[發明專利]一種從含碲溶液中分離富集碲的方法

有效

• 申請號: 201610894780.8
• 申請日: 2016-10-14
• 公開（公告）號: CN106430118B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 王學文;王明玉;劉彪
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C01B19/02
• 分類號: C01B19/02;C01B19/04;C25B1/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明屬于冶金及化工領域，具體涉及一種從含碲溶液中分離富集碲的方法。

背景技術

碲是一種稀散元素，主要伴生再重有色金屬的礦物中，在礦物加工過程碲通常隨有價金屬一起進入溶液。人們對溶液中碲的分離回收進行了大量研究，目前堿性溶液中的碲主要采用中和沉淀法分離回收，而酸性溶液中的碲則大多采用還原沉淀法或碲化銅沉淀法分離回收。

中和沉淀法的工藝過程為：在碲的堿浸液中先加硫酸調溶液pH至11-8，加入CaCl₂+Na₂S凈化除去其中的雜質，然后再繼續加硫酸調溶液pH至5.5-4.5中和沉淀析出TeO₂，TeO₂再經堿溶造液電解得金屬碲。這一方法只適于濃度較高的堿性含碲溶液，因為TeO₂沉淀后形成的中和后液中殘留的Te通常還有0.5g/L左右，嚴重影響碲的回收率。此外，對于酸性含碲溶液由于其中的雜質較多，這些雜質在中和沉淀過程難以有效分離，因而碲的酸浸液一般不采用中和沉淀法來分離回收碲。

還原沉淀法的工藝過程為：在碲的酸浸液中先加入含氯化合物，將Cl^-濃度升至3-5g/L，再加入亞硫酸鈉或通SO₂還原，過濾得粗碲粉。這一方法的優點是工藝簡單，其缺點是還原后液中通常殘留0.6-0.7g/L，碲的回收率較低。

傳統的碲化銅沉淀法的工藝過程為：先按酸性溶液中碲質量的6-7倍(相當于理論量的3.0-3.5倍)加入活性銅粉，于90-95℃攪拌2-4h，使其中的碲轉化成碲化銅沉淀析出，過濾得Cu₂Te渣。Cu₂Te渣經氧化酸浸或氧化堿浸，使其中的碲轉化成亞碲酸或亞碲酸鹽進入溶液。堿浸液中和沉淀得TeO₂，TeO₂再經堿溶造液電解得金屬碲；酸浸液則用SO₂或Na₂SO₃還原得金屬碲粉。該方法的優點是，經過碲化銅沉淀可實現碲與溶液中的大部分雜質分離，其缺點是銅粉耗量大，沉碲作業能耗高，且產生含銅的沉碲后液，增加廢水治理的難度。此外，該方法只適合處理含Te達3g/L以上的溶液。在上述條件下，若溶液中Te的濃度低于1g/L，碲的轉化速度慢，碲的沉淀率不足50％。

發明內容

本發明的目的在于提供一種經濟高效，操作簡便，環境友好的碲化銅法從含碲溶液中分離富集碲的方法。

本發明的技術方案如圖1所示：

在含碲溶液中直接加入含銅化合物，或加酸酸化后再加入含銅化合物，待含銅化合物溶解后直接加入還原劑，或先加入含氯化合物調節溶液的Cl^-濃度后，再加入還原劑，使其中的碲沉淀析出，過濾得含Cu₂Te的碲富集渣，所得碲富集渣用作碲的生產原料。

所述的含銅化合物選自在酸性溶液中可溶的含銅化合物，其中優選氫氧化銅、氧化銅、氧化亞銅、碳酸銅、堿式碳酸銅、硫酸銅、氯化銅、氯化亞銅、硝酸銅中的至少一種。

含銅化合物加入后，溶液中Cu²⁺濃度不低于0.1g/L。

所述的酸化是指在含碲溶液中加入礦物酸，使溶液的pH降至6.5以下，加入的礦物酸選自硫酸、鹽酸、硝酸、碳酸中的一種。

所述的還原劑選自亞硫酸鈉、二氧化硫、硫代硫酸鈉、鐵屑或鐵粉、鋁屑或鋁粉、鎳粉中的至少一種。

還原劑按溶液中的碲以Cu₂Te形式析出所需理論量的0.5-3倍加入后，0-70℃反應2-8h，使其中的碲沉淀析出，過濾得含Cu₂Te的碲富集渣，所得碲富集渣用作碲的生產原料。

所述的氯化合物選自鹽酸、氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化鉀、氯化銨中的一種，氯化合物加入后使溶液中的Cl^-濃度升至0.05g/L以上。

本發明與傳統工藝的區別在于：從酸性含碲溶液中沉淀析出碲化銅的工藝不同，碲化銅形成的機理不同。

傳統工藝銅粉置換沉淀析出碲的反應為：

4Cu+HTeO₂⁺+3H⁺＝Cu₂Te↓+2Cu²⁺+2H₂O(1)

本發明還原劑還原沉淀析出碲的反應為：