CN110195233A - 一种大电密连续提取碲的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大电密连续提取碲的工艺，包括以下步骤：A)将高碲液经过脱杂树脂进行深度净化，得到电积前液；B)将所述电积前液进行电积，得到电积碲；所述电积的电密为100～150A/m²。本发明首次将树脂脱杂运用到电积碲的净化上，首次提出了大电密连续电积碲的工艺，其关键是通过树脂深度脱杂将杂质控制在影响下限，使大电密和连续电积碲能够实现，该工艺操作简单，脱杂效果好，电积周期短，工艺稳定性好，精碲品位达到4N，合格率100％。

Description

一种大电密连续提取碲的工艺

技术领域

本发明涉及稀有金属回收技术领域，尤其涉及一种大电密连续提取碲的工艺。

背景技术

碲为斜方晶系银白色结晶，其溶于硫酸、硝酸、王水、氰化钾、氢氧化钾；不溶于冷水、热水和二硫化碳。以碲粉为原料，采用硫化钠抽提精炼即可制得高纯碲。碲金属含量稀少，但在某些特定领域使用广泛，例如：太阳能电池的制冷制热，石油裂化的催化剂，电镀液的光亮剂，玻璃的着色材料，用以增加钢材延性的添加剂，用以增加铅的强度和耐蚀性的添加剂，进一步的，碲和它的化合物又是一种半导体材料。由此，虽然碲的含量稀少，但是其应用广泛，因此，碲的需求量还是很大的。

目前碲的精制提取主要通过电积法，但该传统方法是硫化钠除杂，但杂质脱除不干净，因此电密一般为50～60A/m²，电积周期7～10d，出槽后补充碲除杂再电积，生产周期长，劳动强度大，并且得到的阴极碲品位不稳定。因此，提供一种新的工艺以实现连续快速高品质碲产品的制备是十分必要的。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种连续电积提取碲的工艺，该工艺可在大电密下连续电积提取碲，且电积碲的品位可达99.98％。

有鉴于此，本申请提供了一种大电密连续提取碲的工艺，包括以下步骤：

A)将高碲液经过脱杂树脂进行深度净化，得到电积前液；

B)将所述电积前液进行电积，得到电积碲；所述电积的电密为100～150A/m²；

在所述电积的过程中产生的贫化碲电积液中抽出第一贫化碲电积液和第二贫化碲电积液，所述第一贫化碲电积液进入步骤A)，所述第二贫化碲电积液与二氧化碲混合形成高碲液进入步骤A)。

优选的，步骤B)之后还包括：

C)将所述电积碲浇铸，得到4N精碲。

优选的，所述高碲液中Te＞200g/L，NaOH＝60～100g/L，Cu＜0.1g/L，Fe＜0.1g/L，Pb＜0.1g/L。

优选的，所述脱杂树脂为强碱阴离子交换树脂。

优选的，所述电积前液中Cu＜0.5mg/L，Fe＜0.5mg/L，Pb＜0.5mg/L。

优选的，所述电积的周期为5～7d，温度＜50℃，循环量为150～200L/h。

优选的，所述浇铸的过程具体为：

将所述电积液使用石墨坩埚和玻璃棒在500～600℃化料后搅拌捞渣，捞渣完毕后浇铸。

优选的，所述抽出第一贫化碲电积液和第二贫化碲电积液的时间为：

所述电积开始后每12h抽出第一贫化碲电积液和第二贫化碲电积液。

本申请提供了一种连续电积提取碲的工艺，其将高碲液首先在脱杂树脂中进行深度净化，得到电积前液，再将电积前液进行电积，得到电积碲，在上述电积过程中通过树脂深度脱除将杂质控制在下限，以保证在大电密下电积不会出现杂质元素超标的情况，同时在电积的过程中抽出部分贫化碲电积液并补充二氧化碲，以保证电积作业可在大电密下连续进行；而上述深度净化和电积液碲的高浓度连续电积保证了精碲质量的稳定。

附图说明

图1为本发明实施例1的生产流程示意图。

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。

现有技术电积碲的过程中，前期得到合格产品，但是随着电积进行，若不补充碲到电积液中，则碲在液中贫化，到极限后势必就需要结束周期出槽，另外碲的贫化电积电位降低，造成杂质析出，通常情况下会使用较低的电密保证产品的质量，电积周期、效率和成本高；如果补充碲，即在生产中抽取部分电积液补充碲后循环使用，又会带来杂质在系统内的积攒，在此种情况下，循环几个周期后需要将电积液抽出进行常规的水解除杂处理，对劳动强度、时间效率和金属回收率都不利，针对该种情况，本申请提供了一种大电密连续提取碲的工艺，该工艺在实现连续提取碲的情况下还能保证精碲的品位，该流程如图1所示，具体的，本发明实施例公开了大电密连续提取碲的工艺，包括以下步骤：

A)将高碲液经过脱杂树脂进行深度净化，得到电积前液；

B)将所述电积前液进行电积，得到电积碲；所述电极的电密为100～150A/m²；

在所述电积的过程中产生的贫化碲电积液中抽出第一贫化碲电积液和第二贫化碲电积液，所述第一贫化碲电积液进入步骤A)，所述第二贫化碲电积液与二氧化碲混合形成高碲液进入步骤A)。

在上述大电密连续提取碲的过程中，本申请首先将高碲液经过脱杂树脂进行深度净化，以得到电积前液；在此过程中，采用的高碲液即为二氧化碲的碱溶液，其具体成分为Te＞200g/L，NaOH＝60～100g/L，Cu＜0.1g/L，Fe＜0.1g/L，Pb＜0.1g/L，高碲液是为了电积出合格产品，杂质过高即使在高的碲浓度下亦会析出杂质，如Cu、Fe和Pb，因此限定了高碲液中杂质含量，而碲的浓度过高则在生产中易结晶析出，所以对碲的上限位不析出晶体为宜。通过脱杂树脂深度净化控制电积前液中Cu＜0.5mg/L，Fe＜0.5mg/L，Pb＜0.5mg/L，所述脱杂树脂为强碱性阴离子交换树脂，实现深度净化是因为金属杂质阳离子在碱性条件下会络合成阴离子，因此在树脂上进行交换吸附，从而达到除杂的目的。

按照本发明，将上述电积前液进行电积，即得到电积碲；经过上述树脂除杂，可以实现大电密下电积，这是因为高碲下与杂质电极电位相差较大，杂质难以析出，由此极大拓宽了传统电密只能在50～70A/m²下进行的局限性。

随着电积的不断进行，电积前液中的碲会不断析出，导致电积液中碲降低，碱度升高，因此自贫化碲电积液中抽出第一贫化碲电积液和第二贫化碲电积液，其中第一贫化碲电积液进入树脂脱杂，再重复进行上述脱杂、电积的过程，第二贫化碲电积液先进行碲的补充，即根据电积出的碲量，将二氧化碲补充至电积液中，再进入树脂脱杂后再进行电积，如此实现电积的连续进行。本申请提取碲的整个工艺是一个连续作业的闭合循环系统，在电积过程中，贫化碲电积液流出进入树脂脱杂，一部分直接返回系统；另一部分先进入碲补充槽，根据电积出的碲量，将二氧化碲补充到液中，流出进入树脂除杂后，再流入电积槽补充碲的损失，然后进入电积槽电积出碲，贫化液又开始下一轮循环；整个工艺实现闭环运行。

本申请在得到电积碲之后还包括电积碲的精提，即将所述电积碲浇铸，即得到4N精碲；具体为：将所述电积液使用石墨坩埚和玻璃棒，在500～600℃化料后搅拌捞渣，捞渣完毕后浇铸。

本申请在提取碲的过程中，依靠的是树脂脱杂保证电积前液的合格，循环补碲保证了大电密电积持续可行，因此上述过程缺一不可，连贯紧密。

本申请提供了一种大电密连续提取碲的工艺，其通过增加树脂脱杂将杂质含量控制到影响下限，深度的净化保证了在大电密下电积不会出现杂质元素超标情况，电积周期大为缩短；通过在电积中抽出部分电积循环液补充电积损失的碲使电积作业大电密下能够连续进行，简化了操作，缩短了生产周期，降低了能耗，提高了生产效率；深度净化和电积液碲的高浓度连续电积保证了产品质量的稳定；电积碲的浇铸作业不再需要加入其它试剂，直接通过化料捞渣即能够达到4N精碲的要求。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的大电密连续提取精碲的工艺进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

高碲液500L，强碱性阴离子树脂25L，高碲液经过树脂脱杂后得到电积前液打入电积槽，电流320A，循环量200L/h，电密150A/m²，每12h抽出100L循环液补充二氧化碲3kg，补充后再经过强碱性阴离子交换树脂脱杂再次进入循环系统，电积周期5d，得到电积碲43.42kg，电效95％，Te品位达到99.98％；

上述电积碲520℃化料后，玻璃棒搅拌20min，并将浮渣捞干净，浇铸得到精碲43.1kg。

上述过程中涉及的原料及脱除率的数据表如表1所示，得到的电积碲和精碲的成分数据表如表2和表3所示；

表1提取精碲的原料及脱除率的数据表

名称	Cu	Pb	Fe	Te	NaOH
						高碲液(mg/L)	15	32	16	205	75040
树脂脱杂液(mg/L)	<0.5	<0.50	<0.50	204.3	74080
						脱杂率(％)	96.67	98.44	96.88	--	--
电积后液(mg/L)	1.2	<0.50	3.5	153	92200

表2电积碲的成分数据表(％)

表3精碲的成分数据表(％)

实施例2

高碲液500L，强碱性阴离子树脂25L，经过树脂脱杂后得到电积前液打入电积槽，电流250A，循环量150L/h，电密115A/m²，每12h抽出80L循环液补充二氧化碲2kg，补充后经过树脂脱杂再次进入循环系统，电积周期5d，得到电积碲34.39kg，电效96.3％，Te品位达到99.98％；

上述电积碲550℃化料后，玻璃棒搅拌20min，并将浮渣捞干净，浇铸得到精碲33.8kg。

上述过程中涉及的原料及脱除率的数据表如表4所示，得到的电积碲和精碲的成分数据表如5和表6所示；

表4提取精碲的原料及脱除率的数据表

名称	Cu	Pb	Fe	Te	NaOH
						高碲液(mg/L)	10	31	17	213	81540
树脂脱杂液(mg/L)	<0.5	<0.50	<0.50	211	80320
						脱杂率(％)	95	98.39	97.06	--	--
电积后液(mg/L)	0.7	1.2	5.4	168	94230

表5电积碲的成分数据表(％)

表6精碲的成分数据表(％)

实施例3

高碲液500L，强碱性阴离子树脂25L，经过树脂脱杂后得到电积前液打入电积槽，电流320A，循环量200L/h，电密150A/m²，每12h抽出100L循环液补充二氧化碲3kg，补充后经过树脂脱杂再进入循环系统，电积周期5d，得到电积碲43.62kg，电效95.4％，Te品位达到99.98％；

上述电积碲550℃化料后，玻璃棒搅拌25min，并将浮渣捞干净，浇铸得到精碲42kg。

上述过程中涉及的原料及脱除率的数据表如表7所示，得到的电积碲和精碲的成分数据表如表8和表9所示；

表7提取精碲的原料及脱除率的数据表

名称	Cu	Pb	Fe	Te	NaOH
						高碲液(mg/L)	34	56	12	227	86430
树脂脱杂液(mg/L)	<0.5	<0.50	<0.50	224	84670
						脱杂率(％)	98.53	99.12	95.83	--	--
电积后液(mg/L)	2.3	1.2	4.3	176	101300

表8电积碲的成分数据表(％)

表9精碲的成分数据表(％)

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 (8)

1.一种大电密连续提取碲的工艺，包括以下步骤：

A)将高碲液经过脱杂树脂进行深度净化，得到电积前液；

B)将所述电积前液进行电积，得到电积碲；所述电积的电密为100～150A/m²；

在所述电积的过程中产生的贫化碲电积液中抽出第一贫化碲电积液和第二贫化碲电积液，所述第一贫化碲电积液进入步骤A)，所述第二贫化碲电积液与二氧化碲混合形成高碲液进入步骤A)。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤B)之后还包括：

C)将所述电积碲浇铸，得到4N精碲。

3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，所述高碲液中Te＞200g/L，NaOH＝60～100g/L，Cu＜0.1g/L，Fe＜0.1g/L，Pb＜0.1g/L。

4.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，所述脱杂树脂为强碱阴离子交换树脂。

5.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，所述电积前液中Cu＜0.5mg/L，Fe＜0.5mg/L，Pb＜0.5mg/L。

6.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，所述电积的周期为5～7d，温度＜50℃，循环量为150～200L/h。

7.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述浇铸的过程具体为：

将所述电积液使用石墨坩埚和玻璃棒在500～600℃化料后搅拌捞渣，捞渣完毕后浇铸。

8.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，所述抽出第一贫化碲电积液和第二贫化碲电积液的时间为：

所述电积开始后每12h抽出第一贫化碲电积液和第二贫化碲电积液。