酸性氧化浸出粗硒蒸馏渣回收硒和碲的研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lzslzs2002
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铜阳极泥经过典型全湿法提硒工艺产生粗硒,再经过密闭熔炼-真空蒸馏后得到蒸馏残留物,含有硒、碲、银、金、铂族金属等多种有价元素,必须有效回收与利用。如何实现硒、碲、铜与贵金属的分离是蒸馏渣综合高效回收与利用的关键。本文以典型的两种粗硒蒸馏渣为研究对象,根据硒、碲、铜的赋存状态,系统研究了他们在酸性氧化浸出过程中的热力学和动力学,获得了优化浸出工艺参数。(1)化学成分、物相的分析结果表明,粗硒蒸馏渣Ⅰ的主要物相是Na Cl、Na2SO4、Cu2Se、Cu3Se2、Cu Se、Pt Te、Rh Te、Ir Te、Pd Te2、Au Te2;粗硒蒸馏渣Ⅱ的主要物相是Cu Ag Se、Pb Se、Ag Te3、Cu2Te、Cu1.8Se、Na2SO4、Pb Se O3。(2)借助Fact Sage软件绘制了298K和338K下Se-H2O系、Te-H2O系、Cu-H2O系、Se-Cu-H2O系、Se-Ag-H2O系、Te-Ag-H2O系的Eh-p H图,系统分析了粗硒蒸馏渣酸性浸出过程的热力学。结果表明,在酸性条件下,控制p H和电位可以实现硒、碲、铜的浸出,且铜更易比硒和碲浸出,体系温度升高,有利于浸出。(3)以粗硒蒸馏渣Ⅰ为原料,开展了酸性氧化浸出实验研究,结果表明,硫酸、过氧化氢和氧气三者浸出时,硫酸和氧气有利于提高体系电位,过氧化氢降低体系p H,有利于硒、碲和铜的浸出。常压条件下,系统考察了各工艺参数对酸性氧化浸出粗硒蒸馏渣Ⅰ过程的影响,得到最佳工艺条件:硫酸浓度3.5mol/L、过氧化氢浓度5.5 mol/L、氧气流量2 L/min、液固比20:1 m L/g、浸出时间30min,此时硒、碲、铜的回收率分别达到87.96%、87.02%、98.82%。浸出渣主要由Pb SO4、Ag Cl、Cu Se、Ag Se、Cu Te和Ag Te组成,Ag Cl包裹Ag Se是导致硒未完全浸出的主要原因。考察了加压浸出工艺中氧分压对粗硒蒸馏渣Ⅰ中硒、碲、铜浸出率的影响,结果表明,与常压浸出相比,氧分压可以提高浸出效果。在0.5 MPa氧分压条件下,硒、碲、铜的浸出率分别为93.97%、99.83%、97.42%。(4)研究了粗硒蒸馏渣Ⅱ的酸性氧化浸出工艺,考察了不同浸出条件对浸出的影响,得到最佳工艺条件:硫酸浓度3.5 mol/L、过氧化氢添加量45m L、液固比10:1 m L/g、搅拌速度300 rpm、浸出温度45℃,此时铜、硒、碲的回收率分别达到99.7%、87.08%、97.15%。考察了粗硒蒸馏渣Ⅱ的浸出动力学,研究表明浸出反应速率与搅拌速度无关,与反应温度、硫酸浓度和过氧化氢添加量有关。铜、硒和碲的浸出均受内扩散控制,当温度低于45℃时,表观活化能分别为21.8 k J/mol、20.04 k J/mol和42.88k J/mol,硫酸的反应级数分别是0.66、1.58和1.51,过氧化氢的反应级数分别是1.18、1.3和0.85。
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