一种从碲铜渣回收碲并制取高纯碲的方法与流程

1.本发明涉及铜冶炼行业碲资源综合回收及高值化利用领域，尤其涉及一种从碲铜渣回收碲并制取高纯碲的方法。


背景技术：

2.碲是发展高科技产业不可缺少的半导体材料之一，被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素”，被广泛应用于化工、冶金、医药、玻璃陶瓷、电子电器、国防、能源等领域。世界范围碲储量较少，主要伴生于铜、铅、锌等有色金属资源中，铜冶炼过程产出的碲铜渣可达15~30%，是目前提碲的重要原料。
3.目前，从铜冶炼过程中间物料中提碲主要工艺为硫酸化焙烧-碱浸工艺和酸性浸脱铜-碱浸工艺。硫酸化焙烧-碱浸工艺处理碲铜渣，会使碲铜渣在处理过程中形成复杂的化合物，导致在浸出过程中铜、碲浸出的同时，其他杂质元素一道被大量浸出，给后期净化工序带来巨大的困难，导致碲整体回收率降低；同时硫酸化焙烧工艺中焙烧过程产生大量的含硫气体，对环境造成污染严重。酸浸脱铜-碱浸回收碲工艺虽然采用全流程湿法工艺，环境污染相对较小，但是该工艺过程先用酸后用碱，导致操作过程复杂，工艺对设备要求高，生产工艺复杂，流程长，碲回收率低。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种方法简单、易于实施的从碲铜渣回收碲并制取高纯碲的方法。
5.为解决上述问题，本发明所述的一种从碲铜渣回收碲并制取高纯碲的方法，包括以下步骤：
⑴
将干燥的碲铜渣进行研磨破碎，获得p
80
=0.36um的碲铜渣粉末；
⑵
在质量浓度为2~15%的氢氧化钠溶液中，按200g~500g/l添加所述碲铜渣粉末，搅拌反应0.5~2小时，期间缓慢按60g~150g /l添加氯酸钠，反应后过滤得到滤渣a和含碲滤液；
⑶
将所述滤渣a经洗涤、过滤，得到洗涤渣和洗涤液；所述洗涤渣送铜熔炼回收铜；所述洗涤液返回
⑵
中用于配制氢氧化钠溶液；
⑷
含碲滤液中加入稀硫酸，经中和反应、洗涤后，得到粗二氧化碲和洗液；所述洗液返回
⑵
中用于配制氢氧化钠溶液；
⑸
所述粗二氧化碲采用浓度为20~50g/l的氢氧化钠溶液溶解后过滤，得到滤渣b和滤液a；所述滤渣b送铅、硒回收工段回收铅、硒；
⑹
所述滤液a中加入稀硫酸，经中和反应至ph值为5~6，得到精制二氧化碲；精制二氧化碲采用纯水洗涤2~3次，获得高纯二氧化碲；
⑺
将高纯二氧化碲用30~40g/l氢氧化钠溶液溶解，溶解后过滤，得到滤渣c和滤液b；所述滤渣c送铅、硒回收工段回收工段回收铅、硒；
⑻
向所述滤液b中通入二氧化硫气体，控制溶液还原电位为-3.6~-8.2，直至溶液由橙黄色变为无色，所得还原后的浆液过滤，即得高纯碲。
6.所述步骤
⑶
中洗涤水与滤渣a的质量比为3~5:1。
7.所述步骤
⑷
和所述步骤
⑹
中稀硫酸的体积浓度为1:1。
8.所述步骤
⑸
中粗二氧化碲与氢氧化钠溶液的比例为100g：500~1000ml。
9.所述步骤
⑺
中高纯二氧化碲与氢氧化钠溶液的比例为100g：300~500ml。
10.本发明与现有技术相比具有以下优点：1、本发明通过二氧化硫调控二氧化碲碱浸液还原电位，高效选择性浸出碲，使大量铜、铅、硒留在渣中，从而获得高纯度碲。
11.2、本发明方法简单、易于实施，采用本发明方法后碲的回收率高达98%以上，碲纯度达99.99%以上。
附图说明
12.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
13.图1为本发明的流程图。
具体实施方式
14.如图1所示，一种从碲铜渣回收碲并制取高纯碲的方法，包括以下步骤：
⑴
将干燥的碲铜渣进行研磨破碎，获得p
80
=0.36mm的碲铜渣粉末。
15.⑵
在质量浓度为2~15%的氢氧化钠溶液中，按200g~500g/l添加碲铜渣粉末，搅拌反应0.5~2小时，期间缓慢按60g~150g /l添加氯酸钠，反应后过滤得到滤渣a和含碲滤液。
16.⑶
将滤渣a用水冲洗进入反应槽内，洗涤水与滤渣a的质量比为3~5:1，搅拌洗涤30~90分钟，经过滤，得到洗涤渣和洗涤液；洗涤渣送铜熔炼回收铜；洗涤液返回
⑵
中用于配制氢氧化钠溶液。
17.⑷
含碲滤液中加入体积比为1:1的稀硫酸，经中和反应、洗涤后，得到粗二氧化碲和洗液；洗液返回
⑵
中用于配制氢氧化钠溶液。
18.⑸
粗二氧化碲采用浓度为20~50g/l的氢氧化钠溶液，粗二氧化碲与氢氧化钠溶液的比例为100g：500~1000ml，溶解后过滤，得到滤渣b和滤液a；滤渣b送铅、硒回收工段回收铅、硒。
19.⑹
滤液a中加入体积比为1:1的稀硫酸，经中和反应至ph值为5~6，得到精制二氧化碲；精制二氧化碲采用纯水洗涤2~3次，获得高纯二氧化碲。
20.⑺
将高纯二氧化碲用30~40g/l氢氧化钠溶液溶解，高纯二氧化碲与氢氧化钠溶液的比例为100g：300~500ml，溶解后过滤，得到滤渣c和滤液b；滤渣c送铅、硒回收工段回收工段回收铅、硒。
21.⑻
向滤液b中通入二氧化硫气体，控制溶液还原电位为-3.6~-8.2，直至溶液由橙黄色变为无色，所得还原后的浆液过滤，即得高纯碲。
22.【工作原理】碲铜渣在碱性条件下氧化浸出的化学反应过程如下：cu2te + 2naoh + naclo
3 = na2teo
3 + cu2o + h2o + nacl
3cu2te+6naoh+4naclo3=3na2teo3+6cuo+3h2o+4nacl该过程生成的亚碲酸钠可溶于碱溶液中，而氧化亚铜和氧化铜在碱性溶液中无法溶解，由此可以将铜和碲高效的分离。
23.含碲碱性溶液用稀硫酸进行中和时，溶液中亚碲酸钠与酸发生沉淀反应，形成亚碲酸，而亚碲酸不稳定，进一步分解，形成二氧化碲和水，其反应过程如下：na2teo3+h2so4=h2teo3↓
+na2so4h2teo3=teo2+h2o在中和沉碲过程中，当ph为5~6时，硒、铅在稀硫酸中的溶解度大于二氧化碲，沉淀可以将大部分硒和铅与碲进行分离，获得更为洁净的二氧化碲。
24.将二氧化碲用氢氧化钠进行溶解，此时二氧化碲中浓度极低的硫酸铅和硫酸硒不溶于氢氧化钠，使得二氧化碲得到进一步净化。
25.对溶解的高纯度亚碲酸钠溶液用二氧化硫进行控电位还原，获得高纯碲，其化学反应过程如下：na2teo3+2so2(g)+2naoh=te
↓
+2na2so4+h2o实施例1一种从碲铜渣回收碲并制取高纯碲的方法，包括以下步骤：
⑴
将1t干燥的碲铜渣进行研磨破碎，获得p
80
=0.36mm的碲铜渣粉末。
26.其中：碲铜渣的成分：te32.42%、cu16.77%、se12.8%、pb4.52%。
27.⑵
在质量浓度为2%的氢氧化钠溶液中，按200g/l添加碲铜渣粉末，搅拌反应2小时，期间缓慢按60g/l添加氯酸钠，反应后过滤得到700kg滤渣a和5m
³
含碲滤液。
28.⑶
将滤渣a用2100kg水冲洗进入反应槽内，搅拌洗涤30分钟，经过滤，得到700kg洗涤渣和2m
³
洗涤液；洗涤渣送铜熔炼回收铜；洗涤液返回
⑵
中用于配制氢氧化钠溶液。
29.⑷
5m
³
含碲滤液中加入体积比为1:1的稀硫酸，经中和反应、洗涤后，得到540kg粗二氧化碲和7m
³
洗液；洗液返回
⑵
中用于配制氢氧化钠溶液。
30.⑸
540kg粗二氧化碲采用2700l浓度为20g/l的氢氧化钠溶液溶解后过滤，得到536kg滤渣b和2.7m
³
滤液a；滤渣b送铅、硒回收工段回收铅、硒。
31.⑹
2.7m
³
滤液a中加入体积比为1:1的稀硫酸，经中和反应至ph值为5~6，得到400kg精制二氧化碲；精制二氧化碲采用纯水洗涤2次，获得400kg高纯二氧化碲，如表1所示。
32.表1高纯二氧化碲成分表
⑺
将400kg高纯二氧化碲用1200l浓度为30g/l的氢氧化钠溶液溶解，溶解后过滤，得到396kg滤渣c和1.2m
³
滤液b；滤渣c送铅、硒回收工段回收工段回收铅、硒。
33.⑻
向1.2m
³
滤液b中通入二氧化硫气体，控制溶液还原电位至-3.6，直至溶液由橙黄色变为无色，所得还原后的浆液过滤，即得319.98kg高纯碲，如表2所示。全过程碲回收率为98.7%。
34.表2高纯碲成分表
实施例2一种从碲铜渣回收碲并制取高纯碲的方法，包括以下步骤：
⑴
将1t干燥的碲铜渣进行研磨破碎，获得p
80
=0.36mm的碲铜渣粉末。
35.其中：碲铜渣的成分：te36.63%、cu16.11%、se11.28%、pb3.25%。
36.⑵
在质量浓度为15%的氢氧化钠溶液中，按500g/l添加碲铜渣粉末，搅拌反应1小时，期间缓慢按150g/l添加氯酸钠，反应后过滤得到640kg滤渣a和5m
³
含碲滤液。
37.⑶
将640kg滤渣a用3200kg水冲洗进入反应槽内，搅拌洗涤120分钟，经过滤，得到632kg洗涤渣和3.2m
³
洗涤液；洗涤渣送铜熔炼回收铜；洗涤液返回
⑵
中用于配制氢氧化钠溶液。
38.⑷
5m
³
含碲滤液中加入体积比为1:1的稀硫酸，经中和反应、洗涤后，得到610kg粗二氧化碲和9m
³
洗液；洗液返回
⑵
中用于配制氢氧化钠溶液。
39.⑸
610kg粗二氧化碲采用6100l浓度为50g/l的氢氧化钠溶液溶解后过滤，得到40kg滤渣b和2.2m
³
滤液a；滤渣b送铅、硒回收工段回收铅、硒。
40.⑹
2.2m
³
滤液a中加入体积比为1:1的稀硫酸，经中和反应至ph值为5~6，得到457kg精制二氧化碲；精制二氧化碲采用纯水洗涤3次，获得457kg高纯二氧化碲，如表3所示。
41.表3高纯二氧化碲成分表
⑺
将457kg高纯二氧化碲用2285l浓度为40g/l氢氧化钠溶液溶解，溶解后过滤，得到1kg滤渣c和2.3m
³
滤液b；滤渣c送铅、硒回收工段回收工段回收铅、硒。
42.⑻
向2.3m
³
滤液b中通入二氧化硫气体，控制溶液还原电位至-8.2，直至溶液由橙黄色变为无色，所得还原后的浆液过滤，即得365kg高纯碲，如表4所示。全过程碲回收率为98.3%。
43.表4高纯碲成分表实施例3一种从碲铜渣回收碲并制取高纯碲的方法，包括以下步骤：
⑴
将1t干燥的碲铜渣进行研磨破碎，获得p
80
=0.36mm的碲铜渣粉末。
44.其中：碲铜渣的成分：te34.79%、cu21.10%、se9.24%、pb4.12%。
45.⑵
在质量浓度为8%的氢氧化钠溶液中，按500g/l添加碲铜渣粉末，搅拌反应1小时，期间缓慢按150g/l添加氯酸钠，反应后过滤得到610kg滤渣a和5m
³
含碲滤液。
46.⑶
将610kg滤渣a用2440kg水冲洗进入反应槽内，搅拌洗涤120分钟，经过滤，得到
608kg洗涤渣和2.5m
³
洗涤液；洗涤渣送铜熔炼回收铜；洗涤液返回
⑵
中用于配制氢氧化钠溶液。
47.⑷
5m
³
含碲滤液中加入体积比为1:1的稀硫酸，经中和反应、洗涤后，得到580kg粗二氧化碲和8m
³
洗液；洗液返回
⑵
中用于配制氢氧化钠溶液。
48.⑸
580kg粗二氧化碲采用4640l浓度为35g/l的氢氧化钠溶液溶解，溶解后过滤，得到28kg滤渣b和4.6m
³
滤液a；滤渣b送铅、硒回收工段回收铅、硒。
49.⑹
4.6m
³
滤液a中加入体积比为1:1的稀硫酸，经中和反应至ph值为5~6，得到440kg精制二氧化碲；精制二氧化碲采用纯水洗涤3次，获得440kg高纯二氧化碲，如表3所示。
50.表5高纯二氧化碲成分表
⑺
将440kg高纯二氧化碲用1760l浓度为35g/l氢氧化钠溶液溶解，，溶解后过滤，得到1kg滤渣c和1.8m
³
滤液b；滤渣c送铅、硒回收工段回收工段回收铅、硒。
51.⑻
向1.8m
³
滤液b中通入二氧化硫气体，控制溶液还原电位至-5.8，直至溶液由橙黄色变为无色，所得还原后的浆液过滤，即得343kg高纯碲，如表4所示。全过程碲回收率为98.6%。
52.表6高纯碲成分表