銅陽極泥中回收碲的方法試驗

銅陽極泥中回收碲的方法試驗銅的用途非常廣泛，在我國銅冶煉企業(yè)很多，冶煉工藝技術(shù)大同小異，如今銅礦山資源的較貧乏，從大量的廢棄物，電子垃圾，電子產(chǎn)品中回收有價金屬，是很多冶煉銅企業(yè)的研究方向，在銅冶煉工藝過程中，生產(chǎn)出來的冰銅是一種中間產(chǎn)品，冰銅經(jīng)過陽極爐或轉(zhuǎn)爐冶煉，得到另外的銅冶煉的中間產(chǎn)品粗銅，銅冶煉企業(yè)通常處理粗銅的方法是采用電解方法，通過粗銅電解，得到電解銅，既陰極銅，在粗銅電解過程中大量的雜質(zhì)元素，有價金屬，如：銅、鉛、錫、金、銀、鉑、鈀、硒、碲等貴金屬和稀有金屬，都以銅電解陽極泥的形式沉淀富集，本方法試驗是屬于有色金屬的濕法冶金，試驗原料是一種高雜質(zhì)銅陽極泥，來源于廣東銅冶煉公司，本銅陽極泥中回收碲的方法試驗，屬于稀散金屬的濕法冶金，具體步驟是首先向瀝干水分后的銅陽極泥中加入濃度為50~400g/L的硫酸調(diào)漿，得到銅陽極泥漿料，控制銅陽極泥漿料中銅陽極泥的重量濃度在1~30%，將所得的銅陽極泥漿料置于微波反應(yīng)爐中，向銅陽極泥漿料中通入或加入氧化劑，調(diào)節(jié)微波頻率為2450MHz，微波加熱功率為100~900w，在常壓下浸出反應(yīng)1~20min后出料，進行固液分離，得到含碲的浸出液。本發(fā)明的技術(shù)方案縮短了銅陽極泥的處理時間，加大了處理量，提高了碲的浸出率，使銅陽極泥中其他有價金屬走向合理且集中，有利于綜合回收，既降低了能耗，又不需要特殊的高壓裝備，同時具有較快的浸出速度。二、基本技術(shù)原理銅陽極泥中回收碲的方法試驗屬于稀散金屬的濕法冶金，特別涉及一種微波酸浸從銅陽極泥中回收碲的方法。碲屬于稀散金屬，是一種冶金工業(yè)中廣泛使用的合金添加劑，石油化學(xué)工業(yè)中的催化劑和硫化劑，電子和電氣工業(yè)中重要的半導(dǎo)體和光學(xué)器件原料，是當代高技術(shù)新材料的支撐材料。碲以其在現(xiàn)代高科技工業(yè)、國防與尖端技術(shù)領(lǐng)域中所占有的重要地位，越來越受到人們的重視，應(yīng)用范圍也越來越廣，對國民經(jīng)濟的發(fā)展的影響到越來越大。世界上大部分可回收碲都伴生于銅礦床和碲化物型金銀礦床中。工業(yè)生產(chǎn)碲的主要來源是銅電解精煉過程中產(chǎn)生的陽極泥。銅在電解精煉時，在直流電作用下陽極上的銅和電位較負的賤金屬溶解進入溶液，而正電性金屬，如金、銀和鉑族金屬它們在陽極上不進行電化學(xué)溶解，而以極細的分散狀態(tài)落入槽底成為銅陽極泥。銅陽極泥含有大量的貴金屬和稀有元素，是提取稀貴金屬的重要原料。由于陽極泥中通常都含有較多的銅、硒、碲及銀等，因此從銅陽極泥中回收提取碲的工藝都較復(fù)雜。對于從銅陽極泥回收碲，目前國內(nèi)外采用較多的方法是硫酸化焙燒-堿浸法、氧化酸浸法、蘇打熔煉法等。硫酸化焙燒-堿浸法是應(yīng)用較廣的傳統(tǒng)工藝，目前為國內(nèi)外大多數(shù)工廠所采用，基本流程為：“銅陽極泥一硫酸化焙燒蒸硒一稀酸分銅i堿浸分碲i電解制備金屬碲”，該工藝的缺點是：（1）能耗高、操作環(huán)境差；⑵有大量二氧化硫生成，環(huán)境污染嚴重;⑶硒回收操作復(fù)雜，渣中貴金屬與碲分離困難，碲、硒回收率低。氧化酸浸法過程可以不產(chǎn)生二氧化硫，但由于氧化法的反應(yīng)溫度不能很高（最高不超過90°C）,因此反應(yīng)強度較弱、反應(yīng)時間較長，需要6小時甚至更長時間完成浸碲的任務(wù)，并且銅、碲、硒浸出率都很低。為了解決常壓酸浸反應(yīng)速度慢，效率低，耗時長的問題，高溫加壓酸浸工藝逐漸受到關(guān)注，此工藝具有處理時間短，處理量大，浸出速度快等優(yōu)點，但同時也存在著能耗高、設(shè)備要求高等缺點。蘇打熔煉法也是一種廣泛用于從陽極泥中回收硒、碲的方法。此工藝的缺點是：⑴工藝流程較復(fù)雜，浸出對渣的要求較高；（2）能耗高，環(huán)境污染嚴重；⑶碲回收操作復(fù)雜。三、方法試驗?zāi)康尼槍ΜF(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種微波酸浸從銅陽極泥中回收碲的方法，目的是縮短銅陽極泥的處理時間，加大處理量，提高碲的浸出率，使銅陽極泥中其他有價金屬走向合理且集中，有利于綜合回收，既降低了能耗，又不需要特殊的高壓裝備，同時具有較快的浸出速度。實現(xiàn)銅陽極泥中回收碲的方法試驗?zāi)康牡募夹g(shù)方案按照以下步驟進行：（1） 向銅陽極泥中加水進行粗調(diào)漿，篩去顆粒直徑大于5mm的沙粒類雜質(zhì)，瀝干水分，向瀝干水分后的銅陽極泥中加入濃度為50~400g/L的硫酸調(diào)漿，得到銅陽極泥漿料，控制銅陽極泥漿料中銅陽極泥的重量濃度在1~30%；（2） 將所得的銅陽極泥漿料置于微波反應(yīng)爐中，向銅陽極泥漿料中通入或加入氧化劑，調(diào)節(jié)微波頻率為2450MHz，微波加熱功率為100~900w，在常壓下浸出反應(yīng)1~20min后出料，進行固液分離，得到含碲的浸出液。加入的氧化劑為壓縮空氣、工業(yè)純氧、富氧空氣或H2O2中的一種或兩種；采用H2O2時，H2O2的用量為0.05~5molH2O2/L漿料。四、方法試驗結(jié)論本銅陽極泥中回收碲的方法試驗原理是利用電流使磁控管產(chǎn)生微波，通過波導(dǎo)傳輸?shù)郊訜崞髦?。由于帶電粒子的傳?dǎo)和介電質(zhì)極化，微波場中物質(zhì)分子偶極化響應(yīng)速率與微波頻率相當，然而在微波作用下導(dǎo)致的電介質(zhì)偶極極化往往又滯后于微波頻率，使微波場能量損耗并轉(zhuǎn)化為熱能。處于加熱器中的物料，吸收微波功率后，本身分子的運動在高頻交變電磁廠中受到干擾和阻礙，使離子導(dǎo)熱并且分子的偶極于發(fā)生旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了類似摩擦的作用，溫度也隨之升高。在一般條件下，微波可方便地穿透如玻璃、陶瓷、某些塑料等材料。傳統(tǒng)浸取方法中礦物加熱浸出一定時間后，浸出反應(yīng)產(chǎn)生的較致密物質(zhì)會包裹未反應(yīng)礦核，使浸出反應(yīng)受阻。而采用微波強化浸取配有相應(yīng)添加物的礦石，使礦粒間產(chǎn)生熱應(yīng)力裂紋和孔隙或與添加物反應(yīng)，不斷更新反應(yīng)界面，將有助于改善浸出效果，由于微波的特性以及微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)，使得微波加熱相對于傳統(tǒng)加熱具有很多無可比擬的優(yōu)點。以硫酸和雙氧水為介質(zhì)，對銅陽極泥進行微波酸浸實驗，該法具有反應(yīng)速度快，浸出率高等特點。本方法可能涉及到的主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下：Cu2Te+2O2+2H2SO4=2CuSO4+H2TeO3+H2OH2TeO3+0.5O2=H2TeO4Cu2Te+4H2O2+2H2SO4=2CuSO4+H2TeO3+5H2OAg2Te+3H2O2+H2SO4=Ag2SO4+H2TeO3+3H2OSO2+H2O2=H2SO4本銅陽極泥中回收碲的方法試驗達到的技術(shù)經(jīng)濟指標：碲浸出率94.5~99.6%。與現(xiàn)有工藝相比存在如下優(yōu)點：（1）加熱均勻。常規(guī)加熱是物質(zhì)表面先發(fā)熱，然后通過熱傳導(dǎo)把熱量傳到物質(zhì)內(nèi)部。使用微波輔助銅陽極泥的浸出過程，微波加熱是從物質(zhì)的內(nèi)部加熱，具有自動平衡的性能，因而加熱均勻，可避免常規(guī)加熱過程中容易引起的表面硬化和不均勻現(xiàn)象。（2） 反應(yīng)速率快，浸出率高。避免了同類型浸出中較長的浸出時間和大部分情況下較低的浸出率，較同等條件下未經(jīng)過微波處理的浸出率提高了15~35%以上。（3） 微波加熱速度快。只需常規(guī)方法的百分之一到千分之一的時間就可完成加熱過程。這是因為微波能夠滲入到物料內(nèi)部，對被加熱物料直接發(fā)熱，而不是依靠物料本身的熱傳導(dǎo)，因而克服了常規(guī)加熱方法加熱慢的缺點，因此浸出時間大幅度降低。（4） 熱效率高，節(jié)約能源。由于微波加熱是微波直接對物料加熱，除了有限的微波傳輸損耗外，幾乎沒有其它的額外損耗，所以微波加熱十分省電節(jié)能。（5） 反應(yīng)靈敏。常規(guī)的加熱方法，不論是電熱、蒸汽、熱空氣等要達到一定溫度，都需要一定的預(yù)熱時間。而利用微波加熱，開機即可正常運轉(zhuǎn)，調(diào)整微波輸出功率，物料加熱情況立即無惰性地隨著改變，便于自動控制。五、方法試驗下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明。實施例中所用的銅陽極泥由廣東銅冶煉公司提供，所用銅陽極泥的成分如表1：表1銅陽極泥的成分元素AuAgCuNiSeTe重量含量172.9g?t-12.60%12.11%47.36%3.22%0.369%試驗例1（1） 向銅陽極泥中加水進行粗調(diào)漿，篩去顆粒直徑大于5mm的沙粒類雜質(zhì)，瀝干水分，向瀝干水分后的銅陽極泥中加入濃度為400g/L的硫酸調(diào)漿，控制銅陽極泥漿料中銅陽極泥的重量濃度在30%；（2） 將所得的銅陽極泥漿料置于微波反應(yīng)爐中，向銅陽極泥漿料中入氧化劑H2O2，調(diào)節(jié)微波頻率為2450MHz，微波加熱功率為100w，在常壓下浸出反應(yīng)10min出料，進行固液分離，得到含碲的浸出液。H2O2的用量為2.5molH2O2/L漿料。浸出結(jié)束后經(jīng)過化學(xué)分析碲的浸出率為94.5%（表2）。試驗例2（1） 向銅陽極泥中加水進行粗調(diào)漿，篩去顆粒直徑大于5mm的沙粒類雜質(zhì)，瀝干水分，向瀝干水分后的銅陽極泥中加入濃度為50g/L的硫酸調(diào)漿，控制銅陽極泥漿料中銅陽極泥的重量濃度在1%；（2） 將所得的銅陽極泥漿料置于微波反應(yīng)爐中，向銅陽極泥漿料中入氧化劑H2O2，調(diào)節(jié)微波頻率為2450MHz，微波加熱功率為500w，在常壓下浸出反應(yīng)4min出料，進行固液分離，得到含碲的浸出液。H2O2的用量為5molH2O2/L漿料。浸出結(jié)束后經(jīng)過化學(xué)分析碲的浸出率為98.9%（表2）。試驗例3（1） 向銅陽極泥中加水進行粗調(diào)漿，篩去顆粒直徑大于5mm的沙粒類雜質(zhì)，瀝干水分，向瀝干水分后的銅陽極泥中加入濃度為250g/L的硫酸調(diào)漿，控制銅陽極泥漿料中銅陽極泥的重量濃度在20%；（2） 將所得的銅陽極泥漿料置于微波反應(yīng)爐中，向銅陽極泥漿料中入氧化劑H2O2，調(diào)節(jié)微波頻率為2450MHz，微波加熱功率為300w，在常壓下浸出反應(yīng)6min出料，進行固液分離，得到含碲的浸出液。H2O2的用量為0.05molH2O2/L漿料。浸出結(jié)束后經(jīng)過化學(xué)分析碲的浸出率為99.1%（表2）。試驗例4（1） 向銅陽極泥中加水進行粗調(diào)漿，篩去顆粒直徑大于5mm的沙粒類雜質(zhì)，瀝干水分，向瀝干水分后的銅陽極泥中加入濃度為350g/L的硫酸調(diào)漿，控制銅陽極泥漿料中銅陽極泥的重量濃度在15%；（2） 將所得的銅陽極泥漿料置于微波反應(yīng)爐中，向銅陽極泥漿料通入氧化劑壓縮空氣，調(diào)節(jié)微波頻率為2450MHz，微波加熱功率為700w，在常壓下浸出反應(yīng)1min出料，進行固液分離，得到含碲的浸出液。浸出結(jié)束后經(jīng)過化學(xué)分析碲的浸出率為98.2%（表2）。試驗例5（1）向銅陽極泥中加水進行粗調(diào)漿，篩去顆粒直徑大于5mm的沙粒類雜質(zhì)，瀝干水分，向瀝干水分后的銅陽極泥中加入濃度為150g/L的硫酸調(diào)漿，控制銅陽極泥漿料中銅陽極泥的重量濃度在10%；（2）將所得的銅陽極泥漿料置于微波反應(yīng)爐中，向銅陽極泥漿料通入氧化劑富氧空氣，調(diào)節(jié)微波頻率為2450MHz，微波加熱功率為900w，在常壓下浸出反應(yīng)20min出料，進行固液分離，得到含碲的浸出液。浸出結(jié)束后經(jīng)過化學(xué)分析碲的浸出率為99.6%（表2）。試驗例6（1） 向銅陽極泥中加水進行粗調(diào)漿，篩去顆粒直徑大于5mm的沙粒類雜質(zhì)，瀝干水分，向瀝干水分后的銅陽極泥中加入濃度為100g/L的硫酸調(diào)漿，控制銅陽極泥漿料中銅陽極泥的重量濃度在8%；（2） 將所得的銅陽極泥漿料置于微波反應(yīng)爐中，向銅陽極泥漿料通入氧化劑壓縮空氣和工業(yè)純氧，調(diào)節(jié)微波頻率為2450MHz，微波加熱功率為600w，在常壓下浸出反應(yīng)15min出料，進行固液分離，得到含碲的浸出液。浸出結(jié)束后經(jīng)過化學(xué)分析碲的浸出率為99.2%（表2）。六、方法試驗特點銅陽極泥中回收碲的方法試驗，其特點在于按照以下步驟進行：

（1） 向銅陽極泥中加水進行粗調(diào)漿，篩去顆粒直徑大于5mm的沙粒類雜質(zhì)，瀝干水分，向瀝干水分后的銅陽極泥中加入濃度為50~400g/L的硫酸調(diào)漿，得到銅陽極泥漿料，控制銅陽極泥漿料中銅陽極泥的重量濃度在1~30%；（2） 將所得的銅陽極泥漿料置于微波反應(yīng)爐中，向銅陽極泥漿料中通入或加入氧化劑，調(diào)節(jié)微波頻率為2450MHz，微波加熱功率為100~900w，在常壓下浸出反應(yīng)1~20min后出料，進行固液分離，得到含碲的浸出液。銅陽極泥中回收碲的方法試驗其特點在于加入的氧化劑為壓縮空氣、工業(yè)純氧、富氧空氣或H2O2中的一種或兩種；采用H2O2時，H2O2的用量為0.05~5molH2O2/L漿料。七、對比試驗向銅陽極泥中加水進行粗調(diào)漿，篩去顆粒直徑大于5mm的沙粒類雜質(zhì)，瀝干水分，向瀝干水分后的銅陽極泥中加入濃度為350g/L的硫酸調(diào)漿，控制銅陽極泥漿料中銅