碲錠生產(chǎn)過程中深度除鉛、鈉的技術(shù)研究及應(yīng)用

侯紹彬，劉元輝，于守貴，劉風(fēng)水，賀 鵬

（山東恒邦冶煉股份有限公司，山東 煙臺 264109）

碲，化學(xué)元素之一，由德國礦物學(xué)家米勒·馮·賴興施泰因于1782年在研究德國金礦石時發(fā)現(xiàn)。為斜方晶系銀白色結(jié)晶。溶于硫酸、硝酸、王水、氰化鉀、氫氧化鉀；不溶于冷水和熱水、二硫化碳。碲主要供半導(dǎo)體器件、合金、化工原料及鑄鐵、橡膠、玻璃等工業(yè)作添加劑用，用途較為廣泛。

碲元素主要從銅陽極泥、鉛陽極泥中富集提取，其主要回收工藝為：全濕法加壓浸出法和火法、濕法聯(lián)合工藝。本文主要介紹了采用火法、濕法聯(lián)合工藝富集回收銅陽極泥、鉛陽極泥中碲元素，通過碲電積工藝產(chǎn)出國標(biāo)1#碲錠產(chǎn)品。但由于處理銅陽極泥、鉛陽極泥雜質(zhì)元素高，所產(chǎn)部分碲錠產(chǎn)品存在鉛元素、鈉元素超標(biāo)現(xiàn)象，達(dá)不到國標(biāo)1#碲錠標(biāo)準(zhǔn)。針對此問題，通過組織技術(shù)人員科研攻關(guān)，最終提出利用一種新型除鉛劑聯(lián)合硼砂一起使用，在碲片中頻爐熔化過程中加入配制好的除鉛、鈉試劑，控制一定溫度、加強攪拌，能有效深度去除碲錠中鉛、鈉元素，取得了較高的經(jīng)濟效益。

1 從銅陽極泥、鉛陽極泥中回收碲工藝

恒邦股份公司年具備生產(chǎn)碲錠50t的生產(chǎn)能力，其碲主要回收原料為銅陽極泥、鉛陽極泥，由于前期銅、鉛系統(tǒng)處理的原料多為復(fù)雜礦，導(dǎo)致銅陽極泥、鉛陽極泥成分較為復(fù)雜，碲元素含量均不高，對后期富集回收及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性帶來一定影響，銅陽極泥、鉛陽極泥分析結(jié)果見表1。

表1 銅陽極泥、鉛陽極泥成分分析結(jié)果/%

1.1 銅陽極泥、鉛陽極泥處理回收碲工藝簡介

銅陽極泥采用硫酸化焙燒蒸硒、水洗脫銅，脫銅渣經(jīng)干燥后和鉛陽極泥拌料經(jīng)貴鉛爐還原熔煉、分銀爐氧化精煉產(chǎn)出銀陽極板，通過銀電解回收金、銀主要產(chǎn)品，分銀爐精煉過程中所產(chǎn)碲渣[1]經(jīng)球磨、堿性浸出、碲電積工藝產(chǎn)出國標(biāo)1#碲錠產(chǎn)品，具體工藝見圖1。

圖1 碲錠生產(chǎn)工藝流程圖

1.2 碲錠生產(chǎn)具體操作

碲渣采用顎式破碎機破碎后進(jìn)行濕式球磨（粒度＜-100目～120目），將球磨礦漿泵入反應(yīng)釜內(nèi)，補加清水至液固比3～4：1進(jìn)行升溫至85℃恒溫反應(yīng)4h～6h放槽過濾，濾液升溫85℃，加入硫化鈉，恒溫反應(yīng)1h，靜止2h放槽過濾，濾液進(jìn)行稀硫酸中和，調(diào)PH值5～6視為硫酸加入終點，恒溫反應(yīng)2h放槽過濾，濾液進(jìn)入廢水處理，濾渣（TeO2）進(jìn)入煅燒除硒?？刂坪嫦錅囟?80℃～520℃煅燒5h～6h，取樣化驗Se＜0.2%視為煅燒終點。

煅燒除硒后二氧化碲進(jìn)入溶解、造電積液[2]。液固比按5：1加入軟化水，升溫至80℃加入TeO2、工業(yè)級片堿恒溫85℃反應(yīng)3h～4h，取樣化驗，合格進(jìn)行碲電積?？刂齐娏髅芏?5A/m2、電壓25V，電積時要求室內(nèi)溫度不能小于15℃，電積終點為待電積液碲含量小于120g/L或陰極板有堿析出。

電積所產(chǎn)碲錠高溫水浸泡48h以上，待浸泡液PH=6～7視為終點，經(jīng)干燥后進(jìn)入澆鑄工序。采用中頻爐控制溫度550℃～600℃熔化，采用石墨棒攪拌吸附熔液中Na，待除Na后進(jìn)行澆鑄，產(chǎn)得碲錠產(chǎn)品。

1.3 存在問題

因銅陽極泥、鉛陽極泥成分相對較為復(fù)雜，尤其鉛含量較高，碲錠產(chǎn)品存在鉛或鈉元素超標(biāo)現(xiàn)象，達(dá)不到國標(biāo)1#碲錠標(biāo)準(zhǔn)要求，若作為2#產(chǎn)品外售或返流程再次處理提純，影響了經(jīng)濟效益。碲錠中鉛、鈉元素超標(biāo)分析結(jié)果見表2。

表2 碲錠產(chǎn)品成分分析結(jié)果/%

2 碲片中頻爐熔化過程中深度除鉛、鈉研究及應(yīng)用

根據(jù)碲錠中鉛或鈉含量情況，對生產(chǎn)流程進(jìn)行跟蹤研究，加強了凈化工序、碲片泡洗工序、中頻熔化澆鑄碳棒攪拌除鈉工序操作，并延長了各工序操作時間[3]，雖在碲錠品質(zhì)穩(wěn)定上起了一定作用，但1#碲錠產(chǎn)品合格率為96.5%左右。

通過技術(shù)人員實驗研究，選擇一種新型除鉛劑和硼砂聯(lián)合使用，在碲片中頻爐熔化澆鑄過程中，按新型除鉛劑與硼砂1：0.2～0.5配比攪拌混合后按與碲片質(zhì)量比0.2：1加入中頻爐內(nèi)，控制溫度520℃～550℃，加強攪拌，反應(yīng)30min后撈凈浮渣，澆鑄冷凝后對碲錠進(jìn)行取樣，碲錠中鉛、鈉均低于國標(biāo)1#碲錠要求，該工藝用于流程生產(chǎn)后，碲錠產(chǎn)品品質(zhì)以穩(wěn)定，1#碲錠產(chǎn)品合格率已達(dá)到100%。使用新型除鉛劑聯(lián)合硼砂深度除鉛、鈉后所產(chǎn)碲錠產(chǎn)品分析結(jié)果見表3。

表3 碲錠產(chǎn)品成分分析結(jié)果/%

3 結(jié)論

采用新型除鉛劑聯(lián)合硼砂在碲片中頻爐熔化澆鑄過程中按比例加入進(jìn)行深度除鉛、鈉操作，能有效去除碲錠中微量鉛、鈉元素，達(dá)到國標(biāo)1#碲錠標(biāo)準(zhǔn)要求，該操作成本低、周期短、損耗少、沒有二次污染等優(yōu)點，具有較高的經(jīng)濟效益及深遠(yuǎn)的社會效益，應(yīng)用推廣價值較高。