一種常壓密閉通氧回收銅陽極泥中碲的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于冶金工藝技術領域，具體涉及一種常壓密閉通氧回收銅陽極泥中碲的方法。
【背景技術】
[0002]碲屬于稀散元素，主要應用于冶金以及電子工業。在冶金方面，合金中加入少量的碲，可以改善合金性能，例如在鋼中加入0.04%左右的碲，就可以將其切削速度提高三倍，而不影響其機械強度；向鉛基合金加入0.01%~0.5%的碲可以提高其抗腐蝕性、硬度，以及彈性。在電子工業方面，碲是良好的半導體材料，還可以應用于太陽能電池的制作。此外，碲還可應用于化工橡膠工業，催化劑，玻璃工業以及攝影、印刷的調色劑等等。近幾年來碲的需求主要為兩個方面:一是國外的Cu-Te合金和太陽能電池；二是Te-Bi系半導體制冷器件及熱電材料。我國碲的凈耗為86~115噸/年，占世界碲需求的30%，其中絕大部分碲用于制備Te-Bi系的半導體致冷器件。隨著碲在Cd-Te太陽能電池、小型電冰箱熱電材料與TeGeSb靶材等領域應用越來越多，全球碲的供需矛盾將日趨加劇。
[0003]碲與硫的化學性質相近，屬于典型的親銅元素，在自然界中大多數情況下以1^2_離子狀態出現，Te 2_的離子半徑大，變形能力強，可與其他金屬形成極性鍵，乃至共價鍵，屬于典型的類金屬元素，其金屬性很強，易與親銅的金屬，特別是原子序數高的金、銀、汞、鉛、鉍、銅形成碲化物，出現在含有銅、鉍、鉛的金或銀的多金屬礦床中。碲主要在低溫熱液階段結晶析出，富集于中低溫熱液的細脈浸染型銅礦中。在銅冶煉的過程中，碲得到了不斷的富集，目前有色冶金工業中提取碲的原料主要為銅電解陽極泥。銅陽極泥是在銅電解精煉過程中產出的一種副產品。當電解銅時，銅陽極中的碲全部轉入陽極泥中，其中碲的存在形態較復雜，主要為碲化銀、碲化銅、碲化金以及銅銀砸碲化合物，這也增加了提取碲的難度，因此需要一種創新性的方法，以克服傳統方法的缺點，達到高效、節能、快速回收碲的效果。
[0004]目前，從銅陽極泥中提取碲的方法主要有兩種，一種是傳統方法，即先進行硫酸化焙燒，焙燒后，再加入苛性鈉浸出體系殘渣中的碲；另一種是氧壓浸煮法，利用高壓釜在氧壓，高溫的條件下浸出碲。傳統的硫酸化焙燒法在操作時產生大量有害氣體，存在污染大，能耗大的缺點，且碲的回收率不高，有價金屬走向分散；氧壓浸煮法分為酸浸和堿浸兩種，酸浸工藝使用的硫酸濃度高達93%，存在酸耗高和浸出條件惡劣的缺陷；而堿浸工藝存在氧和堿消耗過大的缺陷。此外，氧壓浸煮法還存在能耗高、操作危險、對設備以及材質要求尚等缺點O
【發明內容】
[0005]針對現有技術存在的問題，本發明提供一種常壓密閉通氧回收銅陽極泥中碲的方法。本發明方法在常壓下進行，僅加入極少量的硝酸，就可大幅度的提高碲的浸出率，具有能耗低、污染小、操作簡單、安全性高、對反應儀器要求低等優點。本發明目的技術方案如下:
一種常壓密閉通氧回收銅陽極泥中碲的方法，包括以下工藝步驟:
(1)向銅陽極泥中加入稀硫酸和稀硝酸的混酸進行調漿，控制銅陽極泥在漿液中的重量體積比為15~25g/mL，混酸中稀硫酸濃度為0.5~2mol/L，稀硝酸濃度為0.03-0.lmol/L ；
(2)將調好的漿液置于密閉容器中，開啟攪拌，通入氧氣排除其中空氣，浸出溫度為100~115°C，攪拌轉速為300~500r/min，常壓下浸出0.5-1.5h后進行固液分離，得到含碲浸出液。
[0006]所述銅陽極泥的化學成分按重量百分比為:Te 0.4-1.2%，Ag 3.1-5.6%，Cu10.8-13.Tl。
[0007]碲的浸出率為97.6~99.8%。
[0008]本方法可能涉及的主要化學反應方程式如下:
Ag2Te+8HN03 = 2AgN03+H2Te03+6N02+3H20Ag2Te+4HN03 = 2AgN03+H2Te03+2N0+H202AgN03+H2S04=Ag2S04+2HN03
Cu2Te+12HN03 = Cu (NO3) 2+H2Te03+8N02+5H203Cu2Te+20HN03 = 6Cu (NO3) 2+3H2Te03+8N0+7H202N0+02=2N023N02+H20=2HN03+N0
本發明利用硝酸的催化氧化特性，在密閉的情況下通入氧，可以大大的減少硝酸的使用量，實現硝酸的循環利用。在反應過程中，硝酸首先氧化碲化物，變為一氧化氮，一氧化氮遇氧迅速生成二氧化氮，二氧化氮被水吸收重新生成硝酸，從而被消耗的硝酸得以回收并連續使用。反應過程中，雖然硝酸能夠起到氧化作用，但是最終電子的受體是氧。因而，硝酸在反應中主要起催化劑的作用，氧氣是反應的主要氧化劑。因此，在密閉通氧的條件下，只需加入極少量的硝酸，就能有效浸出碲。
[0009]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
本發明采用常壓密閉通氧浸出銅陽極泥中碲的方法，具有浸出率高，安全可靠，易操控等優點，碲的浸出率達到97.6-99.8% ;并且本發明方法能耗低，對反應儀器的要求低，可降低生產成本，有利于實現銅陽極泥中元素碲的工業化回收。
【具體實施方式】
[0010]下面結合實施例對本發明的技術方案做進一步說明，所舉實施例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
[0011]本發明實施所采用的銅陽極泥來源于一所大型有色冶金和化工聯合企業。
[0012]實施例1
銅陽極泥的成分按重量百分比含Te 0.4%，Ag 3.5%，Cu 12.6%。
[0013](I)向銅陽極泥中加入稀硫酸和稀硝酸的混酸進行調漿，控制銅陽極泥在漿液中的重量體積比為20g/mL，混酸中稀硫酸濃度為0.5mol/L，稀硝酸濃度為0.03mol/L ；
(2)將調好的漿液置于密閉容器中，開啟攪拌，通入氧氣排除其中空氣，浸出溫度為110°C，攪拌轉速為400r/min，常壓下浸出0.5h后進行固液分離，得到含碲浸出液。
[0014]分析結果可得，碲的浸出率為98.7%。同樣條件，不加硝酸的情況下，碲的浸出率為
15.3%ο
[0015]實施例2
銅陽極泥的成分按重量百分比含Te 1.2%，Ag 3.1%，Cu 11.5%。
[0016](I)向銅陽極泥中加入稀硫酸和稀硝酸的混酸進行調漿，控制銅陽極泥在漿液中的重量體積比為15g/mL，混酸中稀硫酸濃度為2mol/L，稀硝酸濃度為0.lmol/L ；
(2)將調好的漿液置于密閉容器中，開啟攪拌，通入氧氣排除其中空氣，浸出溫度為100°C，攪拌轉速為500r/min，常壓下浸出1.5h后進行固液分離，得到含碲浸出液。
[0017]分析結果可得，碲的浸出率為97.6%。同樣條件，不加硝酸的情況下，碲的浸出率為18.4%。
[0018]實施例3
銅陽極泥的成分按重量百分比含Te 0.6%，Ag 5.4%，Cu 13.7%。
[0019](I)向銅陽極泥中加入稀硫酸和稀硝酸的混酸進行調漿，控制銅陽極泥在漿液中的重量體積比為15g/mL，混酸中稀硫酸濃度為1.5mol/L，稀硝酸濃度為0.06mol/L ；
(2)將調好的漿液置于密閉容器中，開啟攪拌，通入氧氣排除其中空氣，浸出溫度為115°C，攪拌轉速為400r/min，常壓下浸出Ih后進行固液分離，得到含碲浸出液。
[0020]分析結果可得，碲的浸出率為99.8%。同樣條件，不加硝酸的情況下，碲的浸出率為
16.8%ο
[0021]實施例4
銅陽極泥的成分按重量百分比含Te 1.1%，Ag 5.6%，Cu 10.8% ；
Cl)向銅陽極泥中加入稀硫酸和稀硝酸的混酸進行調漿，控制銅陽極泥在漿液中的重量體積比為25g/mL，混酸中稀硫酸濃度為lmol/L，稀硝酸濃度為0.08mol/L。
[0022](2)將調好的漿液置于密閉容器中，開啟攪拌，通入氧氣排除其中空氣，浸出溫度為105°C，攪拌轉速為300r/min，常壓下浸出Ih后進行固液分離，得到含碲浸出液。
[0023]分析結果可得，碲的浸出率為98.2%。同樣條件，不加硝酸的情況下，碲的浸出率為13.3%ο
[0024]實施例5
銅陽極泥的成分按重量百分比含Te 0.8%，Ag 3.6%，Cu 12.5%;
Cl)向銅陽極泥中加入稀硫酸和稀硝酸的混酸進行調漿，控制銅陽極泥在漿液中的重量體積比為20g/mL，混酸中稀硫酸濃度為2mol/L，稀硝酸濃度為0.05mol/L。
[0025](2)將調好的漿液置于密閉容器中，開啟攪拌，通入氧氣排除其中空氣，浸出溫度為105°C，攪拌轉速為400r/min，常壓下浸出1.5h后進行固液分離，得到含碲浸出液。
[0026]分析結果可得，碲的浸出率為99.1%。同樣條件，不加硝酸的情況下，碲的浸出率為16.1%。
【主權項】
1.一種常壓密閉通氧回收銅陽極泥中碲的方法，其特征在于包括以下工藝步驟: (1)向銅陽極泥中加入稀硫酸和稀硝酸的混酸進行調漿； (2)將調好的漿液置于密閉容器中，開啟攪拌，通入氧氣排除其中空氣，常壓下浸出后進行固液分離，得到含碲浸出液。2.根據權利要求1所述的一種常壓密閉通氧回收銅陽極泥中碲的方法，其特征在于所述步驟(I)的銅陽極泥在漿液中的重量體積比為15~25g/mL，混酸中稀硫酸濃度為0.5~2mol/L，稀硝酸濃度為 0.03-0.lmol/L。3.根據權利要求1所述的一種常壓密閉通氧回收銅陽極泥中碲的方法，其特征在于所述步驟(2)的浸出溫度為100~115°C，浸出時間為0.5-1.5h，攪拌速度為300~500r/min。4.根據權利要求1所述的一種常壓密閉通氧回收銅陽極泥中碲的方法，其特征在于碲的浸出率為97.6-99.8%。
【專利摘要】本發明提供一種常壓密閉通氧回收銅陽極泥中碲的方法，具體步驟為：向銅陽極泥中加入稀硫酸和稀硝酸的混酸進行調漿，控制銅陽極泥在漿液中的重量體積比為15~25g/mL，混酸中稀硫酸濃度為0.5~2mol/L，稀硝酸濃度為0.03~0.1mol/L；將調好的漿液置于密閉容器中，通入氧氣排除其中空氣，浸出溫度為100~115℃，攪拌轉速為300~500r/min，常壓下浸出0.5~1.5h后進行固液分離。本發明方法具有浸出率高，安全可靠，易操控等優點，碲的浸出率達到97.6~99.8%；并且本發明方法能耗低，對反應儀器的要求低，可降低成本，有利于實現銅陽極泥中元素碲的工業化回收。
【IPC分類】C01B19/00
【公開號】CN104944387
【申請號】CN201510307602
【發明人】楊洪英, 李雪嬌, 佟琳琳, 馬致遠, 趙鶴飛
【申請人】東北大學
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月8日