铜阳极泥中回收碲的方法试验

铜阳极泥中回收碲的方法试验
一，概述
铜的用途非常广泛，在我国铜冶炼企业很多，冶炼工艺技术大同小异，如今铜矿山资源的较贫乏，从大量的废弃物，电子垃圾，电子产品中回收有价金属，是很多冶炼铜企业的研究方向，在铜冶炼工艺过程中，生产出来的冰铜是一种中间产品，冰铜经过阳极炉或转炉冶炼，得到另外的铜冶炼的中间产品粗铜，铜冶炼企业通常处理粗铜的方法是采用电解方法，通过粗铜电解，得到电解铜，既阴极铜，在粗铜电解过程中大量的杂质元素，有价金属，如：铜、铅、锡、金、银、铂、钯、硒、碲等贵金属和稀有金属，都以铜电解阳极泥的形式沉淀富集，本方法试验是属于有色金属的湿法冶金，试验原料是一种高杂质铜阳极泥，来源于广东铜冶炼公司，本铜阳极泥中回收碲的方法试验，属于稀散金属的湿法冶金，具体步骤是首先向沥干水分后的铜阳极泥中加入浓度为50~400g/L的硫酸调浆，得到铜阳极泥浆料，控制铜阳极泥浆料中铜阳极泥的重量浓度在1~30%，将所得的铜阳极泥浆料置于微波反应炉中，向铜阳极泥浆料中通入或加入氧化剂，调节微波频率为2450MHz，微波加热功率为100~900w，在常压下浸出反应1~20min后出料，进行固液分离，得到含碲的浸出液。

本发明的技术方案缩短了铜阳极泥的处理时
间，加大了处理量，提高了碲的浸出率，使铜阳极泥中其他有价金属走向合理且集中，有利于综合回收，既降低了能耗，又不需要特殊的高压装备，同时具有较快的浸出速度。

二、基本技术原理
铜阳极泥中回收碲的方法试验属于稀散金属的湿法冶金，特别涉及一种微波酸浸从铜阳极泥中回收碲的方法。

碲属于稀散金属，是一种冶金工业中广泛使用的合金添加剂，石油化学工业中的催化剂和硫化剂，电子和电气工业中重要的半导体和光学器件原料，是当代高技术新材料的支撑材料。

碲以其在现代高科技工业、国防与尖端技术领域中所占有的重要地位，越来越受到人们的重视，应用范围也越来越广，对国民经济的发展的影响到越来越大。

世界上大部分可回收碲都伴生于铜矿床和碲化物型金银矿床中。

工业生产碲的主
要来源是铜电解精炼过程中产生的阳极泥。

铜在电解精炼时，在直流电作用下阳极上的铜和电位较负的贱金属溶解进入溶液，而正电性金属，如金、银和铂族金属它们在阳极上不进行电化学溶解，而以极细的分散状态落入槽底成为铜阳极泥。

铜阳极泥含有大量的贵金属和稀有元素，是提取稀贵金属的重要原料。

由于阳极泥中通常都含有较多的铜、硒、碲及银等，因此从铜阳极泥中回收提取碲的工艺都较复杂。

对于从铜阳极泥回收碲，目前国内外采用较多的方法是硫酸
化焙烧-碱浸法、氧化酸浸法、苏打熔炼法等。

硫酸化焙烧-碱浸法是应用较广的传统工艺，目前为国内外大多数工厂所采用，基本流程为：“铜阳极泥→硫酸化焙烧蒸硒→稀酸分铜→碱浸分碲→电解制备金属碲”，该工艺的缺点是：(1)能耗高、操作环境差；(2)有大量二氧化硫生成，环境污染严重；
(3)硒回收操作复杂，渣中贵金属与碲分离困难，碲、硒回收率低。

氧化酸浸法过程可以不产生二氧化硫，但由于氧化法的反应温度不能很高（最高不超过90℃），因此反应强度较弱、反应时间较长，需要6小时甚至更长时间完成浸碲的任务，并且铜、碲、硒浸出率都很低。

为了解决常压酸浸反应速度慢，效率低，耗时长的问题，高温加压酸浸工艺逐渐受到关注，此工艺具有处理时间短，处理量大，浸出速度快等优点，但同时也存在着能耗高、设备要求高等缺点。

苏打熔炼法也是一种广泛用于从阳极泥中回收硒、碲的方法。

此工艺的缺点是：
(1)工艺流程较复杂，浸出对渣的要求较高；(2)能耗高，环境污染严重；(3)碲回收操作复杂。

三、方法试验目的
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种微波酸浸从铜阳极泥中回收碲的方法，目的是缩短铜阳极泥的处理时间，加大处理量，提高碲的浸出率，使铜阳极泥中其他有价金属走向合理且集中，有利于综合回收，既降低了能耗，又
不需要特殊的高压装备，同时具有较快的浸出速度。

实现铜阳极泥中回收碲的方法试验目的的技术方案按照以下步骤进行：
（1）向铜阳极泥中加水进行粗调浆，筛去颗粒直径大于5mm 的沙粒类杂质，沥干水分，向沥干水分后的铜阳极泥中加入浓度为50~400g/L的硫酸调浆，得到铜阳极泥浆料，控制铜阳极泥浆料中铜阳极泥的重量浓度在1~30%；
（2）将所得的铜阳极泥浆料置于微波反应炉中，向铜阳极泥浆料中通入或加入氧化剂，调节微波频率为2450MHz，微波加热功率为100~900w，在常压下浸出反应1~20min后出料，进行固液分离，得到含碲的浸出液。

加入的氧化剂为压缩空气、工业纯氧、富氧空气或H2O2中的一种或两种；采用H2O2时，H2O2的用量为0.05~5molH2O2/L浆料。

四、方法试验结论
本铜阳极泥中回收碲的方法试验原理是利用电流使磁控管产生微波，通过波导传输到加热器中。

由于带电粒子的传导和介电质极化，微波场中物质分子偶极化响应速率与微波频率相当，然而在微波作用下导致的电介质偶极极化往往又滞后于微波频率，使微波场能量损耗并转化为热能。

处于加热器中的物料，吸收微波功率后，本身分子的运动在高频交变电磁厂中受到干扰和阻碍，使离子导热并且分子的偶极子发生旋转，产生了类似摩擦的作用，温度也随之升高。

在一般
条件下，微波可方便地穿透如玻璃、陶瓷、某些塑料等材料。

传统浸取方法中矿物加热浸出一定时间后，浸出反应产生的较致密物质会包裹未反应矿核，使浸出反应受阻。

而采用微波强化浸取配有相应添加物的矿石，使矿粒间产生热应力裂纹和孔隙或与添加物反应，不断更新反应界面，将有助于改善浸出效果，由于微波的特性以及微波的热效应和非热效应，使得微波加热相对于传统加热具有很多无可比拟的优点。

以硫酸和双氧水为介质，对铜阳极泥进行微波酸浸实验，该法具有反应速度快，浸出率高等特点。

本方法可能涉及到的主要化学反应方程式如下：
Cu2Te +2O2+2H2SO4=2CuSO4+H2TeO3+H2O
H2TeO3+0.5O2= H2TeO4
Cu2Te+4H2O2+2H2SO4=2CuSO4+H2TeO3+5H2O
Ag2Te+3H2O2+H2SO4=Ag2SO4+H2TeO3+3H2O
SO2+H2O2=H2SO4
本铜阳极泥中回收碲的方法试验达到的技术经济指标：碲浸出率94.5~99.6%。

与现有工艺相比存在如下优点：
（1）加热均匀。

常规加热是物质表面先发热，然后通过热传导把热量传到物质内部。

使用微波辅助铜阳极泥的浸出过程，微波加热是从物质的内部加热，具有自动平衡的性能，因而加热均匀，可避免常规加热过程中容易引起的表面硬化
和不均匀现象。

（2）反应速率快，浸出率高。

避免了同类型浸出中较长的浸出时间和大部分情况下
较低的浸出率，较同等条件下未经过微波处理的浸出率提高了15~35%以上。

（3）微波加热速度快。

只需常规方法的百分之一到千分之一的时间就可完成加热过程。

这是因为微波能够渗入到物料内部，对被加热物料直接发热，而不是依靠物料本身的热传导，因而克服了常规加热方法加热慢的缺点，因此浸出时间大幅度降低。

（4）热效率高，节约能源。

由于微波加热是微波直接对物料加热，除了有限的微波传输损耗外，几乎没有其它的额外损耗，所以微波加热十分省电节能。

（5）反应灵敏。

常规的加热方法，不论是电热、蒸汽、热空气等要达到一定温度，都需要一定的预热时间。

而利用微波加热，开机即可正常运转，调整微波输出功率，物料加热情况立即无惰性地随着改变，便于自动控制。

五、方法试验
下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例中所用的铜阳极泥由广东铜冶炼公司提供，所用铜阳极泥的成分如表1：表1 铜阳极泥的成分
元素Au Ag Cu Ni Se Te
重量含量172.9g·t-12.60% 12.11% 47.36% 3.22% 0.369%
试验例1
（1）向铜阳极泥中加水进行粗调浆，筛去颗粒直径大于5mm 的沙粒类杂质，沥干水分，向沥干水分后的铜阳极泥中加入浓度为400g/L的硫酸调浆，控制铜阳极泥浆料中铜阳极
泥的重量浓度在30%；
（2）将所得的铜阳极泥浆料置于微波反应炉中，向铜阳极泥浆料中入氧化剂H2O2，调节微波频率为2450MHz，微波加热功率为100w，在常压下浸出反应10min出料，进行固液分离，得到含碲的浸出液。

H2O2的用量为2.5molH2O2/L 浆料。

浸出结束后经过化学分析碲的浸出率为94.5%（表2）。

试验例2
（1）向铜阳极泥中加水进行粗调浆，筛去颗粒直径大于5mm 的沙粒类杂质，沥干水分，向沥干水分后的铜阳极泥中加入浓度为50g/L的硫酸调浆，控制铜阳极泥浆料中铜阳极泥
的重量浓度在1%；
（2）将所得的铜阳极泥浆料置于微波反应炉中，向铜阳极泥浆料中入氧化剂H2O2，调节微波频率为2450MHz，微波加热功率为500w，在常压下浸出反应4min出料，进行固液分离，得到含碲的浸出液。

H2O2的用量为5molH2O2/L浆料。

浸出结束后经过化学分析碲的浸出率为98.9%（表2）。

试验例3
（1）向铜阳极泥中加水进行粗调浆，筛去颗粒直径大于5mm 的沙粒类杂质，沥干水分，向沥干水分后的铜阳极泥中加入浓度为250g/L的硫酸调浆，控制铜阳极泥浆料中铜阳极
泥的重量浓度在20%；
（2）将所得的铜阳极泥浆料置于微波反应炉中，向铜阳极泥浆料中入氧化剂H2O2，调节微波频率为2450MHz，微波加热功率为300w，在常压下浸出反应6min出料，进行固液分离，得到含碲的浸出液。

H2O2的用量为0.05molH2O2/L 浆料。

浸出结束后经过化学分析碲的浸出率为99.1%（表2）。

试验例4
（1）向铜阳极泥中加水进行粗调浆，筛去颗粒直径大于5mm 的沙粒类杂质，沥干水分，向沥干水分后的铜阳极泥中加入浓度为350g/L的硫酸调浆，控制铜阳极泥浆料中铜阳极泥的重量浓度在15%；
（2）将所得的铜阳极泥浆料置于微波反应炉中，向铜阳极泥浆料通入氧化剂压缩空气，调节微波频率为2450MHz，微波加热功率为700w，在常压下浸出反应1min出料，进行固液分离，得到含碲的浸出液。

浸出结束后经过化学分析碲的浸出率为98.2%（表2）。

试验例5
（1）向铜阳极泥中加水进行粗调浆，筛去颗粒直径大于5mm
的沙粒类杂质，沥干水分，向沥干水分后的铜阳极泥中加入浓度为150g/L的硫酸调浆，控制铜阳极泥浆料中铜阳极
泥的重量浓度在10%；
（2）将所得的铜阳极泥浆料置于微波反应炉中，向铜阳极泥浆料通入氧化剂富氧空气，调节微波频率为2450MHz，微波加热功率为900w，在常压下浸出反应20min出料，进行固液分离，得到含碲的浸出液。

浸出结束后经过化学分析碲的浸出率为99.6%（表2）。

试验例6
（1）向铜阳极泥中加水进行粗调浆，筛去颗粒直径大于5mm 的沙粒类杂质，沥干水分，
向沥干水分后的铜阳极泥中加入浓度为100g/L的硫酸调浆，控制铜阳极泥浆料中铜阳极
泥的重量浓度在8%；
（2）将所得的铜阳极泥浆料置于微波反应炉中，向铜阳极泥浆料通入氧化剂压缩空气和工业纯氧，调节微波频率为2450MHz，微波加热功率为600w，在常压下浸出反应15min 出料，进行固液分离，得到含碲的浸出液。

浸出结束后经过化学分析碲的浸出率为99.2%（表2）。

六、方法试验特点
1. 铜阳极泥中回收碲的方法试验，其特点在于按照以下步骤进行：
（1）向铜阳极泥中加水进行粗调浆，筛去颗粒直径大于5mm 的沙粒类杂质，沥干水分，向沥干水分后的铜阳极泥中加入浓度为50~400g/L的硫酸调浆，得到铜阳极泥浆料，控制
铜阳极泥浆料中铜阳极泥的重量浓度在1~30%；
（2）将所得的铜阳极泥浆料置于微波反应炉中，向铜阳极泥浆料中通入或加入氧化剂，调节微波频率为2450MHz，微波加热功率为100~900w，在常压下浸出反应1~20min后出料，进行固液分离，得到含碲的浸出液。

2. 铜阳极泥中回收碲的方法试验其特点在于加入的氧化剂为压缩空气、工业纯氧、富氧空气或H2O2中的一种或两种；采用H2O2时，H2O2的用量为0.05~5molH2O2/L浆料。

七、对比试验
向铜阳极泥中加水进行粗调浆，筛去颗粒直径大于5mm 的沙粒类杂质，沥干水分，向沥干水分后的铜阳极泥中加入浓度为350g/L的硫酸调浆，控制铜阳极泥浆料中铜阳极泥的重量浓度在5%，再向铜阳极泥矿浆中同时通入压缩空气，常压常温下进行浸出6h。

浸出结束后经过化学分析碲的浸出率为59.8%（表2）。

表2 铜阳极泥微波酸浸结果比较
试验例微波功率/W 酸度/g·L-1 浸出时间/min 碲浸出率/%
1 100 400 10 94.5
2 500 50 4 98.9
3 300 250 6 99.1
4 700 350 2 98.2
5 900 150 20 99.6
6 600 100 15 99.2
对比例无350 360 59.8
由表2可知，与传统方法相比，采用本发明的新方法反应强度较强，反应时间大大缩短，碲的浸出率提高显著。