碲渣提取精碲的生產(chǎn)實(shí)踐

陳海軍

(河南豫光金鉛集團(tuán)公司， 河南 濟(jì)源 454650)

碲渣提取精碲的生產(chǎn)實(shí)踐

陳海軍

(河南豫光金鉛集團(tuán)公司， 河南 濟(jì)源 454650)

敘述了從鉛陽極泥火法冶煉所產(chǎn)碲渣中提取精碲的生產(chǎn)實(shí)踐，重點(diǎn)介紹了生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題和應(yīng)對(duì)措施。

鉛陽極泥； 碲渣； 二氧化碲； 精碲； 浸出渣含碲

0 前言

碲是重要的稀散元素,碲及其化合物廣泛應(yīng)用于冶金、橡膠、電子電器、石油、玻璃陶瓷、航天、軍事、醫(yī)藥及太陽能等領(lǐng)域?；鸱ㄌ幚黻枠O泥過程中加純堿產(chǎn)生的碲渣,是提取碲的重要原料[1]。某公司鉛陽極泥火法冶煉三年來產(chǎn)出碲渣達(dá)100 t左右，該渣碲平均品位15%左右。2012年下半年公司開始進(jìn)行從碲渣中制取精碲的試生產(chǎn)，最高月產(chǎn)量突破1 000 kg，半年產(chǎn)量達(dá)到5 000 kg，40%的精碲質(zhì)量達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)Te9999牌號(hào)[2]，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

1 從碲渣中提取精碲的工藝流程

該公司鉛陽極泥火法處理過程中產(chǎn)出的碲渣成分為：Te 15.2%、 Sb 0.35%、As 0.29%、Pb 0.18%、Cu 1.98%、Bi 3.18%。精碲生產(chǎn)工藝是：碲渣濕式球磨后，經(jīng)浸出—凈化—中和—煅燒—電積—熔鑄后產(chǎn)出精碲。碲渣浸出后的浸出渣返回鉛陽極泥熔煉系統(tǒng)，其中的金屬砷在熔煉系統(tǒng)進(jìn)入煙灰，該煙灰提煉銻后出售。此工藝操作簡(jiǎn)單，環(huán)境污染小。工藝流程見圖1。

圖1 碲生產(chǎn)工藝流程圖

2 生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題及應(yīng)對(duì)措施

2.1 浸出渣含碲偏高

碲渣浸出是將磨細(xì)的碲渣用礦漿泵打入浸出釜，在一定溫度下浸出4 h,利用亞碲酸鈉(Na2TeO3)溶于水的化學(xué)性質(zhì)，使亞碲酸鈉和不溶于水的銅、鉍、鐵、銀的氧化物分離。

Na2TeO3+2H2O=2NaOH+H2TeO3

(1)

試生產(chǎn)期間，部分浸出渣含碲偏高，達(dá)到10%，對(duì)此采取以下措施：

(1)碲渣細(xì)磨(小于120目)。碲渣越細(xì)，碲浸出率越高,浸出渣含碲越低。

(2)提高浸出溫度。浸出溫度大于90 ℃，碲浸出率較高，浸出渣含碲越低。

(3)向浸出液中加入稀硫酸。加入適量的稀硫酸，控制浸出液pH=11，浸出率較高，浸出渣含碲較低。

物相分析可知，浸出渣主要為Bi2O3、CuBi2O4、Te2O5、PbBi、Pb7Bi3，由于高價(jià)態(tài)的碲不能被水浸出，故目前此部分碲沒有回收。

2.2 浸出液含碲低

正常情況下浸出液含碲在15～20 g/L之間，試生產(chǎn)過程中，曾出現(xiàn)浸出條件沒變化，而浸出液含碲只有6～8 g/L的現(xiàn)象。經(jīng)過觀察分析，原因是原料碲渣中的亞碲酸鈉含量低、鉍渣多。由于部分浸出液碲含量低，導(dǎo)致生產(chǎn)的二氧化碲品位偏低，含碲小于68%，雜質(zhì)含量高。這部分二氧化碲不能直接配制電解液，需要烘干后重新浸出、凈化、中和。

針對(duì)這種狀況，首先將碲渣中的鉍渣挑出送至銀精煉爐，之后再對(duì)碲渣進(jìn)行浸出；其次將品位偏低的二氧化碲重新返回二次浸出、凈化、中和，產(chǎn)出高品位的二氧化碲。

2.3 浸出液凈化時(shí)硫化鈉用量偏大

凈化是在一定的溫度下，使浸出液中的部分重金屬離子與硫化鈉反應(yīng)生成難溶的硫化物沉淀除去，如硫化鉛、硫化銅等。

Na2PbO2+Na2S+2H2O=PbS↓+4NaOH

(2)

硫化鈉的加入量非常重要，過多過少都會(huì)影響二氧化碲質(zhì)量。如果硫化鈉欠量，碲渣浸出液中的雜質(zhì)去除不徹底，隨凈化液進(jìn)入中和工序，形成沉淀后與二氧化碲混合在一起，影響二氧化碲的質(zhì)量。如果硫化鈉過量，多余的硫化鈉與PbS、CuS反應(yīng)，使沉淀反溶，造成凈液中鉛、銅含量升高， 其在中和階段反應(yīng)生成硫化鉛、硫化銅又與二氧化碲一起沉淀，造成二氧化碲品位降低。

(3)

(4)

Na2TeO3+H2SO4=TeO2↓+Na2SO4+H2O

(5)

工業(yè)硫化鈉根據(jù)生產(chǎn)工藝分為兩類：一類是低鐵硫化鈉(俗稱黃堿)；另一類是普通硫化鈉(俗稱紅堿)。黃堿優(yōu)等品的鐵含量比紅堿優(yōu)等品的鐵含量低[3]。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，紅堿用量是黃堿用量的2倍才能檢驗(yàn)到終點(diǎn)。使用紅堿凈化時(shí)，終點(diǎn)不易判斷，易過量，中和時(shí)不僅會(huì)增大硫酸消耗，還會(huì)反應(yīng)生成硫化氫氣體，影響操作環(huán)境。而硫化氫還原能力強(qiáng)，可將二氧化碲還原成海綿碲，在二氧化碲煅燒時(shí)易出現(xiàn)金屬碲(熔點(diǎn)450 ℃)的現(xiàn)象，影響其品位。使用黃堿，終點(diǎn)易判斷，不易過量，產(chǎn)出的二氧化碲含碲可達(dá)72%以上。因此，生產(chǎn)時(shí)全部使用黃堿，凈化效果理想。

2.4 碲電積周期短

碲電積時(shí)陰極主要反應(yīng)為：

(6)

陽極主要反應(yīng)為：

4OH--4e=2H2O+O2↑

(7)

正常情況下，碲電積周期10 d左右，然而生產(chǎn)中出現(xiàn)過碲電積周期短的現(xiàn)象，最短僅為3 d，陰極板上的碲返溶，電積液變渾濁，碲的產(chǎn)量和質(zhì)量都受影響。

經(jīng)過分析，造成電積周期短的原因有以下幾個(gè)方面：

(1)陰陽極板導(dǎo)電效果差。

(2)陰陽極板裝槽前未洗干凈或陰陽極混裝。

(3)電積液的溫度沒有控制在規(guī)定范圍。

(4)槽面管理不到位。

針對(duì)以上問題，采取相應(yīng)的解決措施：

改造陰陽極板，提高導(dǎo)電效果。原陰陽極板(不銹鋼板)是通過鋁鉚釘與銅棒鉚在一起的，由于陰極碲通過敲打震落，三周期后，銅棒與陰陽極板連接松動(dòng)，導(dǎo)電效果差。改造方案是，在陰陽極板上邊直接焊接兩個(gè)6 mm厚的不銹鋼掛耳，由于接觸點(diǎn)減少，電壓降減少，導(dǎo)電效果明顯改善。

陽極板裝槽前用稀硫酸浸泡8 h，鏟下上面的白色物質(zhì)，再使用抹布洗干凈；陰極板上的碲敲落后，用熱水洗凈，并用不銹鋼絲刷在表面打磨，使其略微粗糙，利于陰極碲附著。陰陽極洗凈后，要分開存放，杜絕兩種極板混裝。

隨著氣溫的降低，碲電積液溫度降至8 ℃左右，此時(shí)電積周期明顯縮短。碲電積的條件是碲電積液不循環(huán)，溫度25 ℃左右，堿濃度在100 g/L左右。而電積槽材質(zhì)為PVC，不能過熱。為此，在電積車間增加兩組暖氣片，在電積槽底部增加U型加溫管，這兩項(xiàng)措施可使電積液的溫度達(dá)到25 ℃左右。

嚴(yán)格槽面管理，定期檢查槽面，發(fā)現(xiàn)涼片和熱片(即斷路和短路現(xiàn)象)，及時(shí)進(jìn)行處理；職工在槽面作業(yè)必須戴專用勞保用品，避免交叉污染。

采取以上措施后，碲電積周期達(dá)到了10 d，每列電積槽產(chǎn)量達(dá)到120 kg。

3 結(jié)語

試生產(chǎn)半年，產(chǎn)出精碲5 000 kg，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)根據(jù)生產(chǎn)中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，對(duì)相關(guān)操作工藝和要點(diǎn)及時(shí)調(diào)整，進(jìn)一步完善設(shè)備、設(shè)施，滿足了生產(chǎn)需要。

[1]張記東.提高碲渣中有價(jià)金屬浸出率的工藝研究[J].云南冶金，2011，(s2).

[2]YS/T 222—2010，碲錠[S].

[3]方錦，王少龍，付世繼.從碲渣中回收碲的工藝研究[J]，材料研究與應(yīng)用，2009，(3)：204-206.

[3]GB 10500—2009，工業(yè)硫化鈉[S].

Practiceofextractingrefinedtelluriumfromtelluriumslag

CHEN Hai-jun

The practice of extracting refined tellurium from tellurium slag in lead anode slime pyrometallurgy was introduced, and the problems existed in production and corresponding measures were introduced in detail.

lead anode slime; tellurium slag; tellurium dioxide; refined tellurium; tellurium containing in leaching slag

陳海軍(1975—)，河南濟(jì)源人，學(xué)士學(xué)位，冶金工程師，貴金屬冶煉廠生產(chǎn)科科長(zhǎng)，主要從事金、銀、碲等的回收提純工作。

TF843.5

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