粗二氧化碲生产精碲工艺研究

摘 要：研究了粗二氧化碲生产精碲过程中浸出液净化脱铅、硒的方法，介绍了最佳电积技术条件，碲片洗涤、铸型除钠的技术要点，以及提高精碲一级品率 的措施。

关键词：粗二氧化碲；精碲脱硒；脱铅；除钠；电流密度

1 粗二氧化碲生产精碲的原料与工艺流程

1.1 原材料

铅阳极泥提取金银过程中产出的曹达渣和铋生产精炼过程中产出的碲渣，经过碱性浸出、溶液净化，中和沉淀产出粗氧化碲，粗二氧化碲则作为提炼精碲 的原料，其成分见表1。

其他原材料主要有：氢氧化钠(工业级)，硫化钠(工业级)，CP硫酸(化学纯)，ETDA(工业级)。

1.2 工艺流程

本工艺在传统工艺流程基础上有所改进，主流程为碱性浸出造液、溶液净化除重金属、中和沉淀纯氧化碲，火法煅烧氧化碲脱硒，纯氧化碲碱性造液再次净化，电积、碲片洗涤、铸型。工艺流程如图1。

2 粗二氧化碲提纯净化

2.1 电解过程主要析出物的电极电位

粗氧化碲原料中的碲主要以可溶性的亚碲酸钠形态存在，杂质存在的主要形态有NaPbO、Na2SeO3、Na3AsO4、Sb2SbO4、Na2SiO3及Cu、Bi、Fe的氧化物。粗氧化碲必须进一步提纯净化，才能造出合格的电解液，以满足产出1号精碲的要求。

电解过程主要析出物的电极电位如下：

从以上电极电位的数据来看，铅、硒和铜与碲析出电位相近，因此，影响碲电积的主要杂质是铅、硒和铜。

2.2 杂质的控制

2.2.1 铅的控制

铅与碲的共沉积除与自身浓度有关之外，还受电流密度、电解液流速、电解温度、游离碱浓度和碲浓度影响。装槽电解液含铅必须小于0.003g/L，净化除铅的方法是往浸出液中加适量的硫化钠，使其生产硫化铅沉淀，其他重金属离子亦生成沉淀同时被除去。

硫化钠除去重金属的效果明显，但是需要控制硫化钠的加入量，因为在碱浸条件下(高碱度)直接加人Na2S、CaCl2除杂，Na2S必须过量较多，但是过量系数很难掌握，净化后终点不明显。而浸出液中加入的Na2S过量太多，硫酸中和沉淀将发生如下副反应：

2.2.2 硒的控制

Se和Te同属于VIA主族，它们在性质上有许多方面相似，因此硒是金属碲生产中最难分离的杂质。不仅要控制电解液中的硒含量，电解液温度、电流密度对硒的沉积影响也很大。脱硒采用先中和后煅烧并加强氧化碲洗涤的方法。中和法是利用TeO2和SeO2在水中溶解度的差异(60℃时，SeO2在水中溶解度为99.3％，90℃时为79.45％，而TeO2在水中的溶解度很小)。因此，用酸中和浸出液，使Na2TeO3水解生成TeO2沉淀，Na3SeO3不发生水解，留在溶液中。Na2TeO3水解反应如下：

3 碲电积

碲电积以不锈钢板作阴、阳极，在直流电作用下，TeO32-在阴极得到电子析出金属碲，OH-在阳极放出电子析出氧气，反应方程式如下：

4 铸型除钠

铸型工序也是除钠的关键。铸型温度在600℃左右，碲与氢氧化钠均呈熔融状态，表面的碲部分被氧化成TeO2，通过搅拌，上浮的氢氧化钠与TeO2反应生成亚碲酸钠，撇去这层碲酸钠渣即达到除钠的目的。反应式如下：

5 结论

(1)采用粗二氧化碲通过浸出一净化一电积的方法生产金属碲工艺上可行，在工艺参数确定的情况下，通过控制电解液中的杂质含量改变其电极电位，从而减少杂质与碲共沉积，碲的纯度能够达到99.99％以上。

(2)最佳电积条件为：电解液含Te200～300L、NaOH90～100g/L、Se<0.3g/L、Pb<0.002g/L，电流密度50一60A/m2，电解液温度20～30℃。

(3)加入Na2S、CaCl2可以将浸出液中的Cu2+、Pb2+和SiO2除到理想程度，但过量的Na2S对脱硒有一定影响，需要引起注意，最好分步加入。

(4)中和沉碲过程脱硒效果明显，但纯二氧化碲中夹带有Na2SeO2溶液，必须加强洗涤，同时用煅烧的方法脱硒。

(5)碲生产过程中产生的浸出渣和净化渣，返回碲渣处理工序处理。中和产生的废水进入污水处理总厂，用石灰中和除砷，砷渣固化，废水返回使用或达标排放。

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