碲提取工藝的研究現狀

2013年10月山西冶金總第145期-SHANXI METALLURGYOctober, 2013綜述Total of 145碲提取工藝的研究現狀劉德剛',彭俊2(1江西理工大學(xué)冶金與化學(xué)工程學(xué)院,江西贛州3410002長(cháng)沙礦冶研究院有服責任公司,湖南長(cháng)沙410012)[摘要]介紹了當前國內外碲提取工藝的研究現狀;分析了火法提啼和濕法提碲的優(yōu)缺點(diǎn);指出與火法提璋相比,濕法提碲具有流程短、能耗低、生產(chǎn)成本低、清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),將成為碲提取的主導工藝。[關(guān)鍵詞]碲提取工藝現狀[中圖分類(lèi)號]TF8435[文獻標識碼]A[文章編號1672-1152(2013)05-0001-03法國礦物學(xué)家米勒·馮·賴(lài)興施秦因于1782年研究應生成HSeO3,碲則主要以TeO2TeO·SO等形態(tài)留在金礦時(shí)得到一種未知元素,法國人克拉普羅斯在1798年證焙砂中。實(shí)了這一發(fā)現,并把這種未知元素命名為碲"。在地殼中1.2純堿焙燒提取碲碲主要以伴生的形式存在于金銀銅鉛鎳等礦物中,幾乎不此法優(yōu)點(diǎn)在于:生產(chǎn)過(guò)程中的堿再生容易,可返回存在單一的可直接提取的碲礦物,因此,工業(yè)上碲產(chǎn)品的循環(huán)利用;對設備的要求不高,腐蝕程度相對較小;有利來(lái)源主要集中在銅陽(yáng)極泥、鉛陽(yáng)極泥,鎳副產(chǎn)品中,據有于后道工序貴金屬的分離富集。關(guān)報道,全球碲量的9%來(lái)自于銅陽(yáng)極泥。純堿焙燒提取碲是把碳酸鈉、水與陽(yáng)極泥按一定比稀散金屬碲具有許多良好的物理性能,是制造光例充分混合制成青,在300~650℃溫度下進(jìn)行焙燒,碲電、半導、制冷等元件不可缺少的關(guān)鍵材料,并廣泛應用完全氧化為+6價(jià),形成難溶性的碲酸鈉入渣,使碲與于髙科技領(lǐng)域,如航空航天、軍事、電氣等"。隨著(zhù)市場(chǎng)銅、硒分離。碲渣用稀硫酸浸岀,碲酸鈉轉變?yōu)榭扇苄缘膶诘牧亢唾|(zhì)的需求越來(lái)越大,如何從含碲物料中提取碲碲酸,進(jìn)而提取碲。過(guò)程發(fā)生的主要反應如下就成為一個(gè)重要的研究方向。在碲的提取工藝研究上,冶Na,Teo +HSo=HTeo,+Na. so金工作者進(jìn)行了大量的研究工作,并形成了一系列的方Na TeO +4HCl=H2 TeO, +H, 0+2NaCl+CI法,大體上可分為濕法和火法兩大類(lèi)。H,TeO, +H, o+2S0 =2H, SO +te鐘勇“研究了在含碲原料中用純堿焙燒法回收碲。其1火法提碲主要過(guò)程是含碲料在300℃下加入NaCO氧化焙燒7h,得1.1硫酸化焙燒提取碲到的焙砂的浸出工藝條件:w(NaOH)=33%,液固比為據有關(guān)報道,目前世界上約半數的陽(yáng)極泥采用硫酸5:1,浸出溫度為75℃,浸出時(shí)間為5h,碲浸出率達到化焙燒處理,此法優(yōu)點(diǎn)在于:經(jīng)濟效益較好;碲的回收率950較高,一般大于70%;適合性較好,大部分電解陽(yáng)極泥都1.3氧化焙燒提取碲適用;產(chǎn)生的煙氣量小,環(huán)境污染程度輕。采用硫酸化焙燒法所用原料一般是含硒碲的鉛、銅此法的優(yōu)點(diǎn)在于:生產(chǎn)過(guò)程物料制度簡(jiǎn)單;工藝流程短。缺點(diǎn)在于:對溫度控制要求高;產(chǎn)生的雜質(zhì)較多;等的電解陽(yáng)極泥,在硫酸化焙燒過(guò)程中,將陽(yáng)極泥配以生產(chǎn)周期長(cháng)定比例的濃硫酸,攪拌混合均勻,在500~600℃下焙氧化焙燒提取碲是利用陽(yáng)極泥氧化焙燒后碲、銅等燒,利用氧化硒和氧化碲揮發(fā)性的差異,對硒碲進(jìn)行分生成溶于酸的化合物,與硒生成的不溶酸SeO分離。該工離。其中的氧化硒生成SeO2而揮發(fā)出去,SeO極易和水反藝的主要反應如下:2Cu+0, =2CuO中國煤化工[收稿日期]2013-07-27[第一作者簡(jiǎn)介]劉德剛(1986),男,江西理工大學(xué)碩士研CNMHG究生,主要研究方向:濕法冶金。Cu Te+20 = 2CuO+TeO,山西冶金第5期SHANXI METALLURGYNo 5總第145期Total of 145李運剛研究了用氧化焙燒法提取碲的工藝,結果24堿性加壓浸出提取碲表明,在最佳工藝條件下,碲的回收率可達96%。最佳此法優(yōu)點(diǎn)在于:腐蝕性相對小,硒的揮發(fā)損失小;工藝參數:焙燒溫度為375℃,焙燒時(shí)間為13h,焙燒料分離較徹底。缺點(diǎn)在于:耗氧量大,堿耗量大;對含鉛層厚度為3cm;浸出劑中氯化鈉加入量為碲量的04倍,浸陽(yáng)極泥處理環(huán)境治理強度高。出時(shí)間為2h,液固比為4:1,浸出溫度為80℃,攪拌速度堿性加壓浸出法提取碲是使碲成為堿液中完全不溶為400r/mine的+6價(jià)碲,而硒溶解,碲和硒實(shí)現定量分離。主要反應式如下:2濕法提碲Se+1.50 +2NaOHe0.+HO2.1氯化法提取碲Te+1. 50, +2NaOH=Na.Teo+H, O氯化法提取碲最大的特點(diǎn)就是藥劑制度簡(jiǎn)單,設備要25選冶聯(lián)合法提取碲求低,容易控制,國內已有企業(yè)采用此法進(jìn)行生產(chǎn);其主此法優(yōu)點(diǎn)在于:經(jīng)濟合理;可提前除鉛,簡(jiǎn)化工藝要原理是把含碲物料進(jìn)行氯化,再根據氯化物的理化性質(zhì)流程;硒、碲回收率較高。不同,對碲進(jìn)行分離回收。該方法的主要過(guò)程就是使可溶選冶聯(lián)合法是使用相應的選礦捕收劑,先浮選出性氯化物的組分都進(jìn)入溶液中,主要反應式如下:碲、硒精礦后,再分離回收碲、硒。已有多個(gè)國家采用Ag Se+3Cl, =2AgCl+SeCl.選冶聯(lián)合法2。CuTTe+4C12-2CuCl,+TeCl 4冶煉含碲化物的金銀礦時(shí)必須先除去硒碲,斐濟采3H,O+SeCl. =H, SeO, +4HCl用選冶聯(lián)合法實(shí)現了對碲的回收,其主要流程:將含碲3H.O+TeCl=HTe0,+4HCI金礦磨至要求粒度一浮選得到碲精礦一對碲精礦進(jìn)行純此法在大冶公司得到了很好的應用,大冶公司的碲堿氧化焙燒一焙砂用氰化法浸金一氰化浸出渣經(jīng)洗滌后原料中含硒髙而含銅低,碲在原料中有部分是以碲化物得到富碲浸出渣一用Na3S浸出富碲渣,使渣中碲進(jìn)入堿的形態(tài)存在的,單靠堿浸或酸浸均不能溶解碲化物。采液,加稀硫酸中和濾液,使pH=5-6—向濾液加入用H2SO4、NaC作為浸出劑, NaClO作為氧化劑進(jìn)行浸Na2SO,還原沉出TeO2-通過(guò)進(jìn)一步處理,碲的回收率出,得到的浸出液用堿中和,對中和渣再進(jìn)行堿浸,堿達85%以上出浸液加酸便可得到TeO2,TeO經(jīng)除雜后加堿溶解配成電2.6銅置換法提取碲解液,最后進(jìn)行電解Te“或Te“在H2SO溶液中用銅進(jìn)行置換得到碲化銅22酸氧化浸出提取碲(Cu2Te),利用碲與雜質(zhì)的電極電位差異(nc此法優(yōu)點(diǎn)在于:回收率髙;工藝簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)在于雜+0.337V,-n=+0.53V,mn-n=+1.02V),使碲與雜質(zhì)質(zhì)量大進(jìn)行較好的分離。酸性氧化浸出提取碲是在浸出過(guò)程中加入氧化劑使工業(yè)生產(chǎn)上已有相關(guān)報道,Cu2Te在有氧化劑存在的碲轉變?yōu)楦邇r(jià)態(tài)進(jìn)入溶液,再用還原性金屬把碲從溶液酸性或堿性體系中容易溶解,最后可通入還原性物質(zhì)如中置換出來(lái),以達到回收碲的目的。SO2或Na2SO等還原碲,主要反應式如下:使用該方法浸出碲的報道較多,劉建華、王瑞祥"采H, TeO, +3Cu+ H,SO.= Cu, Te+ CuSO. +2H,O用高錳酸鉀為氧化劑從銅電解陽(yáng)極泥處理過(guò)程中產(chǎn)生的H, TeO +5Cu +3H, SO, =Cu,Te +3CuSO+ 4H2 O綜合渣中對碲硫酸浸出,碲浸出率可達9009%;吳萍采2CuTe+4NaoH+2.50.=2Na,Teo, +Cu, 0+2H,O用Fe作為氧化劑對浮選富集后產(chǎn)出的碲鉍精礦進(jìn)行鹽酸浸出,碲的浸出率高達96.55%Cu Te +2H, SO, +202=H, TeO, 2CuSO. +H,O2.3加壓氨浸提取碲27催化還原法加壓氨浸法是由Tan和 Bedard提出來(lái)的,該方法主鄭雅杰等研究了在含碲的硫酸銅母液中應用催化要是適用于處理含鉛量高的陽(yáng)極泥?？刂茰囟葹?5℃,還原法回收碲,其主要過(guò)程:在母液中加入催化劑如氧分壓為350kPa,用氨性碳酸銨溶液浸出含鉛量高的陽(yáng)NaCl、NaBr、KI等加速SO2對碲的還原速率,當反應溫極泥,銅的浸出率可達99%以上,硒碲的浸出率為度為85℃、c(C為資量為40Lh、反應中國煤化工65%,但同時(shí)會(huì )溶解少量銀。時(shí)間為2h時(shí)且還原后的碲該法適用面較窄,存在不少缺點(diǎn):工藝控制嚴格;以單質(zhì)的形態(tài)dCNMHG浸出率不高;造成貴金屬的損失;氨污染環(huán)境。此法適用性較窄,會(huì )引入新的雜質(zhì),被還原出的碲2-山西冶金第5期SHANXI METALLURGYNo 5總第145期Total of 145純度不高,所以,此法用于生產(chǎn)粗碲。導工藝。在所有的濕法提碲的工藝中,建議采用酸性氧化28微生物法法,該方法可以同時(shí)把銅和碲浸出來(lái),縮短了工藝流程,此法的優(yōu)點(diǎn)在于:環(huán)境污染小;能夠適用難選低品而碲只需用銅粉置換,便可回收金屬碲,此法相對環(huán)保位碲礦;成本低廉,工藝流程短。缺點(diǎn)在于:生產(chǎn)效率不藥劑可回收循環(huán)利用。高;條件控制嚴格;細菌培養時(shí)間長(cháng)。參考文獻Rajwede等在2003年首次利用微生物法從含碲廢液[1]趙天從,何福煦有色金屬提取冶金手冊(有色金屬總中提取碲,控制pH=55-8.5,溫度為25-45℃,加入微論)[M]北京:冶金工業(yè)出版社,1992:17生物提取碲,在整個(gè)過(guò)程中微生物主要起吸附和還原作{2]謝明輝,王興明,陳后興等碲的資源、用途與提取分用。廖夢(mèng)霞等人研究了對碲礦床資源利用微生物法提取離技術(shù)研究現狀]四川有色金屬,2005(1):5碲。謝鴻觀(guān)哩等人研究了利用混合菌對低品位碲礦的浸3]劉世友,碲的應用與開(kāi)發(fā)門(mén).有色金屬與稀土應用出,在溫度為30℃、pH=1.5、礦漿質(zhì)量分數為1%~2%1995(1):16時(shí),15d后碲的漫出率可達75.8%。4]中國冶金百科全書(shū)總編輯委員會(huì )中國冶金百科全書(shū)(有29萃取法色金屬冶金)M]北京:冶金工業(yè)出版社,1999156-170萃取法分離富集碲是一種很好的提取碲的方法,此5]馬輝從砷渣中浸出和分離碲的工藝研究D]長(cháng)沙:中南大學(xué)碩士學(xué)位論文,2009法關(guān)健在于萃取劑的選擇。逯寶娣介紹了用各種種類(lèi)的萃取劑萃取碲的情況,包括中性萃取劑,含氮類(lèi)萃取劑間6]鐘勇從某富料分離啼和金屬的試驗研究.礦冶2011(2):79有硫醇、醇類(lèi)以及環(huán)烷酸等。碲在適宜的條件下能與多種(門(mén)李運剛濕法處理銅陽(yáng)極泥工藝研究(1濕法冶試劑如二硫腙、乙磺原酸鹽、二硫代氨甲酸、二乙基季胺金,2000(1)41鹽、銅試劑等形成絡(luò )合物,可被有機溶劑萃取。[8]劉朝輝碲精礦氯化提碲工藝的研究[C]第二屆全國重冶李永紅等研究了利用胺類(lèi)萃取劑N235在鹽酸萃取新技術(shù)新工藝成果交流推廣應用會(huì )論文集,2005:306體系中提碲的工藝,考查了鹽酸濃度、溶液pH、氯離子濃度對碲萃取的影響,當鹽酸濃度為3mo、相比為[9]劉建華,王瑞祥從銅陽(yáng)極泥綜合渣中浸出碲的研究1:1、c(N2x)=0.1molL時(shí),萃取5min后平衡,碲達到最大U]中國有色冶金2008(1):48萃取率,為998%。衛芝賢四等人研究利用國產(chǎn)萃取劑10]吳萍.輝碲鉍礦濕法冶金研究肌有色金屬(冶煉部N1923快速萃取碲,碲萃取較為完全,用NaOH反萃劑效果分),2003(5):30.較好。[11 w. Charles CoPer. The Disposal of CoPPer Refinery210離子交換樹(shù)脂分離富集法Slimes UJJOM, 1990(8): 45-48林猷壁等研究了各種樹(shù)脂對re的吸附能力的影響,[12 RHEE Kang- n, LEE Churl- Kyoung, HA Yoon-- Cheol, et結果表明以鹽酸為介質(zhì),M17二甲胺樹(shù)脂能夠有效分離富al. Tellurium Recoveryfrom Cemented Tellurium with集碲,開(kāi)創(chuàng )了分離富集碲的新道路,同時(shí)實(shí)現了原子熒光Minimum Waste Disposal 0]. Hydrometallurgy, 1999, 53(2): 189-測定樣品中的痕量Te2.11乳狀液膜法[13]陳毘昆沉金后液中回收硒碲及硒浸出動(dòng)力學(xué)[D].長(cháng)沙:中南大學(xué)碩士學(xué)位論文,2012李玉萍等人用N503、Ll13B、液體石臘、磺化煤油、鹽酸溶液狀液膜體系,研究了+4價(jià)Te的遷移富集行14]鄭雅杰孫召明.銅陽(yáng)極泥中回收及其新材料制備技術(shù)進(jìn)展稀有金屬,2011(4):593為。研究結果表明,此法對+4價(jià)Te的選擇性好,其他共存[15]鄭雅杰孫召明催化還原法從含碲硫酸銅母液中回收離子基本不通過(guò)此膜,可以高效地把碲分離出來(lái)。此法較碲的工藝研究囚中南大學(xué)學(xué)報2010(6):2110適合富集銅精礦、鉛鋅礦、煙塵和合金中的碲的回收。[16] Rajwade J M, Paknikar K M. Broreduction of Telluriteto Element Altellurium by Pscudomonas Mendocina3結語(yǔ)MCMB-180 and its Pract IcalapplicationJ]火法提碲的主流工藝是硫酸化焙燒法,該方法對后Hydrometallurgy, 2003, 71: 243續的稀貴金屬回收有利,工藝、藥劑制度也較簡(jiǎn)單,但成[17]廖夢(mèng)霞,天書(shū),我國首創(chuàng )釉立碲礦床資源的本相對較高,試劑量消耗大,能耗大,適用于碲產(chǎn)量大的開(kāi)發(fā)戰略中國煤化工情況;而濕法提碲由于其具有能耗低、清潔環(huán)保、生產(chǎn)成1謝鴻觀(guān)李CNMH安是出低品位碲礦本低等優(yōu)點(diǎn),將逐漸替代火法提碲工藝,成為提取碲的主下轉第17頁(yè)山西冶金第5期SHANXI METALLURGYNo 5總第145期Total of 145參考文獻[2]李樹(shù)華張慶波白爽等不銹鋼的X射線(xiàn)熒光光譜分析及其牌]郝貢章卜賽斌高新華等不銹鋼的X射線(xiàn)熒光分析分析號的自動(dòng)模糊識別研究冶金分析00525(518-23測試學(xué)報2001,202):66-68(編輯:胡玉香)x-ray Fluorescence Spectrometry Analysis of Stainless SteelLIANG Xiaoli(Shanxi Taigang Stainless Steel Co, Ltd, Taiyuan 030003, China)[Abstract] By X-ray fluorescence spectrometry analysis test of stainless steel, various factors influencing the analyticalprecision and accuracy were found out. This article probed into the main factors affecting X-ray tube power selectionsample preparation, parameter setting of type standardization and so on. The research results shows X-ray flspectrometry can completely replace wet chemical analysis[Key words] X-ray fluorescence spectrometry, stainless steel, analysis(上接第3頁(yè))的研究礦冶工程,2011(2):71有金屬,1995,19(3):188-190[1!]逯寶娣溶劑萃取法分離提取硒碲的應用內蒙古石[2】林猷壁朱玉倫M1樹(shù)脂分離富集-原子熒光法測定巖油化工,2005(5):12礦中痕量碲[小巖礦測試1991,10(4:283-28620]李永紅三辛胺萃取碲的研究肌遼寧大學(xué)學(xué)報,(23李玉萍王獻科液膜分離富集砷中國鉬業(yè),20012:381999(4):377(編輯:胡玉香)21]衛芝賢楊文斌王靖芳等硒碲的萃取分離工藝研究稀LIU Degang, pENG /o.ton ProcessThe Research Status of Tellurium extract(nstitute of Metallurgical and Chemical Engineering, Jiangxi University of Science Technology, Ganzhou jiangxi341000, China; Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co, Ltd, Changsha Hunan 410012, China)Abstract] The current research status of tellurium extraction process at home and abroad was presented. And the advantagesand disadvantages of hydrometallurgical process and pyrometallurgical process of extracting tellurium were compared. Thispaper also pointed out that the hydrometallurgical process is superior to pyrometallurgical process, which has the advantagesof short processing, low energy consumption, low cost, and clean environment. Thus the hydrometallurgical process will bethe dominant process in extracting tellurium.中國煤化工[Key words] tellurium, extracting, technology, statusCNMHG