專利名稱：采用加壓酸浸工藝從銅陽(yáng)極泥中浸出碲的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種從銅陽(yáng)極泥中浸出碲的方法，屬于稀散元素的濕法提取冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
稀散元素碲是一種鋼鐵和有色冶金中廣泛使用的合金添加劑；石油、橡膠等化工工業(yè)中的催化劑以及重要的半導(dǎo)體、紅外光學(xué)器件原料。碲以其在現(xiàn)代高科技工業(yè)、國(guó)防與尖端技術(shù)領(lǐng)域中所占有的重要地位，越來(lái)越受到人們的重視，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣。世界大部分可回收的碲都伴生于銅礦床和碲化物型金銀礦床中。
工業(yè)生產(chǎn)的碲元素主要來(lái)源于銅電解精煉工藝中的陽(yáng)極泥。由于碲的價(jià)格昂貴，所以應(yīng)回收這些陽(yáng)極泥并進(jìn)行處理。陽(yáng)極泥中通常含碲2～10％，碲在銅陽(yáng)極泥中絕大多數(shù)以Ag2Te、Cu2Te、Au2Te等形式存在。
由于各銅冶煉廠采用的銅原料不同，銅電解過(guò)程中產(chǎn)出的銅陽(yáng)極泥的碲含量有較大的差異，高的可達(dá)5％～6％、低的僅為0.5％～0.8％，甚至更低，但大多數(shù)含量在1％左右。由于碲的化學(xué)性質(zhì)比較特殊，具有較明顯的兩性特征，易分散，回收率較低。鑒于此，各廠家從經(jīng)濟(jì)效益考慮，在工藝流程選擇上存在差異，部分廠在銅陽(yáng)極泥處理中專門增加了分碲工序來(lái)提取回收碲，該工序是為了減輕碲對(duì)貴金屬產(chǎn)品質(zhì)量的影響，特別是對(duì)白銀質(zhì)量的影響較大。
目前，從陽(yáng)極泥中富集碲主要有兩種方法堿浸法和蘇打造渣法。選擇什么方法取決于陽(yáng)極泥中碲的含量。當(dāng)陽(yáng)極泥中含碲在2％以上時(shí)，為了提高碲的回收率，避免碲在陽(yáng)極泥處理過(guò)程中分散于各種產(chǎn)物中，一般選擇堿浸法。陽(yáng)極泥含量小于2％時(shí)，一般選擇蘇打造渣法。采用在分銀爐氧化精煉的后期加入蘇打，使碲富集于蘇打渣中進(jìn)行回收。
堿浸法的缺點(diǎn)是，耗氧量大，因?yàn)檠醪坏脑谖晚诘难趸^(guò)程，而且還耗于陽(yáng)極泥中的其它組分，苛性鈉的耗量也很大，不但把陽(yáng)極泥中的硫酸鉛轉(zhuǎn)化成4價(jià)鉛酸，同時(shí)還把陽(yáng)極泥中的二氧化硅轉(zhuǎn)化成硅酸鈉。而且，在反應(yīng)過(guò)程中，陽(yáng)極泥中幾乎全部金屬硫酸鹽都轉(zhuǎn)化成硫酸鈉及各相應(yīng)的氧化物、氫氧化物和鈉鹽。
蘇打造渣法的工藝流程比較復(fù)雜，先將蘇打渣破碎至10～30mm，然后送球磨機(jī)粉碎，通常采用濕式磨礦后，加入水進(jìn)行浸出。蘇打渣是陽(yáng)極泥火法富集得到的，是一種呈堿性的復(fù)雜化合物，質(zhì)硬易碎，外表呈白色，具有強(qiáng)吸水性。球磨后的礦漿送攪拌槽繼續(xù)浸出，產(chǎn)出的浸出液中含有鉛、銅、二氧化硅等雜質(zhì)，需要在制取二氧化碲前進(jìn)行凈化處理。凈化作業(yè)是向浸出液中加入硫化鈉和氯化鈣，使銅、鉛、二氧化硅分別生成硫化銅、硫化鉛和硅酸鈣沉淀。凈化后液用硫酸中和得出二氧化碲。從二氧化碲制取碲有三種方法，第一種方法是用木炭粉或面粉直接還原；這種方法簡(jiǎn)單，造價(jià)低，但還原過(guò)程中碲的損失較大，勞動(dòng)條件不好。第二種方法是將二氧化碲溶于硫酸中用二氧化硫還原；此種方法還原出來(lái)的碲呈海綿狀，用途有限。第三種方法是將二氧化碲溶于苛性鈉溶液中用電解法還原，這種方法工作條件較好，并能生產(chǎn)出致密狀態(tài)的碲。但產(chǎn)出的碲錠品位不太高。工業(yè)應(yīng)用時(shí)還需進(jìn)一步提純。蘇打造渣法的缺點(diǎn)是工藝流程較復(fù)雜，需要對(duì)蘇打渣進(jìn)行破碎、磨細(xì)處理，因?yàn)榻鰰r(shí)對(duì)磨礦時(shí)間和粒度有一定要求，磨礦時(shí)間一般在4～6小時(shí)才能達(dá)到符合堿浸的粒度。
上述幾種方法都需要將銅陽(yáng)極泥中的碲轉(zhuǎn)化為可溶性的化合物，通過(guò)浸出或洗滌轉(zhuǎn)移到溶液中再進(jìn)行提取，工藝過(guò)程都需要經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)步驟才能完成。而且，處理過(guò)程中陽(yáng)極泥反復(fù)在堿性和酸性環(huán)境中進(jìn)行，造成輔助材料的無(wú)效消耗；或是造成陽(yáng)極泥中的貴金屬和其它有價(jià)金屬轉(zhuǎn)換成難于處理提取的化合物，使后續(xù)貴金屬回收更加困難，影響貴金屬的回收率；此外，采用焙燒工藝時(shí)，煙氣中含有大量的SO2氣體，加重?zé)煔庵卫淼碾y度，極易造成環(huán)境污染；整個(gè)流程中，火法作業(yè)(高溫過(guò)程)與濕法作業(yè)(低溫過(guò)程)數(shù)次交替進(jìn)行，使工藝能耗大幅增加，能源利用不合理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服了上述方法中不足，提供了一種采用單道工序即實(shí)現(xiàn)從銅陽(yáng)極泥中浸出碲的方法，本方法具有工藝流程簡(jiǎn)單、物料消耗少、處理時(shí)間短、對(duì)自然環(huán)境友好的特點(diǎn)，并可實(shí)現(xiàn)浸出過(guò)程的連續(xù)進(jìn)行，碲浸出率高。
本發(fā)明的步驟為1、將含水在1～40％的銅陽(yáng)極泥調(diào)漿；
2、篩去銅陽(yáng)極泥中大顆粒的沙粒類；3、將篩過(guò)的銅陽(yáng)極泥用含酸量70g/l～300g/l的硫酸溶液調(diào)漿；4、調(diào)漿后將料漿加入高壓釜中，控制溫度100℃～180℃；5、通入氣體氧化介質(zhì)；6、調(diào)整和維持壓力為0.5～1.6MPa，直接進(jìn)行酸浸，反應(yīng)60～120min后出料；7、進(jìn)行固液分離，得到含碲的浸出液；銅陽(yáng)極泥中元素碲浸出反應(yīng)的主要反應(yīng)式為
其中本發(fā)明的進(jìn)料、出料過(guò)程為連續(xù)進(jìn)料、出料。氣體氧化介質(zhì)為壓縮空氣、富氧壓縮空氣或工業(yè)純氧。所述高壓釜的反應(yīng)溫度可以為150～180℃。所述硫酸溶液的酸度可以為70～150g/l或150～300g/l。
所述的銅陽(yáng)極泥含水可以為1％～20％或20％～40％。
由于碲易與陽(yáng)極泥中的貴金屬結(jié)合形成碲化物，貴金屬以及貴金屬的碲化物均為不可溶的物質(zhì)，因此，要實(shí)現(xiàn)貴金屬與碲的有效分離，提取陽(yáng)極泥中的碲，就需采用適合的方法，將貴金屬碲化物中的碲置換出來(lái)，形成可溶的碲酸，而貴金屬則變?yōu)閱钨|(zhì)或不可溶的化合物留在浸出渣中，以實(shí)現(xiàn)貴金屬與碲的有效分離。
本發(fā)明采用加壓酸浸工藝浸出陽(yáng)極泥中的碲。在加壓條件下，通入壓縮空氣、富氧壓縮空氣或氧氣作為氧化介質(zhì)，控制適合的工藝條件，強(qiáng)化溶液中的氧化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)碲的大量浸出。因?yàn)樵谔幚黻?yáng)極泥回收其中的稀有金屬和貴金屬之前，通常先除銅，在高壓酸浸過(guò)程中，當(dāng)高壓釜中溫度和氧分壓控制在一定范圍時(shí)，幾乎100％的銅和大量的碲可浸出出來(lái)，因硒和金屬間硒化合物難于氧化，故仍留在浸出渣中。在提高溫度在90℃以上時(shí)，用銅沉淀置換法從溶液中回收碲，得到的碲銅產(chǎn)品具有很好的市場(chǎng)。
本發(fā)明的有益效果為因銅陽(yáng)極泥直接進(jìn)入加壓釜進(jìn)行通入高壓空氣、高壓富氧空氣或氧氣酸浸，酸浸前不需要進(jìn)行洗滌等處理，浸出溫度高，用硫酸溶液直接浸出銅陽(yáng)極泥中的銅、碲，將現(xiàn)行的陽(yáng)極泥預(yù)處理脫銅，堿浸法或蘇打造渣法脫碲等工序集中在加壓浸出一個(gè)工序過(guò)程中完成，使工藝流程簡(jiǎn)化，設(shè)備減少，過(guò)程強(qiáng)化，實(shí)現(xiàn)將銅陽(yáng)極泥中所含的碲高效、直接浸出，碲浸出率高于40％，浸出渣含碲低于1.3％。本發(fā)明技術(shù)與傳統(tǒng)方法相比取得意想不到的效果。


圖1是高壓酸浸提取碲的工藝流程圖。
具體實(shí)施例實(shí)施例一銅陽(yáng)極泥含碲1.14％，含水分1％。
將含碲1.14％，含水分1％的銅陽(yáng)極泥調(diào)漿，篩去大顆粒的沙粒。
將過(guò)篩的銅陽(yáng)極泥與含酸70g/l的硫酸溶液調(diào)漿，加入到容積為5L的鈦質(zhì)耐酸高壓釜中，連續(xù)通入壓縮空氣，維持釜內(nèi)壓力0.5MPa，溫度100℃，進(jìn)行加壓浸出，浸出時(shí)間60分鐘。
碲浸出率為40.1％，渣率60.32％，浸出渣含碲1.10％。
實(shí)施例二銅陽(yáng)極泥含碲1.23％，含水分12％。
將含碲1.23％，含水分12％的銅陽(yáng)極泥調(diào)漿，篩去大顆粒的沙粒。
將過(guò)篩的銅陽(yáng)極泥與含酸100g/l的硫酸溶液調(diào)漿，加入到容積為5L的鈦質(zhì)耐酸高壓釜中，連續(xù)通入33％的富氧空氣，維持釜內(nèi)壓力0.7MPa，溫度120℃，進(jìn)行加壓浸出，浸出時(shí)間90分鐘。
碲浸出率為41.3％，渣率55.46％，浸出渣含碲1.12％。
實(shí)施例三銅陽(yáng)極泥含碲0.99％，含水分1％。
將含碲0.99％，含水分1％的銅陽(yáng)極泥調(diào)漿，篩去大顆粒的沙粒。
將過(guò)篩的銅陽(yáng)極泥與含酸200g/l的硫酸溶液調(diào)漿，加入到容積為5L的鈦質(zhì)耐酸高壓釜中，連續(xù)通入99.5％工業(yè)氧氣，維持釜內(nèi)壓力1.6Mpa，溫度180℃，進(jìn)行加壓浸出，浸出時(shí)間120分鐘。
碲浸出率為45.3％，渣率53.46％，浸出渣含銅0.81％。
實(shí)施例四銅陽(yáng)極泥含碲0.91％，含水分25％。
將含碲0.91％，含水分25％的銅陽(yáng)極泥調(diào)漿，篩去大顆粒的沙粒。
將過(guò)篩的銅陽(yáng)極泥與含酸150g/l的硫酸溶液調(diào)漿，加入到容積為5L的鈦質(zhì)耐酸高壓釜中，連續(xù)通入99.5％工業(yè)氧氣，維持釜內(nèi)壓力0.8Mpa，溫度150℃，進(jìn)行加壓浸出，浸出時(shí)間90分鐘。
銅浸出率為49.8％，渣率54.36％，浸出渣含銅0.84％。
實(shí)施例五銅陽(yáng)極泥含碲1.14％，含水分32.8％。
將含碲1.14％，含水分32.8％的銅陽(yáng)極泥調(diào)漿，篩去大顆粒的沙粒。
將過(guò)篩的銅陽(yáng)極泥與含酸100g/l的硫酸溶液調(diào)漿，加入到容積為5L的鈦質(zhì)耐酸高壓釜中，連續(xù)通入壓縮空氣，維持釜內(nèi)壓力0.6Mpa，溫度150℃，進(jìn)行加壓浸出，浸出時(shí)間60分鐘。
碲浸出率為41.5％，渣率56.35％，浸出渣含碲1.07％。
實(shí)施例六銅陽(yáng)極泥含碲1.05％，含水分40％。
將含碲1.05％，含水分40％的銅陽(yáng)極泥調(diào)漿，篩去大顆粒的沙粒。
將過(guò)篩的銅陽(yáng)極泥與含酸300g/l的硫酸溶液調(diào)漿，加入容積為5L、由鈦材制成的耐酸加壓釜中進(jìn)行連續(xù)通入含氧量為33％富氧空氣進(jìn)行浸出，維持釜內(nèi)壓力0.7Mpa，溫度160℃，進(jìn)行加壓浸出，浸出時(shí)間90分鐘。
碲浸出率為43.2％，渣率52.37％，浸出渣含碲0.98％。
實(shí)施例七銅陽(yáng)極泥含碲1.14％，含水分25％。
將含碲1.14％，含水分25％的銅陽(yáng)極泥調(diào)漿，篩去大顆粒的沙粒。
將過(guò)篩的銅陽(yáng)極泥與含酸100g/l的硫酸溶液調(diào)漿，加入到容積為5L的鈦質(zhì)耐酸高壓釜中，連續(xù)通入含氧量為99.5％的工業(yè)氧氣，維持釜內(nèi)壓力0.7Mpa，溫度150℃，進(jìn)行加壓浸出，浸出時(shí)間60分鐘。
碲浸出率為50.1％，渣率53.45％，浸出渣含碲0.86％。
實(shí)施例八銅陽(yáng)極泥含碲1.28％，含水分16％。
將含碲1.28％，含水分16％的銅陽(yáng)極泥調(diào)漿，篩去大顆粒的沙粒。
將過(guò)篩的銅陽(yáng)極泥與含酸70g/l的硫酸溶液調(diào)漿，加入到容積為5L的鈦質(zhì)耐酸高壓釜中，連續(xù)通入壓縮空氣，維持釜內(nèi)壓力0.8MPa，溫度150℃，進(jìn)行加壓浸出，浸出時(shí)間120分鐘。
碲浸出率為40.7％，渣率57.82％，浸出渣含碲1.21％。

由上表可以看出，傳統(tǒng)方法由于只能在常溫、常壓下進(jìn)行浸出，反應(yīng)強(qiáng)度較弱，需要的浸出時(shí)間較長(zhǎng)，處理能力較小，銅的浸出率只有60～70％，渣含銅在8％左右，碲基本沒有浸出。而本發(fā)明在不同的酸度下，在一定的壓力和較高的溫度下，在壓縮空氣、富氧空氣及純氧氧化介質(zhì)下，銅陽(yáng)極泥中的銅、碲均在較短的時(shí)間內(nèi)得到脫除，銅的浸出率均在99％以上，渣含銅均在0.5％以下，碲的脫除率在40％～50％。本發(fā)明技術(shù)與傳統(tǒng)方法相比取得意想不到的效果。
權(quán)利要求
1.一種采用加壓酸浸工藝從銅陽(yáng)極泥中浸出碲的方法，其步驟為(1)將含水在1～40％的銅陽(yáng)極泥調(diào)漿；(2)篩去銅陽(yáng)極泥中大顆粒的沙粒類；(3)將篩過(guò)的銅陽(yáng)極泥用含酸量70g/l～300g/l的硫酸溶液調(diào)漿；(4)調(diào)漿后將料漿加入高壓釜中，控制溫度100℃～180℃；(5)通入氣體氧化介質(zhì)；(6)調(diào)整和維持壓力為0.5～1.6MPa，直接進(jìn)行酸浸，反應(yīng)60～120min后出料；(7)進(jìn)行固液分離，得到含碲的浸出液；銅陽(yáng)極泥中元素碲浸出反應(yīng)的主要反應(yīng)式為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用加壓酸浸工藝從銅陽(yáng)極泥中浸出碲的方法，其特征是所述高壓釜的反應(yīng)溫度為150～180℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用加壓酸浸工藝從銅陽(yáng)極泥中浸出碲的方法，其特征是所述的進(jìn)料、出料過(guò)程為連續(xù)進(jìn)料、出料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用加壓酸浸工藝從銅陽(yáng)極泥中浸出碲的方法，其特征是所述氣體氧化介質(zhì)為壓縮空氣、富氧壓縮空氣或工業(yè)純氧。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用加壓酸浸工藝從銅陽(yáng)極泥中浸出碲的方法，其特征是所述硫酸溶液的酸度為70～150g/l。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用加壓酸浸工藝從銅陽(yáng)極泥中浸出碲的方法，其特征是所述硫酸溶液的酸度為150～300g/l。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用加壓酸浸工藝從銅陽(yáng)極泥中浸出碲的方法，其特征是所述的銅陽(yáng)極泥含水為1％～20％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用加壓酸浸工藝從銅陽(yáng)極泥中浸出碲的方法，其特征是所述的銅陽(yáng)極泥含水為20％～40％。
全文摘要
本發(fā)明是一種采用加壓酸浸工藝從銅陽(yáng)極泥中浸出碲的方法，屬于稀散元素的濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的步驟為將含水在1～40％的銅陽(yáng)極泥調(diào)漿；篩去銅陽(yáng)極泥中大顆粒的沙粒類；將篩過(guò)的銅陽(yáng)極泥用含酸量70g/l～300g/l的硫酸溶液調(diào)漿；調(diào)漿后將料漿加入高壓釜中，控制溫度100℃～180℃；通入氣體氧化介質(zhì)；調(diào)整和維持壓力為0.5～1.6MPa，直接進(jìn)行酸浸，反應(yīng)60～120min后出料；進(jìn)行固液分離，得到含碲的浸出液。本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，所需設(shè)備少，過(guò)程強(qiáng)化，在較短的時(shí)間內(nèi)，快速實(shí)現(xiàn)銅陽(yáng)極泥中所含碲的浸出，碲的浸出率高。
文檔編號(hào)C22B3/08GK1821060SQ20061001074
公開日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2006年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月14日
發(fā)明者王吉坤, 馮桂林, 張博亞, 李皓, 閻江峰 申請(qǐng)人:云南冶金集團(tuán)總公司