高銅碲渣氧化浸出提碲試驗研究

朱新生

（金隆銅業(yè)有限公司，安徽 銅陵 244021）

1 引言

碲作為稀散金屬元素，地殼中的豐度僅為6.1×10-6，作為半導(dǎo)體、電子光學(xué)材料、特殊合金、新型功能材料［1］，被廣泛應(yīng)用于冶金、化工、航空等領(lǐng)域［2］。當(dāng)前大約有90%碲來自于銅陽極泥［3］。金隆銅業(yè)有限公司建有一套年處理4000t銅陽極泥的貴金屬系統(tǒng)，其首道工序就是采用稀硫酸高壓浸出脫銅［4］，脫銅后液經(jīng)銅粉還原產(chǎn)出高碲銅渣副產(chǎn)品。碲的提取分離方法包括硫酸化焙燒［5］、堿性高壓浸出、氧化酸浸等。由于銅陽極泥成份各異、物相差別大，導(dǎo)致碲銅渣組成不同，其處理工藝、參數(shù)均存在不同需求，因此需要針對不同原料產(chǎn)出的碲銅渣提碲工藝針對性研究，尋求合理的提碲工藝，從而提高碲資源的綜合利用率。

2 試驗樣品

本次研究從生產(chǎn)現(xiàn)場分多批次取樣共計103kg，經(jīng)過干燥混勻縮分后制備成多份樣品，作為檢測分析和試驗樣品。樣品經(jīng)檢測分析，結(jié)果如表1高銅碲渣檢測分析結(jié)果所示

表1 高銅碲渣檢測分析結(jié)果

3 氧化堿浸

氧化浸出反應(yīng)化學(xué)機理如下：

3.1 氧化劑對碲浸出的影響

分別稱取200g樣品，以20%堿液，1∶4（g/mL）的固液比，攪拌120min，常溫常壓下，分別加入10mL、20mL、30mL雙氧水、通入空氣，進行的堿浸試驗，考察不同氧化條件下對碲浸出效果的影響。結(jié)果見表2。

表2 氧化劑加入浸碲試驗結(jié)果

從表2中可能看出，堿性條件下隨著氧化氣氛的增加，碲浸出效率不升反降，可能是因為氧化劑的加入后，樣品中的部分四價碲被氧化為六價沉淀，故此氧化條件下對碲浸出率不利。

3.2 氫氧化鈉濃度對碲浸出的影響

稱取碲化銅樣品200g，以1∶4的固液比（g/mL），加熱至85℃后恒溫，攪拌浸出120min，分別考察浸出液含堿（NaOH）量在：10%、15%、20%、25%條件下，進行試驗，結(jié)果見表3。

表3 氫氧化鈉濃度變化對碲浸出影響

當(dāng)氫氧化鈉濃度大于15%時，碲的浸出率均在83.0%以上，當(dāng)堿濃度為25%時，碲的浸出率呈下降趨勢，同時溶液趨向粘稠，過濾分離困難。

3.3 溫度對碲浸出的影響

試驗以每次稱取碲化銅樣品200g，以15%氫氧化鈉溶液為浸出液，在水浴中加熱，攪拌浸出120min，常溫40℃、60℃、80℃、90℃以上條件下，進行碲浸出的影響試驗與指標(biāo)考察，結(jié)果表4。

表4 溫度對高銅碲渣中碲浸出的影響

當(dāng)浸出溫度達(dá)85℃時，碲浸出率為83.13%，當(dāng)溫度在90℃以上時（不超過96℃，電爐加熱），碲的浸出率83.48%，影響不明顯。

3.4 固液比對碲浸出的影響

每次稱取高銅碲渣樣品200g，以15%氫氧化鈉溶液為浸出液，在水浴中加熱，攪拌浸出120min，設(shè)定樣品的重量與浸出液體積比為：1∶2、1∶3、1∶4、1∶5進行試驗，結(jié)果如表5。

表5 液固比對碲浸出的影響

當(dāng)樣品與堿浸出液的重量體積比大于1∶4時，碲的浸出率變化不大，均在83%左右。

3.5 浸出時間對碲浸出效果的影響

每次稱取高銅碲渣樣品200g，以1∶4的液固比，15%的堿液，在水浴中加熱（85℃），攪拌浸出，設(shè)定浸出時間在60min、90min、120min、150min、180 min條件下，進行碲浸出的影響試驗與考察，結(jié)果如表6。

表6 時間對碲浸出率的影響

可以看出，當(dāng)浸出時間在120min到180min區(qū)間內(nèi)，碲的浸出率基本穩(wěn)定 在83%左右，當(dāng)浸出時間到240min時，碲的浸出率開始呈緩慢下降趨勢。

4 結(jié)果討論

（1）本次試驗采用氧化堿浸法分離高銅碲渣中的碲，最佳技術(shù)條件為：浸出液的堿濃度（NaOH）15%、樣品與浸出液的重量體積比為1∶4、浸出溫度為80℃以上、浸出時間120min。

（2）試驗產(chǎn)出的溶液經(jīng)固液分離，獲得高濃度碲酸鈉溶液，可直接通過、除雜凈化、電積與熔鑄等過程制得精碲產(chǎn)品［6］，碲直收率達(dá)83%以上。避免了碲化銅酸浸制備二氧化碲、二氧化碲堿溶制碲酸鈉的冗長、反復(fù)過程。

（3）銅陽極泥氧化酸浸產(chǎn)出的高銅碲渣，經(jīng)堿浸分碲及減量化后，產(chǎn)出的含碲6%～7%浸出渣，可直接返回銅陽極泥氧化酸浸主工藝系統(tǒng)，實現(xiàn)循環(huán)利用，按高壓氧化酸浸脫碲率90～95測算，高銅碲渣中的碲綜合回收率達(dá)96.4%以上。