[發(fā)明專(zhuān)利]一種從含砷碲煙塵中回收并制備高純碲的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611191856.7
• 申請(qǐng)日: 2016-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106834711B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉智勇;劉志宏;李啟厚;周亞明;李玉虎;姚偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C22B7/02
• 分類(lèi)號(hào): C22B7/02;C22B30/04;C22B13/00;C22B30/02;C01B19/02
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11002
• 代理人: 王文君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從含砷碲煙塵中回收并制備高純碲的方法。

背景技術(shù)

碲在太陽(yáng)能電池、光磁盤(pán)記錄、溫差致冷等方面均有廣泛的應(yīng)用，也越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外科技工作者的重視和青睞，碲也被認(rèn)為21世紀(jì)高新技術(shù)領(lǐng)域的重要支撐材料之一。但是碲在1942年才開(kāi)始實(shí)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，而近年來(lái)隨著高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，導(dǎo)致碲的需求量急劇增加。所以在碲儲(chǔ)量有限的情況下，從廢棄物中綜合回收金屬碲就具有重大意義。在鉛、鋅的熔煉和焙燒過(guò)程中，產(chǎn)出的高砷銻煙塵不僅含有大量的砷、銻，還含有少量的碲。氧壓堿浸處理高砷銻煙塵之后，含砷堿浸液中含有部分的碲，如何使其中的稀散金屬碲綜合回收是目前未能很好解決的難題。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN104762471A，公開(kāi)了一種含碲物料強(qiáng)化浸出的方法。在高溫高壓條件下，將含碲物料按照一定的液固體積質(zhì)量比加入所配制的溶液中，該溶液是硫化鈉、亞硫酸鈉和硫代硫酸鈉中的二種或三種。在氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)氣氛下，將難溶的含碲化合物轉(zhuǎn)化成可溶的碲酸鈉，并且將含碲物料中的重金屬離子生成沉淀，最后真空過(guò)濾，將浸出液里的碲回收，同時(shí)回收浸出渣中的其他有價(jià)金屬，采用硫化浸出，成本高。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)公開(kāi)號(hào)CN101565174B，公開(kāi)了一種從含碲冶煉渣中提取精碲的方法。含碲冶煉渣利用無(wú)機(jī)酸氧化浸出、銅板置換貴金屬、硫化鈉沉淀銅、中和沉淀碲、粗TeO₂的堿性浸出、Na₂S除雜、濃縮、電積制備精碲，但是該發(fā)明含碲冶煉渣提取精碲工藝流程長(zhǎng)，流程冗長(zhǎng)復(fù)雜，且回收周期長(zhǎng)。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公布號(hào)CN103468959A，公開(kāi)了一種氧壓處理高砷高硒碲陽(yáng)極泥的方法，在高溫高壓堿性條件下通入氧氣選擇性浸出砷、硒、碲，將硫酸加入到浸出液中，液固分離后，濾液制備臭蔥石，硒碲富集在濾渣中。但是，該發(fā)明沒(méi)有對(duì)濾渣的后續(xù)處理工序做進(jìn)一步說(shuō)明，并且濾液沒(méi)有有效利用，而本發(fā)明對(duì)含碲濾渣進(jìn)行氫還原和真空蒸餾兩個(gè)工序，能夠得到99.999％以上的高純碲，而且濾液可以制備出純NaAsO₂溶液，用于硫酸鋅溶液砷鹽凈化除鈷鎳的原料，能夠真正做到對(duì)有價(jià)元素和有害元素的綜合利用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決含砷碲煙塵回收率低，工藝流程復(fù)雜的難題，本發(fā)明提出一種從含砷碲煙塵中回收并制備高純碲的方法，包括如下步驟：

(1)氧壓浸出：將含砷煙塵置于反應(yīng)釜中，向其中加入苛性堿溶液，通入氧化性氣體，于120～300℃，0.1～3.5MPa下進(jìn)行氧壓浸出；氧壓浸出結(jié)束后，經(jīng)液固分離，得到含砷浸出液和粗焦銻酸鈉；

(2)中和：調(diào)節(jié)步驟(1)所述浸出液的pH值為4-6，液固分離后，得到中和液和中和渣，其中，中和渣進(jìn)入后續(xù)氫還原工序；

(3)選擇性還原：向步驟(2)所得中和液中通入還原性氣體進(jìn)行還原，還原結(jié)束后，液固分離得到還原液和還原渣；所述還原液為純亞砷酸鈉溶液，用作硫酸鋅溶液砷鹽凈化除鈷鎳的原料；

(4)氫還原、真空蒸餾：步驟(3)所得還原渣與步驟(2)所得中和渣進(jìn)行氫還原后，得到粗碲和鉛渣，鉛渣作為煉鉛原料，粗碲在具有兩個(gè)冷凝段和一個(gè)蒸餾段的真空蒸餾爐中真空蒸餾，得到99.999％以上的高純碲。

本發(fā)明的方案是通過(guò)苛性堿氧壓浸出，浸出渣為粗焦銻酸鈉，浸出液硫酸中和，中和液選擇性還原，還原后液為純亞砷酸鈉溶液，用于硫酸鋅溶液砷鹽凈化除鈷鎳的原料，還原渣和中和渣經(jīng)氫還原、真空蒸餾獲得99.999％以上的高純碲。本發(fā)明將砷、碲從煙塵中浸出，而使銻、鉛、鉍、錫等盡可能留在浸出渣中，經(jīng)選擇性還原凈化獲得純亞砷酸鈉溶液并用于濕法煉鋅硫酸鋅溶液砷鹽凈化除鈷鎳原料，實(shí)現(xiàn)砷的資源化和無(wú)害化，并且回收碲、銻、鉛等有價(jià)元素。本發(fā)明資源綜合利用率高，原料適應(yīng)范圍廣，解決了傳統(tǒng)工藝提取過(guò)程中污染問(wèn)題。

中和工序的化學(xué)方程式如下所示：

Na₂TeO₃+H₂SO₄＝TeO₂↓+Na₂SO₄+H₂O

Pb²⁺+SO₄^2—＝PbSO₄↓

這樣可以將溶液中的亞碲酸鈉轉(zhuǎn)變成二氧化碲從而沉降下來(lái)。

還原工序的化學(xué)方程式如下所示：