本發(fā)明屬于重金屬回收領域,具體涉及一種從銅碲渣中提取、分離銅和碲的工藝。
背景技術:
銅碲渣來源于銅陽極泥處理過程中,分銅液用銅粉將溶液中的碲置換下來而得到的沉淀渣。因其中含銅較高而俗稱為銅碲渣。此種渣中的碲以碲化銅(cute)、碲化亞銅(cu2te)、金屬碲等形態(tài)存在。處理此種渣的傳統(tǒng)工藝為先酸浸脫銅再堿浸提碲,但一次分離不完全,需反復浸銅碲多次。含銅液加鐵粉制成海綿銅,碲中和呈一次二氧化碲后再溶解、凈化得到純度較高的二次二氧化碲,溶解后電解槽電積。該工藝產出的精碲可達99.99%以上,金屬回收率:銅大于95%,碲大于90%。但該工藝精碲生產周期長,電積一個周期12~15天,面對波動較大的市場,存在很大的風險,且占用資金量大。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種從銅碲渣中提取、分離銅和碲的工藝,該工藝大大了縮短銅和碲的電積周期,且產品精度高,能夠得到含銅大于99.9%的電積銅和含碲99.99%以上的精碲。
為解決上述技術問題,本發(fā)明所采用的技術方案是:所述從銅碲渣中提取、分離銅和碲的工藝,具體包括以下步驟:
①氧化堿浸碲:按照液固比4~8:1將銅碲渣分散于naoh溶液中,采用鼓風氧化方式,氧化溫度70~95℃,氧化時間3~5h,過濾后得到堿浸液和堿浸渣;所述堿浸液經(jīng)硫酸中和后,得到一次二氧化碲;
②酸浸脫銅、碲:按照液固比4~8:1將上述堿浸渣浸于c(h+)1.5~3mol/l的酸液中,加入氧化劑,氧化溫度70~95℃,氧化時間3~5h,過濾得到濾液和濾渣;
③分離碲:待步驟②完成后,向步驟②得到的濾液中加入還原劑,還原劑的加入量為碲金屬理論質量的4~7倍,于溫度70~95℃,還原反應1~3h后,分離得到碲粉和沉碲后液;
④電積:對步驟③得到的沉碲后液進行電積,得到99.9%以上的電積銅;
⑤低酸氧化:對步驟③得到的碲粉按照液固比為2~6︰1在低酸條件下,加入氧化劑進行氧化,氧化的具體條件為:c(h+)0.2~1mol/l,氧化劑質量濃度為10~30%,溫度70~95℃,反應時間3~5h;反應完成后,得到的一次二氧化碲與步驟①中的一次二氧化碲合并;
⑥溶解凈化:將一次二氧化碲按照液固比4~8︰1溶解于c(naoh)10~20%的堿液中,加入凈化劑除雜,溫度70~95℃,時間3~5h;除雜完成后,得到二次二氧化碲;
⑦溶解造液:再將二次二氧化碲按照液固比4~8︰1溶解于c(naoh)10~20%的堿液中,加入凈化劑除雜,溫度70~95℃,時間3~5h;除雜完成后,過濾,留取溶液;
⑧渦流電積:對步驟⑦得到的溶液進行渦流電積,渦流電積的條件為:槽電壓2~5v,電流密度300~700a/m2,常溫,時間1~5天,得到碲片;
⑨碲片鑄錠:將上述碲片水洗后烘干,中頻爐鑄錠,可得99.99%以上的精碲,包裝即可銷售。
其中,上述從銅碲渣中提取、分離銅和碲的工藝步驟①中,所述naoh溶液的質量百分數(shù)為10~20%。
其中,上述從銅碲渣中提取、分離銅和碲的工藝步驟②中,所述氧化劑為雙氧水、硫酸鈉或氯酸鈉。
其中,上述從銅碲渣中提取、分離銅和碲的工藝步驟②中,所述氧化劑在酸液中的質量濃度為10~20%。
其中,上述從銅碲渣中提取、分離銅和碲的工藝步驟③中,所述還原劑為鋅粉、鐵粉或亞硫酸鈉。
其中,上述從銅碲渣中提取、分離銅和碲的工藝步驟④中,所述電積的具體條件為:c(cu2+)>40g/l,電流密度:200~600a/m2,槽電壓:2~5v,溫度:常溫,電極板:鈦銥陽極板。
其中,上述從銅碲渣中提取、分離銅和碲的工藝步驟⑤中,所述氧化劑為硝酸鈉、氯酸鈉或雙氧水。
與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明的有益效果是:
1、采用鈦銥電極板可將含銅溶液直接電積,無需擔心電解液中含有cl-、no3-等,即可得到含銅大于99.9%的電積銅,可直接銷售,縮短了銅的提取工藝流程;
2、本工藝將傳統(tǒng)的碲電積改為渦流電積,可將電積周期縮短5~8倍,且電流效率高,產量大(100~200kg/天/組),解決了資金周轉周期長的問題,有利于應對市場波動給銷售帶來的影響。此外渦流電積場地占用面積小,勞動強度小,為密閉系統(tǒng)電積,無外界環(huán)境污染,產出的產品質量好(含碲99.99%以上的精碲),適用于各種小型企業(yè)。
附圖說明
圖1是本發(fā)明所述從銅碲渣中提取、分離銅和碲的工藝流程圖。
具體實施方式
本發(fā)明提供了從銅碲渣中提取、分離銅和碲的工藝,該工藝具體包括以下步驟:
①氧化堿浸碲:按照液固比4~8:1將銅碲渣分散于質量濃度10~20%的naoh溶液中,采用鼓風氧化方式,氧化溫度70~95℃,氧化時間3~5h,過濾后得到堿浸液和堿浸渣;所述堿浸液經(jīng)硫酸中和后,得到一次二氧化碲;
②酸浸脫銅、碲:按照液固比4~8:1將上述堿浸渣浸于c(h+)1.5~3mol/l的酸液中,加入氧化劑,氧化溫度70~95℃,氧化時間3~5h,過濾得到濾液和濾渣;
③分離碲:待步驟②完成后,向步驟②得到的濾液中加入還原劑,還原劑的加入量為碲金屬理論質量的4~7倍,于溫度70~95℃,還原反應1~3h后,分離得到碲粉和沉碲后液;
④電積:對步驟③得到的沉碲后液進行電積,得到99.9%以上的電積銅;所述電積的具體條件為:c(cu2+)>40g/l,電流密度:200~600a/m2,槽電壓:2~5v,溫度:常溫,電極板:鈦銥陽極板;
⑤低酸氧化:對步驟③得到的碲粉按照液固比為2~6︰1在低酸條件下,加入氧化劑進行氧化,氧化的具體條件為:c(h+)0.2~1mol/l,氧化劑質量濃度為10~30%,溫度70~95℃,反應時間3~5h;反應完成后,得到的一次二氧化碲與步驟①中的一次二氧化碲合并;
⑥溶解凈化:將一次二氧化碲按照液固比4~8︰1溶解于c(naoh)10~20%的堿液中,加入凈化劑除雜,溫度70~95℃,時間3~5h;除雜完成后,得到二次二氧化碲;
⑦溶解造液:再將二次二氧化碲按照液固比4~8︰1溶解于c(naoh)10~20%的堿液中,加入凈化劑除雜,溫度70~95℃,時間3~5h;除雜完成后,過濾,留取溶液;
⑧渦流電積:對步驟⑦得到的溶液進行渦流電積,渦流電積的條件為:槽電壓2~5v,電流密度300~700a/m2,常溫,時間1~5天,得到碲片;
⑨碲片鑄錠:將上述碲片水洗后烘干,中頻爐鑄錠,可得99.99%以上的精碲,包裝即可銷售。
其中,上述從銅碲渣中提取、分離銅和碲的工藝步驟②中,所述氧化劑為雙氧水、硫酸鈉或氯酸鈉。
其中,上述從銅碲渣中提取、分離銅和碲的工藝步驟②中,所述氧化劑在酸液中的質量濃度為10~20%。
其中,上述從銅碲渣中提取、分離銅和碲的工藝步驟③中,所述還原劑為鋅粉、鐵粉或亞硫酸鈉。
其中,上述從銅碲渣中提取、分離銅和碲的工藝步驟⑤中,所述氧化劑為硝酸鈉、氯酸鈉或雙氧水。
其中,上述從銅碲渣中提取、分離銅和碲的工藝步驟⑥和⑦中,根據(jù)物料中的雜質元素決定凈化劑的種類,如除銅、鉛,凈化劑選擇加硫化鈉。
本工藝中采用鈦銥電極板可將含銅溶液直接電積,無需擔心電解液中含有cl-、no3-等,即可得到含銅大于99.9%的電積銅,可直接銷售,縮短了銅的提取工藝流程;將傳統(tǒng)的碲電積改為渦流電積,可將電積周期縮短5~8倍,且電流效率高,產量大(100~200kg/天/組),解決了資金周轉周期長的問題,有利于應對市場波動給銷售帶來的影響。此外渦流電積場地占用面積小,勞動強度小,為密閉系統(tǒng)電積,無外界環(huán)境污染,產出的產品質量好(含碲99.99%以上的精碲),適用于各種小型企業(yè)。
以下結合具體的實施例對本發(fā)明作進一步的解釋和說明,但并不因此限制本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
從銅碲渣中提取、分離銅和碲的工藝,該工藝具體包括以下步驟:
①氧化堿浸碲:按照液固比7:1將銅碲渣分散于質量濃度12%的naoh溶液中,采用鼓風氧化方式,氧化溫度85℃,氧化時間4h,過濾后得到堿浸液和堿浸渣;所述堿浸液經(jīng)硫酸中和后,得到一次二氧化碲;
②酸浸脫銅、碲:按照液固比7:1將上述堿浸渣浸于c(h+)2.0mol/l的酸液中,加入氧化劑氯酸鈉,氯酸鈉的質量濃度為14%,氧化溫度85℃,氧化時間4h,過濾得到濾液和濾渣;
③分離碲:待步驟②完成后,向步驟②得到的濾液中加入還原劑鐵粉,鐵粉的加入量為碲金屬理論質量的6倍,于溫度85℃,還原反應3h后,分離得到碲粉和沉碲后液;
④電積:對步驟③得到的沉碲后液進行電積,得到99.9%以上的電積銅;所述電積的具體條件為:c(cu2+)45g/l,電流密度600a/m2,槽電壓5v,常溫,電極板:鈦銥陽極板;
⑤低酸氧化:對步驟③得到的碲粉按照液固比為5︰1在低酸條件下,加入氧化劑氯酸鈉進行氧化,氧化的具體條件為:c(h+)0.8mol/l,氯酸鈉質量濃度為26%,溫度85℃,反應時間4h;反應完成后,得到的一次二氧化碲與步驟①中的一次二氧化碲合并;
⑥溶解凈化:將一次二氧化碲按照液固比7︰1溶解于c(naoh)12%的堿液中,視物料中的雜質元素而定,加入凈化劑(如除銅、鉛加硫化鈉)除雜,溫度85℃,時間4h;除雜完成后,得到二次二氧化碲;
⑦溶解造液:再將二次二氧化碲按照液固比6︰1溶解于c(naoh)12%的堿液中,視物料中的雜質元素而定,加入凈化劑(如除銅、鉛加硫化鈉)除雜,溫度85℃,時間4h;除雜完成后,過濾,留取溶液;
⑧渦流電積:對步驟⑦得到的溶液進行渦流電積,渦流電積的條件為:槽電壓5v,電流密度600a/m2,常溫,時間4天,得到碲片;
⑨碲片鑄錠:將上述碲片水洗后烘干,中頻爐鑄錠,可得99.99%以上的精碲,包裝即可銷售。
實施例2
從銅碲渣中提取、分離銅和碲的工藝,該工藝具體包括以下步驟:
①氧化堿浸碲:按照液固比6:1將銅碲渣分散于質量濃度18%的naoh溶液中,采用鼓風氧化方式,氧化溫度80℃,氧化時間5h,過濾后得到堿浸液和堿浸渣;所述堿浸液經(jīng)硫酸中和后,得到一次二氧化碲;
②酸浸脫銅、碲:按照液固比6:1將上述堿浸渣浸于c(h+)2.5mol/l的酸液中,加入氧化劑硫酸鈉,硫酸鈉的質量濃度為18%,氧化溫度80℃,氧化時間5h,過濾得到濾液和濾渣;
③分離碲:待步驟②完成后,向步驟②得到的濾液中加入還原劑亞硫酸鈉,亞硫酸鈉的加入量為碲金屬理論質量的5倍,于溫度80℃,還原反應3h后,分離得到碲粉和沉碲后液;
④電積:對步驟③得到的沉碲后液進行電積,得到99.9%以上的電積銅;所述電積的具體條件為:c(cu2+)50g/l,電流密度500a/m2,槽電壓5v,常溫,電極板:鈦銥陽極板;
⑤低酸氧化:對步驟③得到的碲粉按照液固比為6︰1在低酸條件下,加入氧化劑氯酸鈉進行氧化,氧化的具體條件為:c(h+)0.4mol/l,氯酸鈉質量濃度為15%,溫度80℃,反應時間5h;反應完成后,得到的一次二氧化碲與步驟①中的一次二氧化碲合并;
⑥溶解凈化:將一次二氧化碲按照液固比5︰1溶解于c(naoh)18%的堿液中,視物料中的雜質元素而定,加入凈化劑(如除銅、鉛加硫化鈉)除雜,溫度80℃,時間5h;除雜完成后,得到二次二氧化碲;
⑦溶解造液:再將二次二氧化碲按照液固比5︰1溶解于c(naoh)18%的堿液中,視物料中的雜質元素而定,加入凈化劑(如除銅、鉛加硫化鈉)除雜,溫度80℃,時間5h;除雜完成后,過濾,留取溶液;
⑧渦流電積:對步驟⑦得到的溶液進行渦流電積,渦流電積的條件為:槽電壓5v,電流密度600a/m2,常溫,時間3.5天,得到碲片;
⑨碲片鑄錠:將上述碲片水洗后烘干,中頻爐鑄錠,可得99.99%以上的精碲,包裝即可銷售。
以上所述為本發(fā)明的優(yōu)選實施例,應當指出,對于本領域的技術人員來說,在不脫離本發(fā)明結構的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些也應當視為本發(fā)明的保護范圍,這些都不會影響本發(fā)明實施的效果和本專利的實用性。