碲锭生产过程中深度除铅、钠的技术研究及应用

2020-03-28侯绍彬刘元辉于守贵刘风水

世界有色金属 2020年1期

侯绍彬，刘元辉，于守贵，刘风水，贺鹏

（山东恒邦冶炼股份有限公司，山东烟台 264109）

碲，化学元素之一，由德国矿物学家米勒·冯·赖兴施泰因于1782年在研究德国金矿石时发现。为斜方晶系银白色结晶。溶于硫酸、硝酸、王水、氰化钾、氢氧化钾；不溶于冷水和热水、二硫化碳。碲主要供半导体器件、合金、化工原料及铸铁、橡胶、玻璃等工业作添加剂用，用途较为广泛。

碲元素主要从铜阳极泥、铅阳极泥中富集提取，其主要回收工艺为：全湿法加压浸出法和火法、湿法联合工艺。本文主要介绍了采用火法、湿法联合工艺富集回收铜阳极泥、铅阳极泥中碲元素，通过碲电积工艺产出国标1#碲锭产品。但由于处理铜阳极泥、铅阳极泥杂质元素高，所产部分碲锭产品存在铅元素、钠元素超标现象，达不到国标1#碲锭标准。针对此问题，通过组织技术人员科研攻关，最终提出利用一种新型除铅剂联合硼砂一起使用，在碲片中频炉熔化过程中加入配制好的除铅、钠试剂，控制一定温度、加强搅拌，能有效深度去除碲锭中铅、钠元素，取得了较高的经济效益。

1 从铜阳极泥、铅阳极泥中回收碲工艺

恒邦股份公司年具备生产碲锭50t的生产能力，其碲主要回收原料为铜阳极泥、铅阳极泥，由于前期铜、铅系统处理的原料多为复杂矿，导致铜阳极泥、铅阳极泥成分较为复杂，碲元素含量均不高，对后期富集回收及产品质量稳定性带来一定影响，铜阳极泥、铅阳极泥分析结果见表1。

表1 铜阳极泥、铅阳极泥成分分析结果/%

1.1 铜阳极泥、铅阳极泥处理回收碲工艺简介

铜阳极泥采用硫酸化焙烧蒸硒、水洗脱铜，脱铜渣经干燥后和铅阳极泥拌料经贵铅炉还原熔炼、分银炉氧化精炼产出银阳极板，通过银电解回收金、银主要产品，分银炉精炼过程中所产碲渣[1]经球磨、碱性浸出、碲电积工艺产出国标1#碲锭产品，具体工艺见图1。

图1 碲锭生产工艺流程图

1.2 碲锭生产具体操作

碲渣采用颚式破碎机破碎后进行湿式球磨（粒度＜-100目～120目），将球磨矿浆泵入反应釜内，补加清水至液固比3～4：1进行升温至85℃恒温反应4h～6h放槽过滤，滤液升温85℃，加入硫化钠，恒温反应1h，静止2h放槽过滤，滤液进行稀硫酸中和，调PH值5～6视为硫酸加入终点，恒温反应2h放槽过滤，滤液进入废水处理，滤渣（TeO2）进入煅烧除硒。控制烘箱温度480℃～520℃煅烧5h～6h，取样化验Se＜0.2%视为煅烧终点。

煅烧除硒后二氧化碲进入溶解、造电积液[2]。液固比按5：1加入软化水，升温至80℃加入TeO2、工业级片碱恒温85℃反应3h～4h，取样化验，合格进行碲电积。控制电流密度45A/m2、电压25V，电积时要求室内温度不能小于15℃，电积终点为待电积液碲含量小于120g/L或阴极板有碱析出。

电积所产碲锭高温水浸泡48h以上，待浸泡液PH=6～7视为终点，经干燥后进入浇铸工序。采用中频炉控制温度550℃～600℃熔化，采用石墨棒搅拌吸附熔液中Na，待除Na后进行浇铸，产得碲锭产品。

1.3 存在问题

因铜阳极泥、铅阳极泥成分相对较为复杂，尤其铅含量较高，碲锭产品存在铅或钠元素超标现象，达不到国标1#碲锭标准要求，若作为2#产品外售或返流程再次处理提纯，影响了经济效益。碲锭中铅、钠元素超标分析结果见表2。

表2 碲锭产品成分分析结果/%

2 碲片中频炉熔化过程中深度除铅、钠研究及应用

根据碲锭中铅或钠含量情况，对生产流程进行跟踪研究，加强了净化工序、碲片泡洗工序、中频熔化浇铸碳棒搅拌除钠工序操作，并延长了各工序操作时间[3]，虽在碲锭品质稳定上起了一定作用，但1#碲锭产品合格率为96.5%左右。

通过技术人员实验研究，选择一种新型除铅剂和硼砂联合使用，在碲片中频炉熔化浇铸过程中，按新型除铅剂与硼砂1：0.2～0.5配比搅拌混合后按与碲片质量比0.2：1加入中频炉内，控制温度520℃～550℃，加强搅拌，反应30min后捞净浮渣，浇铸冷凝后对碲锭进行取样，碲锭中铅、钠均低于国标1#碲锭要求，该工艺用于流程生产后，碲锭产品品质以稳定，1#碲锭产品合格率已达到100%。使用新型除铅剂联合硼砂深度除铅、钠后所产碲锭产品分析结果见表3。