專利名稱：采用加壓酸浸工藝從銅陽極泥中浸出碲的方法
技術領域：
本發(fā)明是一種從銅陽極泥中浸出碲的方法，屬于稀散元素的濕法提取冶金技術領域。
背景技術：
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體、紅外光學器件原料。碲以其在現(xiàn)代高科技工業(yè)、國防與尖端技術領域中所占有的重要地位，越來越受到人們的重視，應用范圍也越來越廣。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)生產的碲元素主要來源于銅電解精煉工藝中的陽極泥。由于碲的價格昂貴，所以應回收這些陽極泥并進行處理。陽極泥中通常含碲2～10％，碲在銅陽極泥中絕大多數(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，銅電解過程中產出的銅陽極泥的碲含量有較大的差異，高的可達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。由于碲的化學性質比較特殊，具有較明顯的兩性特征，易分散，回收率較低。鑒于此，各廠家從經濟效益考慮，在工藝流程選擇上存在差異，部分廠在銅陽極泥處理中專門增加了分碲工序來提取回收碲，該工序是為了減輕碲對貴金屬產品質量的影響，特別是對白銀質量的影響較大。
目前，從陽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極泥中碲的含量。當陽極泥中含碲在2％以上時，為了提高碲的回收率，避免碲在陽極泥處理過程中分散于各種產物中，一般選擇堿浸法。陽極泥含量小于2％時，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行回收。
堿浸法的缺點是，耗氧量大，因為氧不但消耗在硒和碲的氧化過程，而且還耗于陽極泥中的其它組分，苛性鈉的耗量也很大，不但把陽極泥中的硫酸鉛轉化成4價鉛酸，同時還把陽極泥中的二氧化硅轉化成硅酸鈉。而且，在反應過程中，陽極泥中幾乎全部金屬硫酸鹽都轉化成硫酸鈉及各相應的氧化物、氫氧化物和鈉鹽。
蘇打造渣法的工藝流程比較復雜，先將蘇打渣破碎至10～30mm，然后送球磨機粉碎，通常采用濕式磨礦后，加入水進行浸出。蘇打渣是陽極泥火法富集得到的，是一種呈堿性的復雜化合物，質硬易碎，外表呈白色，具有強吸水性。球磨后的礦漿送攪拌槽繼續(xù)浸出，產出的浸出液中含有鉛、銅、二氧化硅等雜質，需要在制取二氧化碲前進行凈化處理。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；這種方法簡單，造價低，但還原過程中碲的損失較大，勞動條件不好。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，并能生產出致密狀態(tài)的碲。但產出的碲錠品位不太高。工業(yè)應用時還需進一步提純。蘇打造渣法的缺點是工藝流程較復雜，需要對蘇打渣進行破碎、磨細處理，因為浸出時對磨礦時間和粒度有一定要求，磨礦時間一般在4～6小時才能達到符合堿浸的粒度。
上述幾種方法都需要將銅陽極泥中的碲轉化為可溶性的化合物，通過浸出或洗滌轉移到溶液中再進行提取，工藝過程都需要經過數(shù)個步驟才能完成。而且，處理過程中陽極泥反復在堿性和酸性環(huán)境中進行，造成輔助材料的無效消耗；或是造成陽極泥中的貴金屬和其它有價金屬轉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，煙氣中含有大量的SO2氣體，加重煙氣治理的難度，極易造成環(huán)境污染；整個流程中，火法作業(yè)(高溫過程)與濕法作業(yè)(低溫過程)數(shù)次交替進行，使工藝能耗大幅增加，能源利用不合理。

發(fā)明內容
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現(xiàn)從銅陽極泥中浸出碲的方法，本方法具有工藝流程簡單、物料消耗少、處理時間短、對自然環(huán)境友好的特點，并可實現(xiàn)浸出過程的連續(xù)進行，碲浸出率高。
本發(fā)明的步驟為1、將含水在1～40％的銅陽極泥調漿；
2、篩去銅陽極泥中大顆粒的沙粒類；3、將篩過的銅陽極泥用含酸量70g/l～300g/l的硫酸溶液調漿；4、調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；6、調整和維持壓力為0.5～1.6MPa，直接進行酸浸，反應60～120min后出料；7、進行固液分離，得到含碲的浸出液；銅陽極泥中元素碲浸出反應的主要反應式為
其中本發(fā)明的進料、出料過程為連續(xù)進料、出料。氣體氧化介質為壓縮空氣、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。
所述的銅陽極泥含水可以為1％～20％或20％～40％。
由于碲易與陽極泥中的貴金屬結合形成碲化物，貴金屬以及貴金屬的碲化物均為不可溶的物質，因此，要實現(xiàn)貴金屬與碲的有效分離，提取陽極泥中的碲，就需采用適合的方法，將貴金屬碲化物中的碲置換出來，形成可溶的碲酸，而貴金屬則變?yōu)閱钨|或不可溶的化合物留在浸出渣中，以實現(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，控制適合的工藝條件，強化溶液中的氧化反應，實現(xiàn)碲的大量浸出。因為在處理陽極泥回收其中的稀有金屬和貴金屬之前，通常先除銅，在高壓酸浸過程中，當高壓釜中溫度和氧分壓控制在一定范圍時，幾乎100％的銅和大量的碲可浸出出來，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，用銅沉淀置換法從溶液中回收碲，得到的碲銅產品具有很好的市場。
本發(fā)明的有益效果為因銅陽極泥直接進入加壓釜進行通入高壓空氣、高壓富氧空氣或氧氣酸浸，酸浸前不需要進行洗滌等處理，浸出溫度高，用硫酸溶液直接浸出銅陽極泥中的銅、碲，將現(xiàn)行的陽極泥預處理脫銅，堿浸法或蘇打造渣法脫碲等工序集中在加壓浸出一個工序過程中完成，使工藝流程簡化，設備減少，過程強化，實現(xiàn)將銅陽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。
具體實施例實施例一銅陽極泥含碲1.14％，含水分1％。
將含碲1.14％，含水分1％的銅陽極泥調漿，篩去大顆粒的沙粒。
將過篩的銅陽極泥與含酸70g/l的硫酸溶液調漿，加入到容積為5L的鈦質耐酸高壓釜中，連續(xù)通入壓縮空氣，維持釜內壓力0.5MPa，溫度100℃，進行加壓浸出，浸出時間60分鐘。
碲浸出率為40.1％，渣率60.32％，浸出渣含碲1.10％。
實施例二銅陽極泥含碲1.23％，含水分12％。
將含碲1.23％，含水分12％的銅陽極泥調漿，篩去大顆粒的沙粒。
將過篩的銅陽極泥與含酸100g/l的硫酸溶液調漿，加入到容積為5L的鈦質耐酸高壓釜中，連續(xù)通入33％的富氧空氣，維持釜內壓力0.7MPa，溫度120℃，進行加壓浸出，浸出時間90分鐘。
碲浸出率為41.3％，渣率55.46％，浸出渣含碲1.12％。
實施例三銅陽極泥含碲0.99％，含水分1％。
將含碲0.99％，含水分1％的銅陽極泥調漿，篩去大顆粒的沙粒。
將過篩的銅陽極泥與含酸200g/l的硫酸溶液調漿，加入到容積為5L的鈦質耐酸高壓釜中，連續(xù)通入99.5％工業(yè)氧氣，維持釜內壓力1.6Mpa，溫度180℃，進行加壓浸出，浸出時間120分鐘。
碲浸出率為45.3％，渣率53.46％，浸出渣含銅0.81％。
實施例四銅陽極泥含碲0.91％，含水分25％。
將含碲0.91％，含水分25％的銅陽極泥調漿，篩去大顆粒的沙粒。
將過篩的銅陽極泥與含酸150g/l的硫酸溶液調漿，加入到容積為5L的鈦質耐酸高壓釜中，連續(xù)通入99.5％工業(yè)氧氣，維持釜內壓力0.8Mpa，溫度150℃，進行加壓浸出，浸出時間90分鐘。
銅浸出率為49.8％，渣率54.36％，浸出渣含銅0.84％。
實施例五銅陽極泥含碲1.14％，含水分32.8％。
將含碲1.14％，含水分32.8％的銅陽極泥調漿，篩去大顆粒的沙粒。
將過篩的銅陽極泥與含酸100g/l的硫酸溶液調漿，加入到容積為5L的鈦質耐酸高壓釜中，連續(xù)通入壓縮空氣，維持釜內壓力0.6Mpa，溫度150℃，進行加壓浸出，浸出時間60分鐘。
碲浸出率為41.5％，渣率56.35％，浸出渣含碲1.07％。
實施例六銅陽極泥含碲1.05％，含水分40％。
將含碲1.05％，含水分40％的銅陽極泥調漿，篩去大顆粒的沙粒。
將過篩的銅陽極泥與含酸300g/l的硫酸溶液調漿，加入容積為5L、由鈦材制成的耐酸加壓釜中進行連續(xù)通入含氧量為33％富氧空氣進行浸出，維持釜內壓力0.7Mpa，溫度160℃，進行加壓浸出，浸出時間90分鐘。
碲浸出率為43.2％，渣率52.37％，浸出渣含碲0.98％。
實施例七銅陽極泥含碲1.14％，含水分25％。
將含碲1.14％，含水分25％的銅陽極泥調漿，篩去大顆粒的沙粒。
將過篩的銅陽極泥與含酸100g/l的硫酸溶液調漿，加入到容積為5L的鈦質耐酸高壓釜中，連續(xù)通入含氧量為99.5％的工業(yè)氧氣，維持釜內壓力0.7Mpa，溫度150℃，進行加壓浸出，浸出時間60分鐘。
碲浸出率為50.1％，渣率53.45％，浸出渣含碲0.86％。
實施例八銅陽極泥含碲1.28％，含水分16％。
將含碲1.28％，含水分16％的銅陽極泥調漿，篩去大顆粒的沙粒。
將過篩的銅陽極泥與含酸70g/l的硫酸溶液調漿，加入到容積為5L的鈦質耐酸高壓釜中，連續(xù)通入壓縮空氣，維持釜內壓力0.8MPa，溫度150℃，進行加壓浸出，浸出時間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、常壓下進行浸出，反應強度較弱，需要的浸出時間較長，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下，銅陽極泥中的銅、碲均在較短的時間內得到脫除，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)明技術與傳統(tǒng)方法相比取得意想不到的效果。
權利要求
1.一種采用加壓酸浸工藝從銅陽極泥中浸出碲的方法，其步驟為(1)將含水在1～40％的銅陽極泥調漿；(2)篩去銅陽極泥中大顆粒的沙粒類；(3)將篩過的銅陽極泥用含酸量70g/l～300g/l的硫酸溶液調漿；(4)調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；(6)調整和維持壓力為0.5～1.6MPa，直接進行酸浸，反應60～120min后出料；(7)進行固液分離，得到含碲的浸出液；銅陽極泥中元素碲浸出反應的主要反應式為
2.根據權利要求1所述的采用加壓酸浸工藝從銅陽極泥中浸出碲的方法，其特征是所述高壓釜的反應溫度為150～180℃。
3.根據權利要求1所述的采用加壓酸浸工藝從銅陽極泥中浸出碲的方法，其特征是所述的進料、出料過程為連續(xù)進料、出料。
4.根據權利要求1所述的采用加壓酸浸工藝從銅陽極泥中浸出碲的方法，其特征是所述氣體氧化介質為壓縮空氣、富氧壓縮空氣或工業(yè)純氧。
5.根據權利要求1所述的采用加壓酸浸工藝從銅陽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.根據權利要求1所述的采用加壓酸浸工藝從銅陽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.根據權利要求1所述的采用加壓酸浸工藝從銅陽極泥中浸出碲的方法，其特征是所述的銅陽極泥含水為1％～20％。
8.根據權利要求1所述的采用加壓酸浸工藝從銅陽極泥中浸出碲的方法，其特征是所述的銅陽極泥含水為20％～40％。
全文摘要
本發(fā)明是一種采用加壓酸浸工藝從銅陽極泥中浸出碲的方法，屬于稀散元素的濕法冶金技術領域。本發(fā)明的步驟為將含水在1～40％的銅陽極泥調漿；篩去銅陽極泥中大顆粒的沙粒類；將篩過的銅陽極泥用含酸量70g/l～300g/l的硫酸溶液調漿；調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；調整和維持壓力為0.5～1.6MPa，直接進行酸浸，反應60～120min后出料；進行固液分離，得到含碲的浸出液。本發(fā)明工藝流程簡單，所需設備少，過程強化，在較短的時間內，快速實現(xiàn)銅陽極泥中所含碲的浸出，碲的浸出率高。
文檔編號C22B3/08GK1821060SQ20061001074
公開日2006年8月23日 申請日期2006年3月14日 優(yōu)先權日2006年3月14日
發(fā)明者王吉坤, 馮桂林, 張博亞, 李皓, 閻江峰 申請人:云南冶金集團總公司