CN110980658B - 一种碲化镉玻璃的回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种碲化镉玻璃的回收方法，包括以下步骤：(1)将碲化镉玻璃浸泡在浸提液A中于45℃～55℃反应，浸提液A为由质子无机酸和氧化剂组成的混合溶液；(2)分离碲化镉玻璃得到浸出液B；(3)调节浸出液B的pH为2～3后向浸出液B中加入亚硫酸钠并于60～70℃反应至沉淀不再生成得到混合体系C；(4)固液分离混合体系C得到固体二氧化碲和滤液D；(5)向滤液D中加碱至沉淀不再产生，固液分离收集沉淀氢氧化镉。本发明方法在浸出液浸出碲化镉玻璃的反应过程中通过控制浸出温度，没有副反应发生，浸出反应后碲元素的存在形式唯一，全部进入浸出液中，后续处理流程简单，浸出过程中不产生沉淀，实现了玻璃和碲有效分离。

Description

一种碲化镉玻璃的回收方法
技术领域
本发明涉及固体废物回收领域，具体涉及一种碲化镉玻璃的回收方法。
背景技术
碲化镉发电玻璃是一种以p型CdTe和n型CdS的异质结为基础，在玻璃衬底上依次沉积多层半导体薄膜而形成的光伏器件。碲化镉玻璃在生产中有一定的废品率，并且合格的玻璃达到使用年限后也需要进行报废处理。因此，需要将碲与镉从玻璃上分离回收利用。申请号为201610671332.1的发明专利申请公开了一种从碲化镉废料中回收碲和镉的方法，其包括如下步骤：步骤S1：将碲化镉废料破碎过筛后与水混合均匀，形成第一混合液；步骤S2：向第一混合液中加入酸，反应一段时间后，再加入氧化剂形成第二混合液；步骤S3：过滤第二混合液，得到第一溶液和二氧化碲沉淀；步骤S4：向第一溶液中引入Cl-后加入亚硫酸钠还原净化，过滤得到粗碲沉淀和第二溶液；步骤S5：再向第二溶液中加入硫化物，过滤得到硫化镉沉淀。但是直接将201610671332.1的发明专利公开的方法用于碲化镉玻璃的回收时，由于步骤S2中的反应包括主反应和副反应导致玻璃上的碲以两种形式存在，使得后续处理程序复杂，而且步骤S2中的浸出反应过程中形成了二氧化碲沉淀，二氧化碲沉淀沉积在玻璃表面使得玻璃与碲难以实现有效的分离。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种碲化镉玻璃的回收方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种碲化镉玻璃的回收方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将碲化镉玻璃浸泡在浸提液A中于45℃～55℃反应，所述浸提液A为由质子无机酸和氧化剂组成的混合溶液；
(2)分离碲化镉玻璃得到浸出液B，用水清洗碲化镉玻璃并回收碲化镉玻璃；
(3)调节浸出液B的pH为2～3后向浸出液B中加入还原剂并于60～70℃反应至沉淀不再生成得到混合体系C；
(4)固液分离混合体系C得到固体二氧化碲和滤液D；
(5)向滤液D中加碱至沉淀不再产生，固液分离收集沉淀氢氧化镉。
上述碲化镉玻璃的回收方法在由质子无机酸和氧化剂组成的混合溶液作为浸出液浸出碲化镉玻璃的反应过程中通过控制浸出温度，没有副反应发生，反应后碲元素的存在形式唯一，全部进入浸提液中，后续处理流程简单，浸出过程中不产生沉淀，实现了玻璃和碲的有效分离，碲元素的回收率高，制备得到的二氧化碲纯度高，回收制备得到了氢氧化镉，玻璃上残留的碲和镉均低于1.5ppm。
优选地，所述浸提液A为由盐酸和氯酸钠组成的混合溶液。
发明人经过研究发现，当浸提液由盐酸和氯酸钠组成时，通过控制浸出温度，没有副反应发生，反应过程如下式所示，6HCl+3CdTe+4NaClO3＝3H6TeO6+3CdCl2+3H2O+4NaCl，浸出反应后碲元素全部转化为了H6TeO6，碲元素的存在形式唯一，能够将碲化镉玻璃上的碲化镉全部溶解在浸出液中，实现玻璃和碲化镉的分离。
优选地，所述浸提液A中氢离子浓度保持为1.8～2.2mol/L，所述浸提液A中氯酸钠的浓度保持为9～11g/L。
发明人经过研究发现，当浸提液A中氢离子浓度为1.8～2.2mol/L时，浸提液A中氯酸钠的浓度保持为9～11g/L时，浸出效果较佳，浸出液的处理的碲化镉玻璃的量更多，成本更低。
优选地，将所述步骤(2)中的浸出液B作为步骤(1)中的浸提液A循环使用至所述浸出液B中的碲含量超过40g/L。
发明人经过研究发现，当步骤(2)中的浸出液B作为步骤(1)中的浸提液A循环使用至所述浸出液B中的碲含量超过40g/L时，能够更大程度的节约浸提液A的用量，有利于降低成本。
优选地，所述氯酸钠与玻璃用量的质量比为1:950～1050。
发明人经过研究发现，随着不断浸出反应需要不断向浸提液A中不断加入氯酸钠保持浸提液A中氯酸钠的浓度为9～11g/L，整个浸出过程中氯酸钠与玻璃用量的质量比为1:950～1050时，既节约原料而且具有好的浸出效果，使得玻璃上的碲和镉的残留更少。
优选地，所述步骤(3)中，用于调节浸出液B的pH的试剂为盐酸，所述还原剂为亚硫酸钠。
优选地，所述步骤(1)中，将碲化镉玻璃浸泡在浸提液A中于45℃～55℃反应，反应的时间为15～30min。
优选地，所述步骤(1)中，将碲化镉玻璃浸泡在浸提液A中于50℃反应，反应的时间为20min。
发明人经过研究发现当浸提温度为50℃时，浸出时间更短，碲元素的回收率更高。
优选地，所述步骤(1)中，将碲化镉玻璃破碎至平放占地面积为1～3cm2后浸泡在浸提液A中搅拌反应。
上述方法将碲化镉玻璃破碎后浸泡在浸提液A中搅拌反应有利于提高反应效率。
优选地，所述步骤(5)中，碱为氢氧化钠，向滤液D中加氢氧化钠调节pH为10至沉淀不再产生。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种碲化镉玻璃的回收方法，本发明方法在由质子无机酸和氧化剂组成的混合溶液作为浸提液浸出碲化镉玻璃的反应过程中通过控制浸出温度，没有副反应发生，浸出反应后碲元素的存在形式唯一，全部进入浸提液中，后续处理流程简单，浸出过程中不产生沉淀，实现了玻璃和碲的有效分离，碲元素的回收率高，制备得到的二氧化碲纯度高，回收制备得到了氢氧化镉，玻璃上残留的碲和镉均低于1.5ppm。
附图说明
图1为本发明实施例的碲化镉玻璃的回收方法的流程示意图。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
作为本发明实施例的一种碲化镉玻璃的回收方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将碲化镉玻璃浸泡在浸提液A中于50℃搅拌反应20min，所述浸提液A由盐酸和氯酸钠组成，浸出反应过程中通过向浸提液A中逐渐添加盐酸保持浸提液A中氢离子浓度为2mol/L，浸出反应过程中通过向浸提液A中逐渐添加氯酸钠使得浸提液A中氯酸钠的浓度保持为10g/L，其中碲化镉玻璃中碲元素的含量为0.77g/kg，氯酸钠与玻璃用量的质量比为1:1000；
(2)分离碲化镉玻璃得到浸出液B，用纯水清洗碲化镉玻璃干燥后回收碲化镉玻璃；
(3)向浸出液B中加入浓盐酸调节浸出液B的pH为2，然后向浸出液B中加入亚硫酸钠并于60℃反应至沉淀不再生成得到混合体系C；
(4)过滤混合体系C得到固体二氧化碲和滤液D；
(5)向滤液D中加氢氧化钠调节pH为10反应至沉淀不再产生，过滤收集沉淀氢氧化镉。
实施例2
作为本发明实施例的一种碲化镉玻璃的回收方法，本实施例与实施例1的唯一区别为：步骤(1)中，将碲化镉玻璃浸泡在浸提液A中于45℃搅拌反应20min。
实施例3
作为本发明实施例的一种碲化镉玻璃的回收方法，本实施例与实施例1的唯一区别为：步骤(1)中，将碲化镉玻璃浸泡在浸提液A中于55℃搅拌反应20min。
对比例1
作为本发明对比例的一种碲化镉玻璃的回收方法，本对比例与实施例1的唯一区别为：步骤(1)中，将碲化镉玻璃浸泡在浸提液A中于40℃搅拌反应80min。
发明人发现，在本对比例的碲化镉玻璃的回收方法实施过程中，浸出反应65min后，碎玻璃上的碲化镉几乎溶完，但是尚有有极少量黑点，80min后碎玻璃上的碲化镉彻底溶完，反应温度为40℃时不利于碲化镉玻璃上碲和镉的回收。
效果例1
1、碲化镉玻璃的回收方法处理后的碲化镉玻璃上的元素残留。
检测方法：将实施例1的步骤(2)收集到的碲化镉玻璃称取133g，浸没在200mL的王水中，25±2℃搅拌浸泡3小时后，再加热至60～70℃浸泡2小时后，用ICP测定王水中的Cd、Cu、In、Pb、S和Te元素的含量，质量衡算得到处理后的碲化镉玻璃上的元素残留含量。结果如表1所示。
结果如表2所示。
表1碲化镉玻璃的回收方法处理后的碲化镉玻璃上的元素残留量(ppm)
Cd(ppm) Cu(ppm) In(ppm) Pb(ppm) S(ppm) Te(ppm)
实施例1 ＜1.50 9.02 3.01 7.52 45.11 ＜1.50
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种碲化镉玻璃的回收方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将碲化镉玻璃浸泡在浸提液A中于45℃～55℃反应，所述浸提液A为由质子无机酸和氧化剂组成的混合溶液；
(2)分离碲化镉玻璃得到浸出液B，用水清洗碲化镉玻璃并回收碲化镉玻璃；
(3)调节浸出液B的pH为2～3后向浸出液B中加入还原剂并于60～70℃反应至沉淀不再生成得到混合体系C；
(4)固液分离混合体系C得到固体二氧化碲和滤液D；
(5)向滤液D中加碱至沉淀不再产生，固液分离收集沉淀氢氧化镉；
所述浸提液A为由盐酸和氯酸钠组成的混合溶液；所述浸提液A中氢离子浓度保持为1.8～2.2mol/L，所述浸提液A中氯酸钠的浓度保持为9～11g/L。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浸提液A中氯酸钠与玻璃的用量的质量比为1:950～1050。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述步骤(2)中的浸出液B作为步骤(1)中的浸提液A循环使用至所述浸出液B中的碲含量超过40g/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，用于调节浸出液B的pH的试剂为盐酸，所述还原剂为亚硫酸钠。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，将碲化镉玻璃浸泡在浸提液A中于45℃～55℃反应，反应的时间为15～30min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，将碲化镉玻璃浸泡在浸提液A中于50℃反应，反应的时间为20min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，将碲化镉玻璃破碎至平放占地面积为1～3cm2后浸泡在浸提液A中反应。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，碱为氢氧化钠，向滤液D中加氢氧化钠调节pH为10至沉淀不再产生。
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