2-从碲渣中回收碲的工艺研究

材󰀁料󰀁研󰀁究󰀁与󰀁应󰀁用

MATERIALSRESEARCHANDAPPLICATION

Vo1.3,No.3Sept.2009

文章编号:1673-9981(2009)03-0204-03

从碲渣中回收碲的工艺研究

方󰀁锦,王少龙,付世继

(云南驰宏锌锗股份有限公司,云南曲靖󰀁655000)

摘󰀁要:铅电解精炼产生的阳极泥经分银炉精炼后产出的碲渣中,碲含量较高.目前这部分碲渣作为返料返回还原炉熔炼,不仅影响金银的回收率,而且使碲无法回收.采用球磨浸出󰀁净化󰀁中和沉碲󰀁煅烧󰀁碱液浸出󰀁电解的工艺回收碲,金属碲的回收率可达到80%,并且此流程简单,环境污染小.关键词:碲渣;回收;工艺;碲

中图分类号:TF111.3󰀁󰀁󰀁󰀁文献标识码:A

碲属于稀散元素,被誉为󰀁现代工业、国防与尖端技术的维生素󰀁,󰀁是当代高技术新材料的支撑材料󰀁.碲的用途十分广泛,工业纯的碲(99%)广泛用作合金添加剂,以改良钢和钢的机械加工性能.化合物半导体碲化铋可同碲化锑一起用于温差电器件,碲化铋在温差致冷中是重要的材料.碲及其化合物的其他电子应用是红外探测器和发射器、太阳能电池及静电印刷术等.碲还可用作砷化镓器件的电子施主掺杂剂.

碲主要和黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等矿物共生

[1]

铅,经分银炉精炼后产出碲渣,碲渣的成分列于表1.

表1󰀁碲渣的成分

Table1󰀁Thecompositionofthetelluriumslagw/%Te14.75

Se0.49

Cu12.68

Pb0.65

Ag4.2

,一般从电解精炼铜和铅的阳极泥中或处理金、

银矿时回收.云南某公司是以铅锌冶炼为主体的大型有色冶炼企业,碲作为综合回收产品,资源比较丰富,阳极泥中碲含量达到10t左右.当阳极泥经过还原氧化处理回收金银时产生的碲渣(又称五三渣)含碲量高达15%.到目前为止,这部分碲渣作为返料返回还原炉熔炼,不仅对金银的回收造成影响,而且金属碲在系统中不断循环,会分散在烟尘和渣中被浪费掉.因此,从碲渣中回收碲具有十分重要的意义.

1󰀁拟定工艺流程

铅电解精炼产生的阳极泥经还原熔炼生成贵

收稿日期:2009-03-16

作者简介:方锦(1979-),男,安徽人,工程师,硕士.

图1󰀁从碲渣中回收碲的拟定工艺流程

Fig.1󰀁TheprocessofTerecoveryfromthetelluriumslag

第3卷󰀁第3期方锦,等:从碲渣中回收碲的工艺研究

205

溶液,铜、铋、铁、银等氧化物则留在渣中.为了选择

从表1可以看出,碲渣中碲的含量较高,具有很高的回收价值.金属硒的含量较低,可暂不考虑硒的回收.碲渣中的碲主要以亚碲酸盐的形式存在,这部分

碲溶于水,用水浸出后加入Na2S,可使重金属铅等杂质被硫化而除去,然后加入少量的CaCl2可以脱除一部分硅.净化后的浸出液经中和沉碲可获得粗碲,粗碲通过煅烧、浸出、电解提纯工序可加工成碲产品.碲渣中银的含量较高,有时达5%~6%,可通过水浸、净化后的碲渣返回还原炉熔炼回收银.图1为从碲渣中回收碲的工艺流程.

最佳浸出工艺条件,进行了液固比和温度的条件试验,试验结果列于表2.

由表2可知,升高浸出温度或提高液固比,均可

提高碲的浸出率,碲的浸出率可达到80%以上,浸出效果较明显.2.2󰀁硫化、脱硅净化

在用水浸出碲渣的后期加入适量硫化钠,使重金属铅等杂质以硫化物的形式除去.在加入Na2S溶液的同时,加入CaCl2溶液脱硅.其主要化学反应如下:

Na2PbO2+Na2S+2H2ONa2SiO3+CaCl2

2.1󰀁碲渣的球磨浸出

通过湿法球磨将碲渣磨至0.04mm以下,磨后产物在一定温度,用水浸出4h.碲被浸出的同时,铅和硒分别以Na2PbO2和Na2SeO3的形式也进入

[2]

2󰀁回收碲的工艺

PbS󰀁+4NaOH

(1)(2)

CaSiO3󰀁+2NaCl

2.3󰀁中和沉碲

利用亚碲酸钠在微酸性或中性水溶液中易水解沉淀,且生成的氧化物稳定的特性,及二氧化碲与二

表2󰀁碲渣浸出的试验结果

Table2󰀁Testresultoftheleachingoftelluriumslag

试验条件

液固比(v󰀁m)

温度/󰀁90

3󰀁1

807090

4󰀁1

8070

Te18.3416.11.6319.7616.2312.72

分析结果/(g󰀁L-1)

PbFe0.0050.0070.0060.0040.0050.007

0.390.250.290.560.360.29

Cu0.430.340.230.760.540.43

浸出率/%86.5079.7968.7886.5579.8569.36

氧化硒在水中溶解度的差别较大,向净化后的浸出液中加入H2SO4溶液,可达到分离杂质硒的目的.中和沉碲的温度不能低于90󰀁,终点pH值5.8~6.6.其化学反应如下:󰀁Na2TeO3+H2SO42.4󰀁煅烧、浸出

在一定温度下煅烧中和沉碲渣,使渣中易挥发的硒和汞等杂质进一步除去,达到提纯二氧化碲的目的.煅烧条件为:温度400~450󰀁,保温时间3h.煅烧后,渣中含硒质量分数低于0.005%,含碲质量

Na2SO4+TeO2󰀁+H2O

(3)

分数高于75%.

用80~120g/LNaOH溶液浸出二氧化碲煅烧渣,浸出温度95󰀁,浸出时间4h,液固比(v󰀁m)1󰀁3.浸出后静置时间大于48h,浸出液成分见表3,其化学反应如式(4).

TeO2+2NaOH2.5󰀁电解

以浸出液为电解液,氢氧化钠溶液为介质电解碲.电解过程中要求电解液含Te180~220g/L,NaOH80~120g/L.在直流电的作用下,碲酸钠碱性溶液的槽电压控制在2V左右,以使电位比碲正

Na2TeO3+H2O

(4)

206

材󰀁料󰀁研󰀁究󰀁与󰀁应󰀁用表3󰀁浸出液的成分

Table3󰀁Thecompositionoftheleachingsolution

成分含量/(g󰀁L-1)

Te>150

OH-80~100

Se<0.01

Cu<0.0001

Pb<0.01

Hg<0.02

2009

的金属沉积于阳极泥中,电位比碲负的金属残留在电解液中,而碲在阴极析出.其电化学反应为:

Na2TeO32Na++TeO32-TeO3

2-

2.6󰀁烘干、铸型

在100~150󰀁将电解碲片烘干后,放入石墨坩埚中熔化,最后在500󰀁将金属碲熔体铸成表面光

洁致密的金属锭.通过冶金计算,金属碲的回收率达到80%.金属碲锭的成分列于表4,其成分达到了YS/T222-1996规定的Te-1质量标准的要求.

(5)(6)(7)

(8)

+3H2O

4+

Te+6OH

4+-

阴极Te+4e阳极2OH--2eTe

1/2O2󰀁+H2O

表4󰀁金属碲锭的成分

Table4󰀁Thecomponentsofthetelluriumingot

Te󰀁99.99Si<0.001

Cu<0.001S<0.001

Pb<0.002Se<0.002

Al<0.0009As<0.0005

Bi<0.0009Mg<0.0009

Fe<0.0009杂质总和0.001

w/%

Na<0.003

步从碲渣中回收碲具有较好的指导作用.

3󰀁结󰀁论

参考文献:

采用本文拟定的工艺流程从碲渣中回收碲,金属碲锭的成分符合YS/T222-1996规定的Te-1质量标准,并且流程简单,操作方便,劳动强度低,环境污染小,金属碲的回收率达到80%.本流程为下一

[1]聂宝生.从除碲渣中回收碲的工艺改进[J].稀有金属与

硬质合金,1997(6):15-17.

[2]何从行.碲渣综合回收工艺研究[J].株冶科技,2001(1):

41-45.

Studyonprocessofrecoveringtelluriumfromthetelluriumslag

FANGJin,WANGShao-long,FUSh-iji

(YunnanChihongZinc&GermaniumCo.Ltd.,Qujing655000,China)

Abstract:Thetelluriumslagisproducedwhenanodeslimeoftheleadelectrolyzedisrefinedinthesilver-making

stove.Atpresent,thispartofthetelluriumslagreturnsbacktoreductionfurnaceforsmeltingagain.Thistechniquenotonlyaffectedtherecoveryrateofgoldandsilver,butalsomaderecyclingtelluriumdifficult.Usingthemethodofballmillleaching,purification,andneutralizationofheavytellurium,calcination,alkalileaching,electrolytictorecoverTefromthetelluriumslag,therecoveryrateoftelluriummetalcanbeupto80%.Thisprocesshasthead-vantageofsimpleequipment,andthelessenvironmentalpollution.Keywords:telluriumslag;recover;technology;tellurium