[發(fā)明專利]一種深度脫除粗硒中砷和汞的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110803334.2
• 申請(qǐng)日: 2021-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN113548647A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐寶強(qiáng);劉浪;楊斌;蔣文龍;羅歡;甄甜甜;查國(guó)正;李一夫;田陽;劉大春;王飛;吳鑒;曲濤;楊佳;孔令鑫;孔祥峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B19/02
• 分類號(hào): C01B19/02;C22B30/04;C22B43/00
• 代理公司: 昆明同聚專利代理有限公司 53214
• 代理人: 王遠(yuǎn)同

本發(fā)明公開一種深度脫除粗硒中砷和汞的方法，屬于稀散金屬提純技術(shù)領(lǐng)域。由于砷和汞通過蒸餾易與硒一起揮發(fā)出來，再加上硒中的雜質(zhì)砷和汞成分比較復(fù)雜，部分以化合物形式存在，通過簡(jiǎn)單的過濾難以深度脫除。本發(fā)明先將粗硒原料在反應(yīng)釜熔化并在負(fù)壓條件下進(jìn)行抽濾，實(shí)現(xiàn)主元素硒與大顆粒的砷和汞分離，得到純度比較高的硒熔體，然后將收集到的硒熔體或者冷凝后的硒錠在真空爐中進(jìn)行真空蒸餾，硒以蒸氣的形式揮發(fā)并冷凝，以實(shí)現(xiàn)主元素硒與砷和汞的進(jìn)一步分離，深度脫除粗硒渣中的砷和汞，較好的實(shí)現(xiàn)了危險(xiǎn)廢棄物的的回收利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于稀散金屬提純技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種深度脫除粗硒中砷和汞的方法。

背景技術(shù)

硒是一種稀散金屬，在地殼中的豐度僅為5×10^-6%，且以分散狀態(tài)存在。硒廣泛應(yīng)用于材料、冶金、化工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域，隨著半導(dǎo)體、太陽能電池、熱電材料的發(fā)展以及富硒農(nóng)業(yè)的興起，硒的需求量與日俱增，硒已成為支撐高科技發(fā)展、新材料開發(fā)的關(guān)鍵材料。近年來，隨著粗硒渣來源的不同，高砷汞的硒渣也更加普遍，對(duì)他們的處理也更加復(fù)雜，砷和汞都是劇毒物，被列為危險(xiǎn)廢物，并被世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考。在真空蒸餾提純硒的過程中，由于砷和汞的揮發(fā)性，使得所得硒產(chǎn)品中砷和汞含量較高，這嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量。因此開發(fā)出一種綠色可持續(xù)的粗硒渣中砷和汞的分離純化技術(shù)刻不容緩。

CN110745789公開了一種粗硒提純方法，通過向粗硒渣中加入調(diào)控劑，使其中的雜質(zhì)元素發(fā)生氧化反應(yīng)從而改變雜質(zhì)組元的賦存狀態(tài)，再利用雜質(zhì)組元與硒在真空條件下性質(zhì)的差異，通過真空蒸餾實(shí)現(xiàn)硒與雜質(zhì)的分離。CN109319746公開了一種真空蒸餾-亞硫酸鈉聯(lián)合法提純粗硒的方法，先將粗硒原料在真空爐中進(jìn)行真空蒸餾，再將粗硒揮發(fā)物按照液固比(5~10)：1的比例溶于亞硫酸鈉溶液中，通過加入鹽酸或者硫酸調(diào)節(jié)過濾后濾液的pH為5~6，最終硒以沉淀的形式析出，此方法雖可以實(shí)現(xiàn)硒中砷和汞的脫除，得到純度99.99%的精硒，但需要消耗大量的亞硫酸鈉溶劑，且產(chǎn)生大量的廢水。

CN106946233公開了一種粗硒真空精煉提純的方法，粗硒物料經(jīng)熔化、脫氣、真空蒸餾工序后可以產(chǎn)出99.9%工業(yè)級(jí)硒，此方法過程中熔化、脫氣、蒸餾溫度分別為230~350℃、250~400℃、500~1000℃，真空度1~20Pa，蒸餾時(shí)間3~4h。

CN112357893公開了一種熔融過濾提純粗硒的方法，通過將粗硒原料在300~550℃下加熱融化，再將所得熔體進(jìn)行過濾，過濾網(wǎng)孔徑30~500目，此法可以得到純度99%左右工業(yè)級(jí)硒。這些方法產(chǎn)出的硒產(chǎn)品屬于工業(yè)級(jí)粗硒，且所處理的原料中汞含量較低，脫汞效果不明顯。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種深度脫除粗硒渣中砷和汞的方法，即采用負(fù)壓抽濾—真空蒸餾兩段物理工序提純粗硒，該方法能高效脫除硒產(chǎn)品中的砷和汞，具有工藝周期短、成本低、綠色節(jié)能等特點(diǎn)，具體包括以下步驟：

（1）將粗硒物料在反應(yīng)釜內(nèi)加熱熔化，對(duì)所得的熔體進(jìn)行負(fù)壓抽濾，使主元素硒與砷和汞進(jìn)行第一次的分離，得到工業(yè)級(jí)硒熔體；

（2）將步驟（1）得到的工業(yè)級(jí)硒熔體在真空爐內(nèi)進(jìn)行真空蒸餾，實(shí)現(xiàn)主元素硒與砷和汞的再一次分離，產(chǎn)出符合YS/T223-3007標(biāo)準(zhǔn)中Se999規(guī)定的硒產(chǎn)品。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述粗硒原料是粗硒渣，其主要質(zhì)量百分含量如下：Se 80~99%、As0.001~3%、Hg 0.01~1%。

優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（1）所述負(fù)壓抽濾為：通過在濾網(wǎng)下面抽真空，使得過濾網(wǎng)上下形成一定的壓強(qiáng)差，壓差100Pa以上。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述濾網(wǎng)采用多級(jí)過濾，濾網(wǎng)孔徑500~1500目。

優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（1）中硒熔化的溫度為240~500℃，熔煉時(shí)間為20~60min。

優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（2）中蒸餾溫度250~450℃，真空度1~50Pa，蒸餾2~3h。