从铜阳极泥中回收碲方案

铜阳极泥回收碲可行性报告

一、前言

碲属稀散元素，碲消费量的80％是在冶金工业中应用。钢和铜合金加入少量碲，能改善其切削加工性能并增加硬度；在白口铸铁中碲被用作碳化物稳定剂，使表面坚固耐磨；含少量碲的铅，可提高材料的耐蚀性、耐磨性和强度，用作海底电缆的护套；铅中加入碲能增加铅的硬度，用来制作电池极板和印刷铅字。碲可用作石油裂解催化剂的添加剂以及制取乙二醇的催化剂。氧化碲用作玻璃的着色剂。高纯碲可作温差电材料的合金组分。碲化铋为良好的制冷材料。碲和若干碲化物是半导体材料。碲也应用于电子计算机、通讯及宇航开发、能源、医药卫生所需新材料中。目前，碲以其在高科技工业、国防与尖端技术领域中所占有重要地位，越来越受到人们的重视。

碲在地壳中平均丰度值很低(6×10－6)。碲大部分伴生在铜、铅、金、银的矿物中，铜电解精炼过程中产生的阳极泥是现今提取碲的主要原料，80％的碲从中提取，所以碲的产量与铜的产量有直接的关系。工业生产的碲元素主要来源于铜电解精炼工艺中的阳极泥，通常含碲2%～10%, 绝大多数以Ag2Te、Cu2Te、Au2Te等形式存在。由于各铜冶炼厂采用的铜原料不同，铜阳极泥的碲含量有较大差异，高的可达5%～6%，低的仅0.5%～0.8%，甚至更低，但大多数含量在1%左右。

由于碲的化学性质比较特殊，具有较明显的两性特征，易分散，回收率较低。鉴于此，各厂家从经济效益考虑，在工艺流程选择上存在差异。目前，国内外阳极泥处理工艺主要有：湿法(碱浸法、高压酸浸、萃取法)；半湿法；火法(苏打造渣、焙烧、熔炼)。这些方法在铜阳极泥回收碲应用中存在一些弊端，工业上没有被广泛采用。因此，造成阳极泥中碲被大量流失。

经公司综合车间及总工办多次与中南大学冶金学院联系，中南大学冶金学院相关教授几次现场与公司、车间技术人员交流与研讨，按照该院发明的“催化还原法回收碲”专利技术，技术可行，具有经济效益，而且更有利于

保护环境。该技术已在湖北大冶有色金属公司分步实施，效果很好。

二、公司回收碲具有显着经济及环境效益

铜冶炼过程中，碲主要富集于阳极泥中。阳极泥处理时碲多处分散，碲主要流向为：分铜液占20%-30%、分金液占30%-50%、分银渣占20%-30%。我公司铜阳极泥未回收碲，主要随分铜液、铂钯后液、分银渣而流失。

随着我公司铜产量的增加，外购原料铜精矿中含有的微量稀散元素碲，在冶炼过程中大部分被逐渐富集到铜阳极泥中。经分析，我公司阳极泥中含碲0.8%左右，尽管碲含量较低，但其回收价值大，现在如按年处理500吨阳极泥计算，约可回收2.5吨碲，价值达300万元。

除此之外，我公司现在生产分铜液采用铁粉置换回收铜，置换后液中含大量硫酸和硫酸亚铁，中和时需要消耗大量石灰，现在直接外排，环境污染严重。据估算，若每年处理500t阳极泥，分铜工序约消耗450t硫酸，分铜后残留硫酸162t。若分铜液达标排放，中和残酸需要消耗102t石灰，沉淀绿矾消耗石灰383t，共消耗485t石灰。中和和沉淀后产生石膏渣和氢氧化铁共2480t。若采用该技术回收分铜液中铜后再回收碲，可使残留硫酸得到回用，节省硫酸162t，节省铁粉约100t，减少石灰约485t，共节省原料约45万元，并减少废渣排放量约2480t。

三、回收碲方案及投资

根据该专利技术方案特征以及在其它公司应用结果，我公司可按原流程不变回收碲方案(1)和改变原流程回收碲方案(2)以下两个方案实施。

1、原流程不变回收碲方案(1)及投资

根据现场调研和讨论，不改变现阳极泥处理流程，从分铜液和分金后液回收碲。

我公司现每天约有8m3分铜液，含铜45g/L，硫酸160g/L。采用蒸发结晶回收硫酸铜后，催化还原回收碲。

设备投资：分铜液如到电解车间蒸发浓缩无需增加设备；如在综合车间

处理，需增加一个3 m3搪玻璃釜，费用约5万元。

我公司现每天有4 m3分金液，含硫酸100g/L。金置换后液催化还原回收碲。

设备投资：利用现有设备。

采用此技术路线，具有如下优点：不改变现有工艺条件，方法简单，投资少。

2、改变原流程回收碲方案(2)及投资

阳极泥经预浸脱铜、转化脱铅、焙烧蒸硒后用盐酸提碲，氯化分金、亚钠分银工序不变。

采用此技术路线，除具有以上经济及环境效益和投资不变外，还具有如下优点：

2-1、预浸脱铜、转化脱铅，阳极泥量减少50%，蒸硒回转窑生产能力提高1倍。

2-2、硒回收率高，碲可得到回收。

2-3、脱铅脱砷效果好，减少了有害元素在铜冶炼中的循环。

2-4、总渣率低，返炉量减少。

根据我公司现在生产情况，可考虑采取第一种方案。因方案(1)投资少，现有工序生产变化不大;方案（2）需要工业试验优化，具有一定工业试验量。综合考虑，在方案(1)成功的基础上，再进一步实施方案(2)。

四、方案（1）具体试验情况如下

经公司综合车间及总工办与中南大学冶金学院郑雅杰教授多次联系开展铜阳极泥回收碲前期工作，郑教授已提供了阳极泥回收碲前期成果。为取得工业实验成功，公司特委托中南大学从阳极泥分铜液与分金液回收碲实验。

1、铜阳极泥“催化还原法回收碲”原理

我国铜冶炼厂阳极泥处理基本上采用硫酸化焙烧－硫酸分铜－氯化分

金－亚钠分银回收金银流程，碲主要分散在分铜液、分金夜及分银渣中。分铜液和分金液中，碲以硫酸氧碲和氯化氧碲形态存在。研究表明约20－30%的碲进入分铜液，30－40%的碲进入分金液，其余部分基本存在于分银渣中。采用“阳极泥预处理及回收稀散金属的方法”（申请号：200810032022.0，申请日：2008-08-08）专利技术，回收碲流程及原理如下。

2、工艺流程

根据原料特点，确定工艺流程，其流程如图所示。

图2-1 含碲硫酸铜母液回收硒碲工艺流程

3、实验结果

3-1、分铜液及分金液成分如表1和表2所示。

表1 分铜液成分/g.L -1

成分 H 2SO 4 Cu 2+ Te Se Ni 2+ As 含量

168

50

0.43

0.87

0.72

1.9

表2 分金液成分

滤液 滤液

粗硒碲或含硒碲铂钯精