铜阳极泥渣中浸出碲的试验研究.pdf

D O I 1 0 ．3 9 6 9 I ／J ．i s s n ．1 0 0 7 - - 7 5 4 5 ．2 0 1 1 ．0 6 ．0 0 1 铜阳极泥渣中浸出碲的试验研究 康立武1 ，闵昌松2 ，彭樟成2 1 ．江西稀有稀土金属钨业有限公司，南昌3 3 0 0 4 6 ；2 ．江西铜业集团公司贵溪冶炼厂，江西贵溪3 3 5 4 2 4 摘要以铜阳极泥渣为原料，探讨了碲的浸出条件。通过正交试验与单因素试验考察了浸出时间、温度、 p H 及高锰酸钾加入量对碲浸出率的影响。结果表明，最佳浸出工艺条件为时间4h 、温度7 0 ℃、高锰 酸钾用量0 ．8 ％、p H1 ．6 左右。在最佳浸出条件下，碲浸出率达9 2 ．1 5 ％。 关键词铜阳极泥渣；碲；浸出；正交试验 中图分类号T F 8 4 3 ．5 ；T N 3 0 4 ．1文献标识码A 文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 1 0 6 - - 0 0 0 3 0 4 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nL e a c h i n go fT e l l u r i u mf r o mR e s i d u eo f C o p p e rA n o d eS l i m e K A N GL i W U l ，M I NC h a n g s o n 9 2 ，P E N GZ h a n g c h e n 9 2 1 ．J i a n g x iR a r eE a r t h8 LR a r eM e t a l sT u n g s t e nG r o u pC o ．L t d ．，N a n c h a n g3 3 0 0 4 6 ，C h i n a 2 ．G u i x iS m e l t e r ，J i a n g x iC o p p e rG r o u p ，G u i x i3 3 5 4 2 4 ，J i a n g x i ，C h i n a A b s t r a c t T h ee x t r a c t i o nc o n d i t i o n so ft e l l u r i u mw e r ed i s c u s s e dw i t ht e l l u r i u m b e a r i n gr e s i d u ef r o mc o p p e r a n o d es l i m ea sr a wm a t e r i a l s ．T h ee f f e c to fl e a c h i n gt i m e ，t e m p e r a t u r e ，d o s a g eo fp o t a s s i u mp e r m a n g a n a t e a n dp Ho nt e l l u r i u me x t r a c t i n gr a t ew e r ei n v e s t i g a t e dt h r o u g ho r t h o g o n a le x p e r i m e n ta n df a c t o re x p e r i m e n t ．T h er e s u l t ss h o w e dt h a tw i t ht h eo p t i m u ml e a c h i n gc o n d i t i o n si n c l u d i n gl e a c h i n gt i m eo f4h ，t e m p e r a t u r eo f7 0 ℃，t h ed o s a g eo fp o t a s s i u mp e r m a n g a n a t eo f0 ．8 ％a n dp H1 ．6 ，t h et e l l u r i u ml e a c h i n gr a t e w a s9 2 ．1 5 ％． K e yw o r d s r e s i d u eo fc o p p e ra n o d es l i m e ；t e l l u r i u m ；l e a c h i n g ；o r t h o g o n a le x p e r i m e n t 碲作为一种稀散元素，常伴生于铜、铅、铋等矿 中，并在这些金属冶炼副产物中得以富集[ 1 1 ] 。目 前8 0 ％的碲是从铜电解精炼产生的阳极泥经提取 稀贵金属后的含碲阳极泥中提取，铜阳极泥中碲在 组分上绝大多数是以A g 。T e 、C u T e 、A u 。T e 等形式 存在[ 3 _ 7 ] 。我国铜冶炼厂主要采用预处理脱铜一回 转窑蒸硒一水浸分铜一分铜渣碱浸一电解的工艺流 程提取碲，生产中产生的含碲渣含量高低不一，成分 复杂，碲回收困难[ 8 _ 1 引。该含碲渣呈弱碱性，为充 分回收废渣中的碲，并降低生产成本，本文拟对氧化 酸浸条件进行研究，以期得到较高的浸出率。 作者简介康立武 1 9 8 2 一 ．男，江西吉安人，硕士研究生 1试验 1 ．1 原料及仪器设备 含碲渣原料来源于某铜冶炼厂，其主要化学成 分 ％ P b1 1 ．4 7 ，S i8 ．2 2 ，C u 5 ．9 7 ，N a5 ．3 5 ，T e 4 ．8 0 ，S e4 ．2 8 ，B i2 ．7 3 ，A s2 ．4 8 ，S b2 ．1 4 ，粒度分布 5 4 ．9 肛m4 ．6 3 ％，粒径小于7 5 弘m 的颗粒占9 5 ％以 上。化学试剂主要有分析纯高锰酸钾和硫酸。 主要仪器J H S 一1 电子恒速搅拌机、P H T P 酸 度计、S H B 一3 循环水真空泵、D F 一1 集热式恒温磁力 搅拌器、P E 一4 0 0 0 原子吸收分光光度计。 万方数据 4 有色金属 冶炼部分 2 0 1 1 年6 期 1 ．2 试验方法及原理 按液固比5 1 量取一定量的硫酸到1L 反应 烧瓶中，在水浴上加热至一定温度，加入4 0g 含碲 渣和一定量的高锰酸钾，控制温度和反应时间，在一 定的搅拌速度下进行反应。反应结束后过滤，浸出 液用原子吸收分光光度法分析碲的浓度，并由此计 算碲的浸出率。 碲渣在强氧化性酸性体系下进入液相的主要化 合物有C u 2 T e 、C u S O 。、C u 2 S e 、C u 2 S ，其主要反应 为 C u 2 T e 2 M n 0 4 一 8 H 一2 C u 2 T e 0 42 一 2 M n 2 4 H 2 0 1 C u 2 S e 2 M n 0 4 8 H 一2 C u 2 S e 0 42 一 2 M n 2 4 H ，0 2 C u ，S 2 M n 0 4 8 H 2 C u 2 S 0 42 一 2 M n 2 4 H ，O 3 1 ．3 正交试验设计 在前期探索性试验的基础上，以碲浸出率为主 要参考指标，进行L 。 3 4 正交试验，因子选择和水 平分别为A 一浸出时间 4h ，5 h ，6h 、B 一浸出温 度 5 0 ℃，6 0 ℃，7 0 ℃ 、C 一氧化剂高锰酸钾用量 o ．4 ％，0 ．5 ％，0 ．6 ％ D ～浸出p H 1 ．2 ，1 ．6 ，2 ．o 。 2 试验结果及讨论 2 ．1 正交试验结果及极差分析 正交试验及极差分析结果见表1 。 表1 正交试验结果 T a b l e1T h er e s u l t so fo r t h o g o n a le x p e r i m e n t 序号A 一时间／hB 一温度／℃c 一高锰酸钾／％D p H浸出率／％ 67 00 ．61 ．29 2 ．1 5 由表1 可知，4 个因素主次关系依次是C ，B ，A ， D ，即高锰酸钾用量、温度、时间、p H 。最佳条件是 A 。B s C 。D 。但由于A 因素的影响较小，从节能和 生产率方面考虑浸出时间选4h 较合理，较合理的 浸出条件为A 、B 。C 。D ，即浸出时间4h 、浸出温度 7 0 ℃、高锰酸钾用量0 ．8 ％、p H 一1 ．6 。 为验证正交试验结果，进行了单因素补充试验。 进行单因素试验时，其他因素为正交试验确立的最 佳条件。 2 ．2 浸出时间对碲浸出率的影响 在浸出温度7 0 ℃、高锰酸钾用量0 ．8 ％及p H 1 ．6 的条件下，浸出时间对碲浸出率的影响试验 结果见图1 。 从图1 可看出，碲浸出率随浸出时间的增加而 增加，当浸出时间达到4h 时，碲浸出率达9 2 ．0 8 ％， 随时间的延长，溶出率并没明显增加，这是由于反应 初期，随着时间的延长，浸出剂的浓度比较高，反应 生成物层没有完全愈合，固体反应物的活性质点能 够充分与浸出剂接触，从而浸出率会迅速升高，但当 反应界面愈合后，内扩散速度缓慢，且浸出剂的浓度 下降，从而导致浸出率升高不显著。因此，浸出时间 选择4h 较为合理。 2 ．3 浸出温度对碲浸出率的影响 从图2 可看出，碲浸出率随浸出温度的增加而 增加，这是因为阳极泥渣的浸出是液相与固相之间 的反应，当温度升高时，由于分子运动速度加快，溶 液黏度减小，扩散系数增大，利于加快反应速度，因 此促进了碲的浸出。当浸出温度达到7 0 ℃，碲浸出 率达9 1 ．9 2 ％，再升高温度碲的浸出率变化不大。 与上述极差分析相符。 2 ．4 K M n 0 4 用量对碲浸出率的影响 从图3 可知，碲浸出率随高锰酸钾用量的增加 而增加，高锰酸钾用量的增加，溶液中氧化气氛越 强，氧化过程驱动力越大，更能使固相中 4 价的碲 弘化弱弘均鳃∞钳盯黔他盯∞舭巧 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 1 1 年6 期 5 蓬 氇i 卜 丑 螂 图1 浸出时间对碲浸出率的影响 F i g ．1 E f f e c to fl e a c h i n gt i m eo n t e l l u r i u ml e a c h i n gr a t e 温度F C 图2 浸出温度对碲浸出率的影响 F i g ．2 E f f e c to fl e a c h i n gt e m p e r a t u r e o nt e l l u r i u ml e a c h i n gr a t e 转变为 6 价进入液相，当高锰酸钾用量达到 0 ．8 ％，碲浸出率达到9 1 ．7 8 ％，继续增加用量对碲 的浸出率作用不大，因此，高锰酸钾用量选择0 ．8 ％ 较为合理。 2 ．5p H 对碲浸出率的影响 从图4 可知，p H 1 ．6 时，碲浸出率达到 9 1 ．4 5 ％，之前变化不大，再增加p H ，碲的浸出率下 降。由于溶液p H 越小，高锰酸钾的氧化能力越强， 碲浸出率就越高，但是酸度增加，对设备的腐蚀也加 大，而且对后续工艺也带来一定的麻烦。综合极差 分析和单因素试验结果，选p H 1 ．6 较为合理。 9 5 9 0 8 5 逛 爵 丑 螂踟 7 5 7 0 高渤用量，％ 图3K M n O 。用量对碲浸出率的影响 F i g ．3 E f f e c to fK M n O td o s a g eo n t e l l u r i u ml e a c h i n gr a t e 图4p H 对碲浸出率的影响 F i g ．4 E f f e c to fp Ho nt e l l u r i u m l e a c h i n gr a t e 3结论 氧化酸浸浸出碲渣的最佳浸出条件为高锰酸 钾用量0 ．8 ％、温度7 0 ℃、时间4h 、p H 1 ．6 ，此 时，碲渣中碲浸出率达到9 2 ．1 5 ％； 参考文献 [ 1 3 李洪桂．湿法冶金学[ M ] ．长沙中南大学出版社， 2 0 0 2 ． [ 2 ] 朱祖泽，贺家齐．现代铜冶金学[ M ] ．北京科学出版 社，2 0 0 3 ． [ 3 ] 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