从金银生产的钠碱渣回收碲的研究

雷 湘，吴海国，郭 庆，孙 亮

（1.湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100；2.湖南有色铍业有限责任公司，湖南长沙 410000）

·冶 金·

从金银生产的钠碱渣回收碲的研究

雷 湘1，吴海国1，郭 庆2，孙 亮2

（1.湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100；2.湖南有色铍业有限责任公司，湖南长沙 410000）

采用水浸－中和方法从金银生产过程中产生的钠碱渣回收TeO2，得到纯度大于99.5%的精制TeO2。精制TeO2采用碱溶－电解的方法制备碲，得到品位为99.995%的碲锭。该方法所得产品质量高，设备简单，工艺可行，绿色环保，经济效益显著。

钠碱渣；碲；水浸；电解

碲及其化合物作为重要的工业添加剂，不仅广泛用于制备电镀液中的光亮剂、石油裂化催化剂、陶瓷和玻璃的着色剂及橡胶的硫化剂等，同时其还是重要的光敏电阻和光电池材料。钢和铜合金加入少量碲能明显改善其切削加工性能并增加硬度；在白口铸铁中，碲可被用作碳化物稳定剂，使表面坚固耐磨。市场上对碲的需求主要是金属碲和二氧化碲（TeO2）。

目前，世界碲储量约47 000 t，其中，中国为16 000 t，但纯碲的获得绝大多数是从铜、铅等冶炼过程中作为伴生组分综合回收。以铜、铅阳极泥为原料回收金、银过程中会产生一定量的钠碱渣（又名苏打渣、曹达渣），其主要成分为TeO2，存在的形态为亚碲酸钠。

本研究针对金、银生产过程中的副产物钠碱渣，通过水浸、中和、碱溶及电解等过程回收碲及其化合物，在工艺可操作性、生产成本控制等方面均显示出优势，既能适应市场对碲的需求，又符合循环资源的综合利用。

1 原 料

试验原料钠碱渣的主要成分见表1。

碲渣中的铋、铜基本以氧化物形式存在，其它的如砷、硅、铅、锑等以其钠盐Na2SiO3、Na3AsO3、Na2PbO2、NaSbO2形式存在，碲则主要是以可溶性的亚碲酸钠（Na2TeO3）形态存在。

表1 钠碱渣主要成分

2 二氧化碲的制取

2.1 二氧化碲的提取工艺流程

钠碱渣通过球磨、水浸、硫化、中和、洗涤等过程制备二氧化碲，其提取工艺流程如图1所示。

图1 二氧化碲的提取工艺流程图

2.2 二氧化碲提取主要工序研究与讨论

2.2.1 球磨工序

取混合钠碱渣球磨机球磨，磨至粒度124μm 85%以上。

2.2.2 水浸取碲

钠碱渣水浸时，Na2TeO3溶于浸出液中，其余金、银、铜、铋等残留在浸出渣中。浸出过程中如有少量的铜、铅、铋、砷等杂质进入溶液，可根据实际情况加入一定量的Na2S和CaCl2，使溶于溶液中的杂质以其硫化物或钙渣形式沉淀分离。浸出渣送铋渣处理系统后，使用盐酸浸出铜、铋，含金、银的渣返回金银生产系统。实验方法：每次取磨细的钠碱渣1 000 g（每批加入碲量257.9 g），在固液比为1∶4、温度＞85℃的情况下，加入定量的Na2S，反应浸出2 h。浸出结果见表2。

表2 水浸试验结果

从表2结果可知，TeO2浸出率基本上能达到93%以上，金、银等贵金属得到一定的富集，为再回收金银提取提供了保障。

2.2.3 中和沉碲

水浸液加入工业稀H2SO4（35%），温度＞85℃时，保温30 min并维持pH终点5～6，使Na2TeO3生成TeO2沉淀。该反应如式（1）：中和沉碲实验结果见表3。

表3 中和沉碲试验结果

从表3浸出结果可知，中和沉碲的直收率可达98.73%。反应所得粗TeO2的质量见表4，粗TeO2仅含有少量Pb、Cu、Bi等杂质。

2.2.4 碱溶提纯

将粗TeO2加入NaOH溶液中，NaOH与TeO2反应生成Na2TeO3，残留在粗TeO2的少量Fe、Si、Cu等杂质不溶于NaOH溶液，从而达到碲的提纯目的。反应如式（2）：

表4 粗TeO2质量分析 %

实验方法：按NaOH∶粗TeO2＝0.5～0.6∶1（重量比）分别计算好粗TeO2及NaOH量。先将NaOH配成5.5～6.0 N的溶液，缓慢加入粗TeO2，加热到85℃以上，搅拌一段时间后再加入等量的水稀释，煮沸10 min后过滤，滤渣返碱溶处理。碱溶液进二次中和沉碲。

2.2.5 二次中和沉碲

往碲碱溶液中加入适量EDTA，在60～70℃搅拌30 min，再用H2SO4缓慢调pH至5～6。铁等金属杂质能与EDTA络合生成稳定的络合物存留在溶液中，而碲则以TeO2形式沉淀，使碲与杂质进一步分离，达到纯化的目的，从而得到纯度较高的TeO2。以杂质铁为例，反应如式（3）：

二次碱溶、中和沉碲试验结果见表5。由表5可知，精制TeO2的总杂质含量小于0.5%，主成分大于99.5%。

表5 碱溶、二次沉碲结果

3 碲的制备

3.1 纯碲制备工艺流程

电解法制备碲的工艺流程如图2所示。精致TeO2加入NaOH后，用纯水溶解配制成碲电解液，在室温条件下电解，所得电碲经草酸煮洗、水洗涤、干燥后放在石墨坩埚炉中熔铸，产出碲锭。电解废液添加TeO2可返回下一轮电解。

3.2 实验过程与结果讨论

3.2.1 电解液的配制

称取一定量的纯TeO2和NaOH，用纯水溶解配制成电解液。电解液配置的技术条件见表6。

图2 电解法制备碲工艺流程图

表6 碲电解液的配置条件

3.2.2 电积过程

调整Na2TeO3溶液含NaOH l00～140 g／L，碲100～150 g／L。电解沉积过程采用普通钢板作阳极，不锈钢板作阴极。由于碲与钠之间电位相差较大，故阴极上不会有钠等负电性元素析出，碲电解槽采用20 mm的硬聚氯乙烯板制作。电积过程同极中心距为100 mm，在室温条件下电解，电解周期为10～12 d。

3.2.3 熔铸过程

电积过程所得电碲放在石墨坩埚炉中熔铸，熔铸温度为550～600℃。碲成分见表7。由表7可知，碲锭的纯度达到99.96%左右，杂质含量较低。其中，钠和砷的含量偏高，通过洗涤和铸型等加工，最终产品可以达到合格标准。

表7 碲锭的质量分析结果 %

4 结 论

1.以某厂的副产品钠碱渣为原料，通过水浸、中和、碱溶、二次中和等反应可以制备出精制TeO2，产品质量好，直收率较高。该生产工艺技术上可行，且生产流程短、设备简单，易于实现产业化。

2.采用电解方法制备纯碲，方法简单，易于操作，所得碲锭纯度达到99.96%。

3.由试验结果可知，该方法提取、制备纯碲，条件温和，试剂消耗少，产品质量高，并且利于其它有价金属的综合回收，绿色环保，因此，该方法具有广阔的应用前景。

［1］ 李洪桂.稀有金属冶金学［M］.北京：冶金工业出版社，2006.

Reclaim ing Tellurium from Alkaline Residue of Gold and Silver Production

LEIXiang1，WU Hai-Guo1，GUO Qing2，SUN Liang2
（1.Hunan Research Institute of NonferrousMetals，Changsha 410100，China；2.Hunan Nonferrous Beryllium Co.，Ltd，Changsha 410000，China）

Water leaching-neutralizing processes have been introduced to prepare TeO2from alkaline residue of gold and silver production，and the fineness of recovered TeO2ismore than 99.5%.Moreover，alkali dissolution and electrolysis have been introduced to prepare tellurium，and the fineness of recovered tellurium ingot is more than 99.995%.This is a method with high quality propery of the product，uncomplicated equipment，simple flowsheet，green environmental protection，and its economic benefits are also obvious.

alkaline residue；tellurium；water leaching；electrolysis

TF843.5

：A

：1003－5540（2014）02－0023－04

2014－03－10

雷 湘（1974－），女，工程师，主要从事铍冶炼、稀有金属冶金技术研究。