粗碲粉加压氧化浸出工艺研究

罗钊荣

（江西铜业股份有限公司贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

1 引言

碲是现代工业和高科技产业不可缺少的材料之一，被称为“现代工业、国防与尖端技术的维生素”，广泛应用于化工、冶金、医药、玻璃陶瓷、电子电器、国防、能源等领域［1］。工业生产的碲主要来源于铜电解精炼过程产出的阳极泥，通常含碲量为1%～10%，绝大多数以Ag2Te、Cu2Te、Au2Te等形式存在。由于阳极泥的碲含量不高，一般采用纯碱焙烧、硫酸化焙烧、氯化法、碱性高压浸出等方法进行分离富集，富集后的碲以粗制二氧化碲、粗碲粉等形式进入到碲精炼工序，通过电解精炼法、真空蒸馏法、区域熔炼法等工艺生产精碲［2-4］。

贵溪冶炼厂以铜阳极泥处理碱浸分碲过程中产出的分碲液为原料，通过净化、中和预处理后，以二氧化碲的形式进入碲电解精炼系统生产4N精碲。为了提高碲的回收率，贵冶将碲的富集方式改为从铂钯置换后液中还原回收得到粗碲粉［5］，现有的预处理流程需要改变。传统粗碲粉预处理方法一般是在盐酸介质中添加氯酸钠氧化浸出，存在现场作业环境差，碲回收率低的缺点。本文研究了粗碲粉加压浸出工艺，该浸出工艺在碱性体系中通入空气氧化，现场作业环境友好。

2 试验原料及方法

2.1 试验原料

试验所用原料为贵冶产出的粗碲粉，其成分见表1。

表1 粗碲粉中主要成分 %

2.1 工艺原理和流程

粗碲粉中主要成分为碲、铜、铅、硒，其中碲主要以单质的形态存在，同时有少量的四价碲。在氧化过程中，单质碲在碱性加压浸出条件下被氧化，以TeO3

2-的形态进入液相。同时亚碲酸钠会出现过氧化现象，生成碲酸钠进入渣相中，影响浸出效果。主要反应方程式如下：

碲浸出液中的亚碲酸钠经硫酸中和得到中和渣，其主要成分为二氧化碲。硒等杂质元素以硒酸盐的形式残留于液相，实现碲和杂质元素的分离。主要反应方程式如下：

试验工艺流程图见图1所示。

图1 粗碲粉预处理回收碲工艺流程

3 试验结果与讨论

试验采用单因素考察方式确定最佳条件，试验过程只对碲元素进行分析。每次取500g粗碲粉进行浸碲试验，分别考察液固比、游离碱度、反应压力、反应温度、反应时间对碲浸出效果的影响。

3.1 液固比对碲浸出率的影响

控制试验条件：游离碱浓度40g/L，反应压力0.8MPa，反应温度75℃，氧化时间2h。改变液固比，考察液固比对碲浸出率的影响。试验结果如图2所示。

图2 液固比对碲浸出率的影响

从图2可以看出，随着液固比的增加，粗碲粉中的单质碲被氧化成亚碲酸钠进入液相中，碲浸出率也随之提高。当液固比大于10时，随着液固比进一步提高，碲浸出率增幅不明显。综合考虑浸出液量及能耗因素，控制反应液固比10为宜。

3.2 游离碱浓度对碲浸出效果的影响

控制试验条件：液固比10，反应压力0.8MPa，反应温度75℃，氧化时间2h。改变游离碱浓度，考察游离碱浓度对浸出效果的影响。试验结果如图3所示。

图3 游离碱浓度对碲浸出率的影响

从图3可以看出，当游离碱浓度小于40g/L时，随着碱浓度的提高，粗碲粉中的单质碲被氧化成亚碲酸钠进入液相中，碲的浸出率也随之提高。当游离碱浓度大于40g/L时，随着碱度上升，溶液氧相应升高，溶液中的TeO42-进一步氧化为Na2TeO4析出进入渣相中，而且析出的Na2TeO4会包裹未反应的单质碲，阻止反应的进一步进行，导致碲的浸出率随之降低。故控制游离碱浓度为40g/L。

3.3 反应压力对碲浸出效果的影响

控制试验条件：液固比10，游离碱浓度40g/L，反应温度75℃，氧化时间2h。改变压力，考察压力对浸出效果的影响。试验结果如图4所示。

图4 反应压力对碲浸出率的影响

从图4可以看出，当压力小于0.80MPa时，随着压力的提高，粗碲粉中的单质碲被氧化成亚碲酸钠进入液相中，碲的浸出率也随之提高。当压力大于0.80MPa时，随着压力的进一步提高，碲的过氧化会导致碲的浸出率随之降低。故控制反应压力为0.80MPa。

3.4 反应温度对碲浸出效果的影响

控制试验条件：液固比10，游离碱浓度40g/L，反应压力0.8MPa，氧化时间2h。改变反应温度，考察温度对浸出效果的影响。试验结果如图5所示。

图5 反应温度对碲浸出率的影响

从图5可以看出，当温度小于75℃时，随着温度的升高，粗碲粉中的单质碲被氧化成亚碲酸钠进入液相中，碲的浸出率也随之提高。当温度大于75℃时，随着温度的升高，碲的过氧化导致碲的浸出率随之降低。故控制反应温度为75℃。

3.5 反应时间对碲浸出效果的影响

控制试验条件：液固比10，游离碱浓度40g/L，反应压力0.8MPa，反应温度75℃。改变反应时间，考察氧化时间对浸出效果的影响。试验结果如图6所示。

图6 反应时间对碲浸出率的影响

从图6可以看出，当氧化时间少于2h时，随着氧化时间的延长，粗碲粉中的单质碲被氧化成亚碲酸钠进入液相中，碲的浸出率也随之提高。当氧化时间大于2h时，随着氧化时间的进一步延长，碲的过氧化导致碲的浸出率随之降低。故控制氧化时间为2h。

3.6 分析及讨论

根据小型试验可以确定工艺技术条件：液固比10，游离碱浓度40g/L，压力0.8MPa，反应温度75℃，氧化时间2h。最佳条件下碲浸出率为95.45%。粗碲粉经过加压浸出之后，浸出渣金、银含量可富集20倍以上，可以送贵金属生产车间进行回收。

4 结束语

试验结果表明，在碱性体系中，采用压浸处理回收碲的新工艺，在适宜的工艺条件下碲的浸出率在95%以上，通过中和回收碲，其二氧化碲的品位在70%以上，可以作为生产4N精碲的优质原料［7］。浸出渣中的金、银进一步得到了富集，有利于综合回收。