中和后液中碲回收工藝研究

段春蘭，祝志兵

（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

貴溪冶煉廠精碲生產(chǎn)線以含碲物料為原料，生產(chǎn)合格4N碲產(chǎn)品,在生產(chǎn)過程中也產(chǎn)生一種工藝廢液［1-2］，稱之為中和后液，含碲為0.1～0.5g/L，采用傳統(tǒng)銅粉置換、亞硫酸鈉還原等方法均無法有效回收其中的碲，只能隨廢水外排，碲資源得不到綜合利用［3-4］。

本文對(duì)中和后液中碲回收工藝進(jìn)行了研究。試驗(yàn)表明，在中和后液中引入砷酸溶液作催化劑，調(diào)控中和后液一定pH值，加入適量亞硫酸鈉試劑還原，可將中和后液中碲大部分沉積得到含碲達(dá)45%以上碲粉富集物［5-7］，中和后液中碲含量降至60mg/L以下，中和后液中碲可以得到有效富集回收［8］。

2 試驗(yàn)原料處理流程及反應(yīng)原理

試驗(yàn)原料及典型化學(xué)成分見表1，處理工藝流程見圖1所示。

表1 中和后液典型化學(xué)成分

圖1 中和后液處理工藝流程

采用催化還原工藝，利用砷酸作催化劑，調(diào)節(jié)中和后液一定pH值后，加入還原劑亞硫酸鈉，使得中和后液中TeO32-還原為單質(zhì)碲。主要反應(yīng)如下：

3 中和后液還原試驗(yàn)

3.1 砷酸根離子濃度對(duì)還原后液中碲的影響

取中和后液4L，參數(shù)控制具體為：控制pH=1.5、反應(yīng)溫度85℃、反應(yīng)時(shí)間3h、亞硫酸鈉倍數(shù)：理論量1.5倍，改變砷酸根離子濃度得到的還原后液成分見圖2。

圖2 砷酸根離子濃度對(duì)還原后液中碲的影響

從上圖可以看出，隨著砷酸根離子濃度的增加，還原后液碲含量下降明顯，當(dāng)砷酸根離子溶度達(dá)200mg/L時(shí)，繼續(xù)提高砷酸根離子濃度，還原后液碲含量下降不明顯，考慮到后續(xù)還原渣碲回收過程砷的影響，故砷酸根離子濃度采用200mg/L為佳。

3.2 pH值對(duì)還原后液中碲的影響

取中和后液4L，參數(shù)控制具體為：砷酸根離子濃度：200mg/L、反應(yīng)溫度85℃、反應(yīng)時(shí)間3h、亞硫酸鈉倍數(shù)：理論量1.5倍，改變?nèi)芤簆H值得到的還原后液成分見圖3。

圖3 pH值對(duì)還原后液中碲的影響

從上圖可以看出，隨著pH值逐漸下降，還原后液碲含量下降明顯，當(dāng)pH值降至1.5時(shí)，繼續(xù)調(diào)低pH值，還原后液碲含量下降不明顯，故pH值調(diào)節(jié)選用1.5為佳。

3.3 反應(yīng)溫度對(duì)還原后液中碲的影響

取中和后液4L，參數(shù)控制具體為：砷酸根離子濃度：200mg/L、控制pH=1.5、反應(yīng)時(shí)間3h、亞硫酸鈉倍數(shù)：理論量1.5倍，改變反應(yīng)溫度得到的還原后液成分見圖4。

圖4 反應(yīng)溫度對(duì)還原后液中碲的影響

從上圖可以看出，隨著反應(yīng)溫度上升，還原后液碲含量逐漸下降，當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)85℃時(shí)，繼續(xù)提高溫度，還原后液碲含量下降不明顯，考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作，故反應(yīng)溫度選用85℃為佳。

3.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)還原后液中碲的影響

取中和后液4L，參數(shù)控制具體為：砷酸根離子濃度：200mg/L、控制pH=1.5、反應(yīng)溫度85℃、亞硫酸鈉倍數(shù)：理論量1.5倍，改變反應(yīng)時(shí)間得到的還原后液成分見圖5。

圖5 反應(yīng)時(shí)間對(duì)還原后液中碲的影響

從上圖可以看出，隨著反應(yīng)時(shí)間延長，還原后液碲含量先下降后趨于平穩(wěn)，考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作，故反應(yīng)時(shí)間選用3h為佳。

3.5 亞硫酸鈉加入量對(duì)還原后液中碲的影響

取中和后液4L，參數(shù)控制具體為：砷酸根離子溶度：200mg/L、控制pH=1.5、反應(yīng)溫度：85℃、反應(yīng)時(shí)間3h，改變亞硫酸鈉量得到的還原后液成分見圖6。

圖6 亞硫酸鈉加入量對(duì)還原后液中碲的影響

從上圖可以看出，隨著亞硫酸鈉加入量增加，還原后液碲含量逐漸下降，當(dāng)加入量達(dá)到理論量1.5倍時(shí)，繼續(xù)提高加入量，還原后液碲含量下降不明顯，考慮實(shí)際成本，故亞硫酸鈉理論量倍數(shù)選用1.5為佳。

4 綜合擴(kuò)大試驗(yàn)

根據(jù)前期單因素試驗(yàn)得出的最佳控制參數(shù)，新增的對(duì)中和后液碲回收處理進(jìn)行綜合擴(kuò)大試驗(yàn)，共進(jìn)行了5批次試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

由表2可知，經(jīng)5個(gè)批次的中和后液綜合擴(kuò)大試驗(yàn)，共處理中和后液26.3m3，其中碲金屬量7.5kg，產(chǎn)出還原后液碲含量均低于60mg/L，碲沉降率為82.27%，產(chǎn)出還原渣量12.307kg，其中碲金屬量6.170kg，碲粉富集物含量達(dá)45%以上。

表2 中和后液擴(kuò)大試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

5 結(jié)語

（1）中和后液中碲含量低，常規(guī)方法較難實(shí)現(xiàn)有效回收，通過引入砷酸溶液作催化劑，調(diào)控中和后液一定pH值，加入亞硫酸鈉試劑還原，可實(shí)現(xiàn)中和后液中碲較好回收，得到含碲達(dá)45%以上碲粉富集物，便于后續(xù)進(jìn)一步回收。

（2）中和后液中碲回收最佳工藝參數(shù)為：控制中和后液pH=1.5、反應(yīng)溫度85℃、反應(yīng)時(shí)間3h、亞硫酸鈉倍數(shù)：理論量1.5倍、砷酸根離子濃度：200mg/L，碲沉降率80%以上，處理后還原后液中碲含量降至60mg/L以下。

（3）優(yōu)化后工藝可使中和后液中碲得到有效沉降回收，且操作簡單，流程短，處理成本低。