优良的光敏特性,在资源普查、卫星航测、激光制导等方面显示了突出的优势,并且在近代美国对伊拉克战争中得到淋漓尽致的表现。在太阳能电池、二极管、探测器、薄膜场效应器件、温差发电等方面,碲也有广泛的应用。在照相制版与激光打印及复印的感光元件中,碲是一个重要的光阻元件。正是碲在光电子方面的上述性能,才在21世纪最具魅力产业中发挥着重要作用。
由于碲在自然界中很难形成具有开采价值的矿床，因此世界上提取碲的原料主要是从铜、镍或铅电解阳极泥及其冶炼副产物、生产硫酸或纸浆过程中的尘泥和泥渣中得到，生产成本高，回收率低。1991年，在四川省石棉县大水沟发现了全球首例独立碲矿，填补了矿床学理论上的一项空白，并将改变对稀有元素成矿能力的认识，这将改变碲资源的世界分布格局，并有可能使我国成为一个碲资源大国。目前，世界上以碲铋矿做原料的提取精碲的工艺和经验非常少。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种碲铋矿提取碲的方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本发明步骤如下：
(1)将碲铋原矿球磨粒度到90％以上过200目筛网；
(2)将上述碲铋矿粉放入烘箱中120度下脱水2小时；
(3)将干燥后的碲铋矿粉在温度500～600℃空气气氛下的管式炉中进行焙烧，焙烧时间6～8h；
(4)焙烧出二氧化硫、二氧化碲混合气体进入保温的旋风分离器中分离混合气体中夹带固体粉尘，随后将混合气体输送到冷凝器中冷却，二氧化碲气体在冷凝器中冷凝管外壁冷凝形成固体，二氧化硫被冷凝管末端氢氧化钠溶液吸收。
所述碲铋矿中碲以硫化物包裹，通过球磨焙烧，使碲、硫充分氧化形成氧化物形式的气相进行分离。矿粉焙烧前预先脱水是防止焙烧过程中的水分与生成的二氧化硫和少量三氧化硫形成酸雾对设备造成腐蚀；矿粉在温度500～600℃空气气氛下的管式炉中进行焙烧，并保温6～8h；焙烧后二氧化硫、氧化碲和夹带粉尘混合气体送入旋风分离器分离粉尘，防止夹带粉尘影响二氧化碲产品纯度；旋风分离后的二氧化硫、氧化碲混合气体送进入冷凝器，二氧化碲在冷凝管外壁变为固相，从而与二氧化硫气体进行分离。
本发明的有益效果在于：
本发明是一种碲铋矿提取碲的方法，与现有技术相比，本发明以碲铋矿为原料焙烧收集二氧化碲，工艺路线简单，设备费用低，为下游提取高纯碲提供良好条件。碲铋矿原矿中碲品位3～4％。具有推广应用的价值。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明：
本发明步骤如下：
(1)将碲铋原矿球磨粒度到90％以上过200目筛网；
(2)将上述碲铋矿粉放入烘箱中120度下脱水2小时；
(3)将干燥后的碲铋矿粉在温度500～600℃空气气氛下的管式炉中进行焙烧，焙烧时间6～8h；
(4)焙烧出二氧化硫、二氧化碲混合气体进入保温的旋风分离器中分离混合气体中夹带固体粉尘，随后将混合气体输送到冷凝器中冷却，二氧化碲气体在冷凝器中冷凝管外壁冷凝形成固体，二氧化硫被冷凝管末端氢氧化钠溶液吸收。
所述碲铋矿中碲以硫化物包裹，通过球磨焙烧，使碲、硫充分氧化形成气相进行分离。矿粉焙烧前预先脱水是防止焙烧过程中的水分与生成的二氧化硫和少量三氧化硫形成酸雾对设备造成腐蚀；矿粉在温度500～600℃空气气氛下的管式炉中进行焙烧，并保温6～8h；焙烧后二氧化硫、氧化碲和夹带粉尘混合气体送入旋风分离器分离粉尘，防止夹带粉尘影响二氧化碲产品纯度；旋风分离后的二氧化硫、氧化碲混合气体送进入冷凝器，二氧化碲在冷凝管外壁变为固相，从而与二氧化硫气体进行分离。
实施例1
从原碲铋矿中焙烧提取二氧化碲：原碲铋矿中碲含量3.74％，球磨粒度达90％以上过200目，120℃保温2h。将上述球磨矿粉取50g在500℃的管式炉中焙烧保温6h，通入空气流量1000L/h，在冷凝管末端收集二氧化碲，收集产物2.56g，碲收率91.32％。
实施例2
从原碲铋矿中焙烧提取二氧化碲：原碲铋矿中碲含量3.23％，球磨粒度达90％以上过200目，120℃保温2h。将上述球磨矿粉取50g在520℃的管式炉中焙烧保温7h，通入空气流量1000L/h，在冷凝管末端收集二氧化碲，收集产物2.27g，碲收率93.58％。
实施例3
从原碲铋矿中焙烧提取二氧化碲：原碲铋矿中碲含量3.79％，球磨粒度达90％以上过200目，120℃保温2h。将上述球磨矿粉取50g在540℃的管式炉中焙烧保温7h，通入空气流量1000L/h，在冷凝管末端收集二氧化碲，收集产物2.75g，碲收率96.57％。
实施例4
从原碲铋矿中焙烧提取二氧化碲：原碲铋矿中碲含量3.01％，球磨粒度达90％以上过200目，120℃保温2h。将上述球磨矿粉取50g在560℃的管式炉中焙烧保温6.5h，通入空气流量900L/h，在冷凝管末端收集二氧化碲，收集产物2.20g，碲收率97.66％。
实施例5
从原碲铋矿中焙烧提取二氧化碲：原碲铋矿中碲含量3.97％，球磨粒度达90％以上过200目，120℃保温2h。将上述球磨矿粉取50g在580℃的管式炉中焙烧保温7.5h，通入空气流量800L/h，在冷凝管末端收集二氧化碲，收集产物2.82g，碲收率97.66％。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种碲铋矿提取碲的方法，其特征在于：其特征在于，步骤如下：
(1)将碲铋原矿球磨粒度到90％以上过200目筛网；
(2)将上述碲铋矿粉放入烘箱中120度下脱水2小时；
(3)将干燥后的碲铋矿粉在温度500～600℃空气气氛下的管式炉中进行焙烧，焙烧时间6～8h；
(4)焙烧出二氧化硫、二氧化碲混合气体进入保温的旋风分离器中分离混合气体中夹带固体粉尘，随后将混合气体输送到冷凝器中冷却，二氧化碲气体在冷凝器中冷凝管外壁冷凝形成固体，二氧化硫被冷凝管末端氢氧化钠溶液吸收。
2.根据权利要求1所述的碲铋矿提取碲的方法，其特征在于：碲铋矿中碲以硫化物包裹，通过球磨焙烧，使碲、硫充分氧化形成氧化物形式的气相进行分离。
3.根据权利要求1所述的碲铋矿提取碲的方法，其特征在于：矿粉焙烧前预先脱水是防止焙烧过程中的水分与生成的二氧化硫和少量三氧化硫形成酸雾对设备造成腐蚀。
4.根据权利要求1所述的碲铋矿提取碲的方法，其特征在于：矿粉在温度500～600℃空气气氛下的管式炉中进行焙烧，并保温6～8h。
5.根据权利要求1所述的碲铋矿提取碲的方法，其特征在于：焙烧后二氧化硫、氧化碲和夹带粉尘混合气体送入旋风分离器分离粉尘，防止夹带粉尘影响二氧化碲产品纯度。
6.根据权利要求1所述的碲铋矿提取碲的方法，其特征在于：旋风分离后的二氧化硫、氧化碲混合气体送进入冷凝器，二氧化碲在冷凝管外壁变为固相，从而与二氧化硫气体进行分离。
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