专利名称：一种从碲渣中回收碲铜的方法
技术领域：
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种从碲渣中回收碲铜的方法。
背景技术：
碲是重要的稀散元素，随着现代科学技术的飞速发展，碲及其化合物的用途愈来愈广，广泛应用于冶金、橡胶、电子电器、石油、玻璃陶瓷、航天、军事、医药及太阳能等行业和领域，如碲的化合物碲化铅是制冷的良好材料，碲化铋主要用于制作感光器和温差发电的材料，碲化镉是一种良好的太阳能材料。碲作为一种稀散金属，在地壳中比较分散，很难形成矿床，其主要从铜、铅及铋的电解阳极泥、生产硫酸的酸泥及生产纸浆的洗涤泥中富集成碲渣回收。现阶段，在火法处理阳极泥工艺中，加纯碱处理的过程中会产生碲渣，碲富集于碲渣中，是提取碲的重要原料。另外，在粗铋碱性精炼过程中产生的碲渣也是提取碲的重要原料之一。目前，从上述碲渣中提取碲的工艺过程主要为碲渣破碎一球磨一水浸一净化一沉碲一煅烧一电解一精碲，在该过程中碲的浸出率较低(仅为60-70%)，且铜基本不浸出，导致水浸渣中含碲仍高达 3-7%，含铜约10%。该水浸渣返回转炉与阳极泥重新富集造渣，因此导致碲的回收率低、回收周期延长、且未能直接回收金属铜。
发明内容
本发明解决了现有技术的从碲渣中提取碲工艺流程所存在的碲回收率低、回收周期延长、且未能直接回收金属铜的技术问题。本发明提供了一种从碲渣中回收碲铜的方法，包括以下步骤
A、水浸将碲渣破碎磨细至80目以下，用水搅拌浸出，过滤后得到水浸液和水浸渣；
B、硫酸化焙烧往步骤A得到的水浸渣中加入浓硫酸搅拌均勻，150-250°C下焙烧，冷却得到焙砂；
C、水洗将步骤B得到的焙砂磨细至100目以下，用水搅拌浸出，过滤后得到水洗液和水洗渣，水洗液送去回收铜；
D、碱浸将步骤C得到的水洗渣用碱溶液搅拌浸出，过滤后得到碱浸液和碱浸渣；碱浸液与步骤A得到的水浸液一起经净化、沉碲、煅烧、电解后制精碲。本发明提供的从碲渣中回收碲铜的方法，具有以下优点
(1)碲渣经水洗后得到的水浸渣再经过硫酸化焙烧，并进一步水洗、水洗渣再进行碱浸，所得到的碱浸液与水浸得到的水浸液一起回收制碲，水浸时碲的浸出率为60-70%，水洗渣经硫酸化焙烧后再碱浸时碲的浸出率为85%以上，因此可大大提高碲的回收率；
(2)水浸渣经过硫酸化焙烧后再水洗，使得铜的浸出率达到93%以上，因此在提高碲回收率的同时铜也得到回收；
(3)水浸渣硫酸化焙烧过程中，有毒气体Sh产生量很少，对环境污染影响不大；
(4)与现有技术中的盐酸浸出或高压浸出相比，本发明提供的方法工艺简单，所需设备成本低。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式本发明提供了一种从碲渣中回收碲铜的方法，如图1所示，包括以下步骤
A、水浸将碲渣破碎磨细至80目以下，用水搅拌浸出，过滤后得到水浸液和水浸渣；
B、硫酸化焙烧往步骤A得到的水浸渣中加入浓硫酸搅拌均勻，150-250°C下焙烧，冷却得到焙砂；
C、水洗将步骤B得到的焙砂磨细至100目以下，用水搅拌浸出，过滤后得到水洗液和水洗渣，水洗液送去回收铜；
D、碱浸将步骤C得到的水洗渣用碱溶液搅拌浸出，过滤后得到碱浸液和碱浸渣；碱浸液与步骤A得到的水浸液一起经净化、沉碲、煅烧、电解后制精碲。目前，从碲渣提取碲的主要工艺是先水浸，然后再从浸出液中回收碲，水浸渣返回转炉与阳极泥重新富集造渣，在回收过程中，碲的浸出率仅达60-70%，Cu基本不浸出(Cu浸出率低于0. 5%)，水浸渣中仍含Te3-7%、含Cu约10%，导致碲回收率不高，铜未直接得到回收利用。本发明的发明人通过大量实验发现为了提高碲的回收率，并使铜也能得到回收利用，本发明中水浸后得到的水浸渣不直接返回转炉，而是经硫酸化焙烧处理，得到的焙砂再水洗、碱浸，使富含于渣中的铜和碲先后浸出，从而可大大提高碲、铜的回收率。具体地，根据本发明的方法，先对碲渣进行水浸处理。所述水浸处理的步骤为本领域技术人员所公知，即将碲渣破碎磨细至80目以下，然后用水搅拌浸出，待反应完全后过滤，得到水浸液和水浸渣。水浸液即可用于回收碲，而水浸渣进入下一工序。本步骤A中， 水与碲渣的质量比为3 1-5 :1，浸出温度为80-90°C，浸出时间为2-4h。为提高水浸过程中碲的浸出率，优选情况下，步骤A中搅拌的速度为100-300r/min。本发明中，水浸处理后过滤得到的水浸渣无需干燥处理，即可送入下一工序进行硫酸化焙烧处理。所述水浸渣中的含水量为20-25%。而若要计算水浸渣中Te、Cu成分的含量，可将其干燥形成干燥渣后进行计算，本发明没有特殊限定。根据本发明的方法，往步骤A得到的水浸渣中加入浓硫酸搅拌均勻，并进行低温焙烧处理，冷却后得到焙砂。本步骤B中，对水浸渣进行硫酸化焙烧的目的是强化水浸渣中各组分的动力学条件，使水浸渣中难溶于酸碱溶液的金属碲及碲化物氧化分解成易溶的碲氧化物，涉及的化学反应有
Te + 2H2S04 = TeO2 + 2S02 + 2H20 Cu2Te + 2H2S04 + O2 = TeO2 + 2CuS04 + 2H20
由于水浸渣中的碲的含量仅为3-7%，因此步骤B中浓硫酸的用量无需过多。优选情况下，步骤B中，以1克水浸渣为基准，浓硫酸的用量为0. 2-0. 4mL。为保证水浸渣中的碲化物能被浓硫酸充分氧化分解，优选情况下，加入浓硫酸后的搅拌速度为100-200r/min。搅拌均勻后，然后进行低温焙烧处理。所述低温焙烧的温度为150-250°C。优选情况下，焙烧的时间为4H
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根据本发明的方法，水洗渣硫酸化焙烧后得到焙砂，然后对焙砂进行水洗处理。所述水洗处理的步骤为将焙砂磨细至100目以下，用水搅拌浸出，待反应完全后过滤，得到水洗液和水洗渣。由于硫酸化焙烧过程中金属铜已转化为水溶性铜盐，而碲转化为不溶于水、易溶于酸碱的碲氧化物，因此，水洗过程中铜盐会溶解于水中，即水洗液中为含有铜盐的溶液，而水洗渣中含有碲氧化物。因此，水洗处理后得到的水洗液用于回收铜，而水洗渣进行下一步工序。优选情况下，本步骤C中，水与焙砂的质量比为5 1-7 :1，浸出温度为60_75°C， 浸出时间为1.5-池。为提高水洗过程中铜的浸出率，优选情况下，步骤C中搅拌的速度为 100-300r/min。根据本发明的方法，由于水洗渣硫酸化焙烧后碲化物已转化为碲氧化物，该碲氧化物易溶于酸碱。因此，本发明中，将步骤C的水洗渣进行碱浸处理。所述碱浸处理的步骤为将水洗渣用碱溶液搅拌浸出，待反应完全后过滤，得到碱浸液和碱浸渣。碱浸过程中涉及的化学反应为
TeO2 + 2Na0H = Na2TeO3 + H2O
即碱浸过程中，碲氧化物转化为碲盐，得到所述碱浸液。而不溶于碱溶液的金属铋、锑则会仍存在于渣中，即为碱浸渣。此时，即可将得到的碱浸液与步骤A得到的水浸液一起经净化、沉碲、煅烧、电解后制精碲。所述净化、沉碲、煅烧、电解的步骤为本领域技术人员所公知，本发明中不再赘述。本发明中，所述碱浸所采用的碱溶液为现有技术中常用的各种碱溶液，例如可以选自Na2C03、NaOH或氨水溶液，但不局限于此。优选情况下，所述碱溶液的浓度为4-5mol/ L0碱浸过程中，优选情况下，所述碱溶液与水洗渣的质量比为3 1-5 :1，浸出温度为 80-90°C，浸出时间为3- ！。为保证水洗渣中的碲氧化物被充分溶解，优选情况下，步骤D 中，搅拌的速度为200-500 r/min。本发明中，碱浸处理后得到的碱浸渣中富含金属铋、锑，因此该碱浸渣可返回转炉中进行铋锑回收处理。所述铋锑回收处理的步骤为本领域技术人员所公知，本发明中不再赘述。综上，本发明提供的从碲渣中回收碲铜的方法，具有以下优点
(1)碲渣经水洗后得到的水浸渣再经过硫酸化焙烧，并进一步水洗、水洗渣再进行碱浸，所得到的碱浸液与水浸得到的水浸液一起回收制碲，水浸时碲的浸出率为60-70%，水洗渣经硫酸化焙烧后再碱浸时碲的浸出率为85%以上，因此可大大提高碲的回收率；
(2)水浸渣经过硫酸化焙烧后再水洗，使得铜的浸出率达到93%以上，因此在提高碲回收率的同时铜也得到回收；
(3)水浸渣硫酸化焙烧过程中，有毒气体Sh产生量很少，对环境污染影响不大；
(4)与现有技术中的盐酸浸出或高压浸出相比，本发明提供的方法工艺简单，所需设备成本低。为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例及对比例中所采用原料均通过商购得到。
实施例1
(1)取含iTe 12. 4wt%, Cu 7. 31wt%碲渣200g，磨细至粒度100%为80目以下，加入水 (水与碲渣的质量比5 :1)，浸出温度为90°C、搅拌速度为300r/min下水浸池；过滤，得到水浸液1. 2L和含水25%的水浸渣210. 7g。水浸液中Te含量为13. 43g/L，Cu含量为0. 05 g/ L0含水25%的水浸渣干燥后得到的干渣中Te、Cu组成为含Te 5. 49wt%、Cu 9. 2#t%。即水浸时，Te的浸出率为65%，Cu基本不浸出(Cu浸出率为0. 41%)。(2)取步骤(1)得到的含水25%的水浸渣200g，加入70mL的浓硫酸搅拌均勻(搅拌速度为lOOr/min)，然后转入温度为200°C的焙烧炉中，焙烧4h，冷却后得到M2. Ig焙砂， 其Te、Cu成分为含Te 3. 38wt%、Cu5. 72wt%。焙烧过程中刺鼻烟雾很少。(3)取步骤(2)得到的焙砂232. lg，磨细至粒度100%为80目以下后，加入水(水与焙砂的质量比7 :1)，浸出温度为70°C、搅拌速度为200r/min下水浸池；过滤，得到水洗液 U4L，其中Te含量为0.025 g/L、Cu含量为8. 08 g/L。即水洗时Te的浸出率为0. 49%，Cu 的浸出率为93. 7% ；将水洗液送去回收铜。水洗渣烘干后称重为146. 4g，其Te、Cu成分为 含 Te 5. 34wt%、Cu 0. 57wt%。(4)取步骤(3)得到的水洗渣140. 4g，加入浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液(氢氧化钠与水洗渣的质量比5 :1)，浸出温度为80°C、搅拌速度为500r/min下浸泡证；过滤，得到碱浸液850mL，其中Te含量为7. 80 g/L。即碱浸时Te浸出率为88. 4% ；将步骤(1)的水浸液和本步骤的碱浸液一起净化、沉碲、煅烧、电解后制精碲。碱浸渣烘干后称重为90. Og, Te含量为0. 986wt% ；碱浸渣返回转炉回收铋、锑。实施例2
(1)取含iTe 15. 51wt%、Cu 6. 77wt%碲渣200g，磨细至粒度100%为80目以下，加入水 (水与碲渣的质量比3 :1)，浸出温度为90°C、搅拌速度为250r/min下水浸池；过滤，得到水浸液850mL和含水25%的水浸渣205. 6g。水浸液中Te含量为24. 82g/L，Cu含量为0. 062g/ L0含水25%的水浸渣干燥后得到的干渣中Te、Cu组成为含Te 6. 77wt%、Cu 8.75%。即水浸时，Te的浸出率为68%，Cu基本不浸出(Cu浸出率为0. 39%)。(2)取步骤(1)得到的含水25%的水浸渣200g，加入65mL的浓硫酸搅拌均勻(搅拌速度为150r/min)，然后转入温度为220°C的焙烧炉中，焙烧他，冷却后得到239. Ig焙砂， 其Te、Cu成分为含Te 4. 22wt%、Cu 5. 48wt%。焙烧过程中刺鼻烟雾很少。(3)取步骤(2)得到的焙砂232. 8g，磨细至粒度100%为100目以下后，加入水(水与焙砂的质量比5 :1)，浸出温度为90°C、搅拌速度为200r/min下水浸池；过滤，得到水洗液1.4L，其中1Te含量为0.061 8/1、01含量为9.028/1。即水洗时，Te的浸出率为0. 87%， Cu的浸出率为99. 0% ；将水洗液送去回收铜。水洗渣烘干后称重为137g，其Te、Cu成分为 含 Te 7. 12wt%、Cu 0. 095wt%o(4)取步骤(3)得到的水洗渣130g，加入浓度为4mol/L的氢氧化钠溶液(氢氧化钠与水洗渣的质量比3 :1)，浸出温度为90°C、搅拌速度为300r/min下浸泡4h ；过滤，得到碱浸液550mL，其中Te含量为14. 43g/L。即碱浸时Te浸出率85. 7% ；将步骤(1)的水浸液和本步骤的碱浸液一起净化、沉碲、煅烧、电解后制精碲。碱浸渣烘干后称重为75g，Te含量为1. 74wt% ；碱浸渣返回转炉回收铋、锑。对比例1取含Te 12. 4wt%,Cu 7. 31wt%碲渣200g，磨细至粒度100%为80目以下，加入水(水与碲渣的质量比5 :1)，浸出温度为90°C、搅拌速度为300r/min下水浸池；过滤，得到水浸液 1.2L，其中Te含量为13. 43g/L，Cu含量为0. 5 g/L。即水浸时，Te的浸出率为65%，Cu几乎不浸出(Cu浸出率为0.41%)。将水浸液净化、电解后制精碲。水浸渣干燥后得到的干渣称重为158g，其Te、Cu成分为含Te 5. 49wt%、Cu 9. 2#t%。水浸渣返回转炉重新富集造渣。
以上实施例仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，所作出的若干改进，也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种从碲渣中回收碲铜的方法，其特征在于，包括以下步骤A、水浸将碲渣破碎磨细至80目以下，用水搅拌浸出，过滤后得到水浸液和水浸渣；B、硫酸化焙烧往步骤A得到的水浸渣中加入浓硫酸搅拌均勻，150-250°C下焙烧，冷却得到焙砂；C、水洗将步骤B得到的焙砂磨细至100目以下，用水搅拌浸出，过滤后得到水洗液和水洗渣，水洗液送去回收铜；D、碱浸将步骤C得到的水洗渣用碱溶液搅拌浸出，过滤后得到碱浸液和碱浸渣；碱浸液与步骤A得到的水浸液一起经净化、沉碲、煅烧、电解后制精碲。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中，水与碲渣的质量比为3:1-5 :1， 浸出温度为80-90°C，浸出时间为2-4h。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中，以1克水浸渣为基准，浓硫酸的用量为 0. 2-0. 4mL。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤B中，所述焙烧的时间为 4-6h0
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C中，水与焙砂的质量比为5:1-7 1, 浸出温度为60-75°C，浸出时间为1. 5-池。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D中，所述碱溶液选自Na2C03、NaOH 或氨水溶液。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，步骤D中，所述碱溶液的浓度为 4-5mol/L。
8.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，步骤D中，所述碱溶液与水洗渣的质量比为3 1-5 :1，浸出温度为80-90°C，浸出时间为3_5h。
9.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，步骤D中，所述碱浸渣返回转炉后用于回收铋锑。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中搅拌的速度为100-300r/min， 步骤B中搅拌的速度为100-200r/min，步骤C中搅拌的速度为100-300r/min，步骤D中，搅拌的速度为200-500 r/min。
全文摘要
本发明提供了一种从碲渣中回收碲铜的方法，包括以下步骤A、水浸将碲渣破碎磨细至80目以下，用水搅拌浸出，过滤后得到水浸液和水浸渣；B、硫酸化焙烧往水浸渣中加入浓硫酸后焙烧，冷却得到焙砂；C、水洗将焙砂磨细至100目以下，用水搅拌浸出，过滤后得到水洗液和水洗渣，水洗液送去回收铜；D、碱浸将水洗渣用碱溶液搅拌浸出，过滤后得到碱浸液和碱浸渣；碱浸液与水浸液一起经净化、沉碲、煅烧、电解后制精碲。本发明提供的方法，碲的回收率高，同时铜也得到回收，对环境污染小、工艺简单、所需设备成本低。
文档编号C01B19/02GK102517451SQ20111044960
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者向凤, 唐爱勇, 张记东 申请人:株洲冶炼集团股份有限公司