碲錠生產過程中深度除鉛、鈉的技術研究及應用

侯紹彬，劉元輝，于守貴，劉風水，賀 鵬

（山東恒邦冶煉股份有限公司，山東 煙臺 264109）

碲，化學元素之一，由德國礦物學家米勒·馮·賴興施泰因于1782年在研究德國金礦石時發(fā)現(xiàn)。為斜方晶系銀白色結晶。溶于硫酸、硝酸、王水、氰化鉀、氫氧化鉀；不溶于冷水和熱水、二硫化碳。碲主要供半導體器件、合金、化工原料及鑄鐵、橡膠、玻璃等工業(yè)作添加劑用，用途較為廣泛。

碲元素主要從銅陽極泥、鉛陽極泥中富集提取，其主要回收工藝為：全濕法加壓浸出法和火法、濕法聯(lián)合工藝。本文主要介紹了采用火法、濕法聯(lián)合工藝富集回收銅陽極泥、鉛陽極泥中碲元素，通過碲電積工藝產出國標1#碲錠產品。但由于處理銅陽極泥、鉛陽極泥雜質元素高，所產部分碲錠產品存在鉛元素、鈉元素超標現(xiàn)象，達不到國標1#碲錠標準。針對此問題，通過組織技術人員科研攻關，最終提出利用一種新型除鉛劑聯(lián)合硼砂一起使用，在碲片中頻爐熔化過程中加入配制好的除鉛、鈉試劑，控制一定溫度、加強攪拌，能有效深度去除碲錠中鉛、鈉元素，取得了較高的經濟效益。

1 從銅陽極泥、鉛陽極泥中回收碲工藝

恒邦股份公司年具備生產碲錠50t的生產能力，其碲主要回收原料為銅陽極泥、鉛陽極泥，由于前期銅、鉛系統(tǒng)處理的原料多為復雜礦，導致銅陽極泥、鉛陽極泥成分較為復雜，碲元素含量均不高，對后期富集回收及產品質量穩(wěn)定性帶來一定影響，銅陽極泥、鉛陽極泥分析結果見表1。

表1 銅陽極泥、鉛陽極泥成分分析結果/%

1.1 銅陽極泥、鉛陽極泥處理回收碲工藝簡介

銅陽極泥采用硫酸化焙燒蒸硒、水洗脫銅，脫銅渣經干燥后和鉛陽極泥拌料經貴鉛爐還原熔煉、分銀爐氧化精煉產出銀陽極板，通過銀電解回收金、銀主要產品，分銀爐精煉過程中所產碲渣[1]經球磨、堿性浸出、碲電積工藝產出國標1#碲錠產品，具體工藝見圖1。

圖1 碲錠生產工藝流程圖

1.2 碲錠生產具體操作

碲渣采用顎式破碎機破碎后進行濕式球磨（粒度＜-100目～120目），將球磨礦漿泵入反應釜內，補加清水至液固比3～4：1進行升溫至85℃恒溫反應4h～6h放槽過濾，濾液升溫85℃，加入硫化鈉，恒溫反應1h，靜止2h放槽過濾，濾液進行稀硫酸中和，調PH值5～6視為硫酸加入終點，恒溫反應2h放槽過濾，濾液進入廢水處理，濾渣（TeO2）進入煅燒除硒。控制烘箱溫度480℃～520℃煅燒5h～6h，取樣化驗Se＜0.2%視為煅燒終點。

煅燒除硒后二氧化碲進入溶解、造電積液[2]。液固比按5：1加入軟化水，升溫至80℃加入TeO2、工業(yè)級片堿恒溫85℃反應3h～4h，取樣化驗，合格進行碲電積。控制電流密度45A/m2、電壓25V，電積時要求室內溫度不能小于15℃，電積終點為待電積液碲含量小于120g/L或陰極板有堿析出。

電積所產碲錠高溫水浸泡48h以上，待浸泡液PH=6～7視為終點，經干燥后進入澆鑄工序。采用中頻爐控制溫度550℃～600℃熔化，采用石墨棒攪拌吸附熔液中Na，待除Na后進行澆鑄，產得碲錠產品。

1.3 存在問題

因銅陽極泥、鉛陽極泥成分相對較為復雜，尤其鉛含量較高，碲錠產品存在鉛或鈉元素超標現(xiàn)象，達不到國標1#碲錠標準要求，若作為2#產品外售或返流程再次處理提純，影響了經濟效益。碲錠中鉛、鈉元素超標分析結果見表2。

表2 碲錠產品成分分析結果/%

2 碲片中頻爐熔化過程中深度除鉛、鈉研究及應用

根據(jù)碲錠中鉛或鈉含量情況，對生產流程進行跟蹤研究，加強了凈化工序、碲片泡洗工序、中頻熔化澆鑄碳棒攪拌除鈉工序操作，并延長了各工序操作時間[3]，雖在碲錠品質穩(wěn)定上起了一定作用，但1#碲錠產品合格率為96.5%左右。

通過技術人員實驗研究，選擇一種新型除鉛劑和硼砂聯(lián)合使用，在碲片中頻爐熔化澆鑄過程中，按新型除鉛劑與硼砂1：0.2～0.5配比攪拌混合后按與碲片質量比0.2：1加入中頻爐內，控制溫度520℃～550℃，加強攪拌，反應30min后撈凈浮渣，澆鑄冷凝后對碲錠進行取樣，碲錠中鉛、鈉均低于國標1#碲錠要求，該工藝用于流程生產后，碲錠產品品質以穩(wěn)定，1#碲錠產品合格率已達到100%。使用新型除鉛劑聯(lián)合硼砂深度除鉛、鈉后所產碲錠產品分析結果見表3。

表3 碲錠產品成分分析結果/%

3 結論

采用新型除鉛劑聯(lián)合硼砂在碲片中頻爐熔化澆鑄過程中按比例加入進行深度除鉛、鈉操作，能有效去除碲錠中微量鉛、鈉元素，達到國標1#碲錠標準要求，該操作成本低、周期短、損耗少、沒有二次污染等優(yōu)點，具有較高的經濟效益及深遠的社會效益，應用推廣價值較高。