CN110015646B

CN110015646B - 一种含砷、碲酸性溶液中富集碲的方法

Info

Publication number: CN110015646B
Application number: CN201910329037.1A
Authority: CN
Inventors: 谢祥添; 胡鹏举; 余华清; 左东平; 赵宁宁; 常运; 韩义忠
Original assignee: Yanggu Xiangguang Copper Co Ltd
Current assignee: Yanggu Xiangguang Copper Co Ltd
Priority date: 2019-04-23
Filing date: 2019-04-23
Publication date: 2022-09-02
Anticipated expiration: 2039-04-23
Also published as: CN110015646A

Abstract

本发明提供了一种含砷、碲酸性溶液中富集碲的方法，包括以下步骤：A)吸附剂的制备；B)将所述吸附剂与含砷、碲酸性溶液混合进行吸附，得到第一富碲吸附剂；C)采用碱液对所述第一富碲吸附剂进行第一次解吸，得到第二富碲吸附剂和含砷碱液；D)采用碱液对所述第二富碲吸附剂进行第二次解吸，得到富碲液和再生吸附剂。本申请利用制备的吸附剂对含砷、碲酸性溶液进行吸附、一次解吸和二次解吸，碲的损失率低，回收率高；且吸附剂可循环使用。

Description

一种含砷、碲酸性溶液中富集碲的方法

技术领域

本发明涉及重金属回收技术领域，尤其涉及含砷、碲酸性溶液中富集碲的方法。

背景技术

碲作为稀散金属，主要应用于合金添加剂，还可以作为太阳能电池碲化镉的原材料等。铜阳极泥是提取碲的主要原料之一，目前卡尔多炉处理阳极泥工艺中大部分碲经过高压浸出进入酸性溶液中，该种酸性溶液中含砷、碲等元素，具体成分为：Cu：10～50g/L，As：1～30g/L，Te：1～30g/L，H₂SO₄：100～500g/L。

自含砷、碲的酸性溶液中富集碲对其应用具有重要意义。目前，酸性溶液中富集碲的主流做法是通过加入铜粉置换得到碲化铜，再以碲化铜为原料提取精碲，其主要流程有酸法浸出或碱法浸出以及酸碱结合处理碲渣，但上述方法都不可避免需要经过复杂的除杂工序，使得碲的提取流程不仅复杂难控，而且碲的直收率较低。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种含砷、碲酸性溶液中富集碲的方法，本方法碲的回收率高。

有鉴于此，本申请提供了一种含砷、碲酸性溶液中富集碲的方法，包括以下步骤：

A)将锑白和水进行浆化处理，得到吸附剂；

或，将锑白与片碱进行浆化处理，再采用酸液调节pH，得到吸附剂；

B)将所述吸附剂与含砷、碲酸性溶液混合进行吸附，得到第一富碲吸附剂；

C)采用碱液对所述第一富碲吸附剂进行第一次解吸，得到第二富碲吸附剂和含砷碱液；

D)采用碱液对所述第二富碲吸附剂进行第二次解吸，得到富碲液和再生吸附剂。

优选的，步骤D)之后还包括：

将所述再生吸附剂采用稀硫酸处理，再依次重复步骤B)、步骤C)和步骤D)。

优选的，步骤A)中，所述锑白与所述水的质量比≤1:1。

优选的，步骤A)中，所述锑白与所述片碱的质量比为2:1，所述pH为1～4。

优选的，步骤B)，所述吸附剂的用量为所述含砷、碲酸性溶液质量的1～3倍，所述吸附的温度为50～70℃，时间为1～3h。

优选的，步骤C)中，所述碱液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.05～0.1mol/L。

优选的，步骤C)中，所述第一次解吸的液固比为2～4，所述第一次解吸的温度为60～80℃，所述第一次解吸的时间为1～3h。

优选的，步骤D)中，所述碱液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的浓度为1～5mol/L。

优选的，步骤D)中，所述第二次解吸的液固比为1～3，所述第二次解吸的温度为60～80℃，所述第二次解吸的时间为1～3h。

本申请提供了一种含砷、碲酸性溶液中富集碲的方法，其首先制备了吸附剂，再利用吸附剂对含砷、碲酸性溶液进行吸附，得到第一富碲吸附剂，然后利用碱液对所述第一富碲吸附剂进行一次解吸，以将其中的砷解吸出来，实现砷和碲的分离，最后再次利用碱液对第二富碲吸附剂进行二次解吸，即可得到富碲碱液，实现碲的回收。实验结果表明，本申请提供的方法一次吸附碲的回收率高达99％以上，一次解吸后碲的直收率高达90％以上。进一步的，再生吸附剂可循环使用，经济可行性好。

附图说明

图1为本发明含砷、碲酸性溶液中富集碲的方法的流程示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

针对现有技术中，含砷、碲酸性溶液中碲的直收率较低的问题，本申请提供了一种含砷、碲酸性溶液中富集碲的方法，具体流程如图1所示，该方法利用制备的吸附剂，实现了碲的回收，且回收率高。具体的，本发明实施例公开了一种含砷、碲酸性溶液中富集碲的方法，包括以下步骤：

A)将锑白和水进行浆化处理，得到吸附剂；

本申请提供的富集碲的方法利用锑白吸附剂吸附碲从而可达到直接富集碲的目的，但是得到的第一富碲吸附剂中还含有砷，因此需要经过进一步的解吸，以实现砷和碲的分离。

按照本发明，在含砷、碲酸性溶液中富集碲的方法中，首先制备了吸附剂，吸附剂的制备包括两种方法：一种是直接将锑白与水进行浆化处理，得到吸附剂；一种是将锑白与片碱进行浆化处理，再采用酸液调节pH，得到吸附剂。在上述第一种方法中，锑白与水的质量比≤1:1；在上述第二种方法中，所述锑白与所述片碱的质量比为2:1，且采用硫酸调节pH至1～4，在具体实施例中，采用硫酸调节pH至2～3。在上述过程中，所述锑白、水与片碱均为本领域技术人员熟知的原料，对其来源本申请不进行特别的限制。

本申请然后将所述吸附剂与含砷、碲酸性溶液混合进行吸附，得到第一富碲吸附剂和滤液，在此过程中吸附剂同样对砷有一定的吸附性，因此第一富碲吸附剂中还包括有砷。上述吸附的具体过程为：由于锑白颗粒较细，有较大的表面积、易于水解，可大量存在水解物形成不溶胶体，特别是在加入碱后，由于大量氢氧根进一步促进了锑水解物的稳定存在，同时钠与一部分羟基中的氢在强碱性环境中发生取代反应，碱处理后的锑白由大量的羟基官能团的胶体和部分锑氧钠组成，再经过稀酸处理形成胶状物，这种胶状物存在大量的活性羟基，在与被处理液的吸附反应中活性羟基被亚碲酸根和亚砷酸根所取代，并与酸中和成水，而相应的一个酸根离子与脱羟基的三个锑形成三个配对电子对，同时一个锑与其周围的三个酸根离子形成三个配对电子对。上述吸附过程中，所述吸附剂与所述含砷、碲酸性溶液质量的1～3倍，所述吸附的温度为50～70℃，时间为1～3h；在具体实施例中，所述吸附剂与所述含砷、碲酸性溶液质量的2倍，所述吸附的温度为60℃，时间为2h。上述吸附温度不能高于70℃，否则会有部分碲不能被吸附，而影响碲的回收率。

上述吸附过程完成后，实现了碲的吸附，但是第一富碲吸附剂中还含有部分砷，由此本申请再采用碱液对所述第一富碲吸附剂进行第一次解吸，以得到第二富碲吸附剂和含砷碱液；在此过程中，采用低浓度碱液对所述第一富碲吸附剂进行第一次解吸，所述碱液的浓度为0.05～0.1mol/L的氢氧化钠溶液，该浓度不宜过高，会造成部分碲在解吸时损失而进入含砷碱液中。所述第一次解吸的液固比为2～4，所述第一次解吸的温度为60～80℃，时间为1～3h；上述液固比不宜过高，不能高于吸附剂处理含砷、碲酸性溶液的液固比，否则不能达到碲的富集作用。

本申请最后采用碱液对所述第二富碲吸附剂进行第二次解吸，得到富碲液和再生吸附剂；此过程以将其中的碲解吸出来，实现碲的富集。上述过程采用高浓度碱液对所述第二富碲吸附剂进行解吸，所述碱液为浓度为1～5mol/L的氢氧化钠溶液，所述第二次解吸的液固比为1～3；在具体实施例中，所述碱液的浓度为2～4mol/L，所述第二次解吸的液固比为2～3；所述液固比不宜过高，否则会不能达到碲的富集，所述碱液的浓度不宜过低，否则碲不能解吸出来。所述第二次解吸的温度为60～80℃，所述第二次解吸的时间为1～3h。

作为优选方案，本申请还可将上述得到的再生吸附剂经过稀硫酸的处理后再次用于含砷、碲酸性溶液的吸附，重复上述吸附、一次解吸、二次解吸的过程；上述重复吸附、一次解析、二次解吸的具体操作方式与相关参数与上述第一次进行的吸附、第一次进行的解吸以及第二次进行的解吸是相同的，此处不进行赘述。

本申请提供的含砷、碲酸性溶液中富集碲的方法采用的吸附剂可重复使用，吸附-解吸效果好，碲的损失率低；工艺流程控制简单，可操作性强，经济可行性高。实验结果表明，本申请提供的方法一次吸附碲的吸附率高达99％以上，一次吸附-解吸碲的直收率可达90％以上，二次吸附碲的吸附率高达95％以上，二次吸附-解吸碲的直收率可达85％以上，经济可行性好。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的含砷、碲酸性溶液中富集碲的方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

取400g锑白和200g片碱并补水配成1L浆液，在常温下搅拌均匀后再向混合浆液中返滴硫酸调节至pH为3，过滤后便可得到吸附剂；

向1000ml含砷、碲酸液中加入2倍用量新制备的吸附剂，于60℃的水浴温度下加热搅拌2h，过滤得到富砷、碲吸附剂和970ml的一次吸附后液；使用0.05mol/L氢氧化钠溶液以液固比L/S＝4对上述得到的富砷、碲吸附剂于70℃的水浴温度下搅拌1h，进行一次一步解吸，过滤洗涤后得到富碲吸附剂和500ml含砷碱液；最后使用2mol/L的氢氧化钠溶液以液固比L/S＝2对富碲吸附剂于80℃的水浴温度下搅拌1h，进行一次二步解吸，过滤后得到270ml富碲液；

重复上述步骤，使用稀硫酸处理再生的吸附剂对同样的含砷、碲酸液进行二次吸附-解吸。相关溶液的锑、砷和碲浓度如下表1和表2所示。

表1一次吸附-解吸各液相成份数据表

表2二次吸附-解吸各液相成份数据表

经过计算可得：该吸附剂对碲的一次吸附率为99.73％，一次吸附-解吸后碲的直收率为90.25％，二次碲吸附率为95.04％，二次吸附-解吸后碲的直收率为85.66％。

实施例2

向1000ml含砷、碲酸液中加入2倍用量新制备的吸附剂，于60℃的水浴温度下加热搅拌2h，过滤得到富砷、碲吸附剂和975ml的一次吸附后液；使用0.05mol/L氢氧化钠溶液以液固比L/S＝4对上述得到的富砷、碲吸附剂于70℃的水浴温度下搅拌1h，进行一次一步解吸，过滤洗涤后得到富碲吸附剂和500ml含砷碱液；最后使用2mol/L的氢氧化钠溶液以液固比L/S＝2对富碲吸附剂于80℃的水浴温度下搅拌1h，进行一次二步解吸，过滤后得到260ml富碲液；

重复上述步骤，使用稀硫酸处理再生的吸附剂对同样的含砷、碲酸液进行二次吸附-解吸。相关溶液的锑、砷和碲浓度如下表3和表4所示。

表3一次吸附-解吸各液相成份数据表

表4二次吸附-解吸各液相成份数据表

经过计算可得：该吸附剂对碲的一次吸附率为99.75％，一次吸附-解吸后碲的直收率为92.98％，二次碲吸附率为95.07％，二次吸附-解吸后碲的直收率为88.11％。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种含砷、碲酸性溶液中富集碲的方法，包括以下步骤：

A）将锑白与片碱进行浆化处理，再采用酸液调节pH，得到吸附剂；

B）将所述吸附剂与含砷、碲酸性溶液混合进行吸附，得到第一富碲吸附剂；所述吸附的温度为50~70℃；

C）采用碱液对所述第一富碲吸附剂进行第一次解吸，得到第二富碲吸附剂和含砷碱液；所述碱液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.05~0.1mol/L；所述第一次解吸的液固比为2~4；

D）采用碱液对所述第二富碲吸附剂进行第二次解吸，得到富碲液和再生吸附剂；所述碱液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的浓度为1~5mol/L，所述第二次解吸的液固比为1~3。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D）之后还包括：

将所述再生吸附剂采用稀硫酸处理，再依次重复步骤B）、步骤C）和步骤D）。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A）中，所述锑白与所述片碱的质量比为2:1，所述pH为1~4。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B），所述吸附剂的用量为所述含砷、碲酸性溶液质量的1~3倍，时间为1~3h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C）中，所述第一次解吸的温度为60~80℃，所述第一次解吸的时间为1~3h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D）中，所述第二次解吸的温度为60~80℃，所述第二次解吸的时间为1~3h。