专利名称：真空冶炼提取硒的工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于硒的冶炼工艺、尤其是从粗硒渣中提取硒的工艺。
背景技术：
金属硒及硒的某些化合物是熟知的半导体材料，具有优异的物理化学性质，并有广泛而又特殊的用途。硒没有独立的矿产，在地壳中的含量极少，仅为0.0009％，广泛分布于硫化矿物中，如硒铜矿、硒铜银矿等。目前提取硒的主要原料是铜电解精炼阳极泥，另一部分是从硫铁矿焙烧制酸时的净化酸泥中回收硒。我国是硒的净进口国。目前国内外制备硒的方法很多，一般有以下六种①吸附沉淀与中和水解法。此法的缺点是消耗人力、物力较多。②离子交换法。一般与硒的氧化、中和沉淀和溶剂萃取联用。③亚硫酸盐循环法。该法过程缓慢，回收率不高。④硒化氢热分解法。硒化氢为巨毒物，工业生产上不宜使用。⑤二氧化硒升华法。一般用在中和水解法的前段工序。⑥蒸馏法。此法一般是在提取粗硒时所采用，馏出物的含硒量一般达到99.9％左右。我国各生产单位提纯硒的工艺大都采取氧化法和吸附沉淀、中和水解法联合提纯硒，或前级用离子交换法，后级用溶剂萃取法进行提纯，或前级采用蒸馏法使硒纯度达到99.9％，然后与其他方法联合应用进行提纯。以上传统的硒冶炼提取过程存在的问题是工艺流程长、工序复杂、污染大、金属回收率低、生产成本高。
发明内容
本发明的目的正是为了克服上述现有技术存在的不足而提供一种生产工艺简单、提纯工艺过程污染小、回收率高和生产成本低的真空冶炼提取硒的工艺。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的。
真空冶炼提取硒的工艺，其生产工艺分为两个工序，即硒原料的成型干燥工序和真空炉提取工序；所述的干燥工序是成型干燥工序，即将物料与粘合剂混合均匀并制粒或制块，再将制成粒或块的物料干燥至水分含量小于1％；所述的真空炉提取工序是将粒状或块状物料装入料舟中，将料舟装入真空炉内进行真空粗炼，在炉内蒸馏得到的硒蒸气经捕硒器和保温管道流入硒锅，打开炉门，拖出料舟出渣，再将物料放入盛料料舟重复生产。
本发明中，硒原料的含硒量为20～90％，其中，硒物相中单质硒的含量≥90％；本发明所述的成型干燥工序由混料、制粒或制块和干燥组成，制粒或制块所用的粘结剂为工业淀粉，加入量为湿重硒原料的1～3％，干燥温度为120～150℃；所述的真空冶炼工序，其真空炉的加热方式为直接加热或间接加热，直接加热时，加热元件必须为石墨，真空炉的炉膛温度为350～800℃，真空度10～300Pa，捕硒器捕硒温度为220～250℃；料舟用石墨制作；在炉膛内衬有石墨内胆或石墨砖；捕硒器设置在真空炉外部，并用电阻丝加热保温；在捕硒器后端设置有布袋收尘器，在布袋收尘器后端设置有石灰干燥器，在石灰干燥器后端设置有微滤过滤器，在微滤过滤器后端设置有真空泵机组。
本发明的成型干燥工序将硒物料制成型并干燥处理，是为了满足真空冶炼对炉料的要求。采用真空冶炼方法，是因为在真空中加热硒，硒不会氧化，加热到低于沸点的温度，金属硒即能蒸发，硒气体又在较低温处冷凝为固体，使得粗硒的冶炼由传统的化学过程简化成物理过程，解决了常压下冶炼，硒被空气中的氧气氧化、提取困难的问题，且流程短、成本低，对环境基本无污染。料舟采用石墨制作以及在炉膛内衬石墨内胆或石墨砖可有效地减轻料舟和炉膛的腐蚀，延长其使用寿命；将捕硒器设置在真空炉膛外部，并用电阻丝加热保温，便于控制和调节捕硒器温度，提高捕硒速度，提高收率，并避免捕收的硒凝结在出硒口，堵塞出硒口及真空通道。在布袋收尘器后端设置石灰干燥器和微滤过滤器，可吸收酸气和少量水分及微粒，减轻对真空泵的腐蚀和磨损。
下面结合说明书附图及实施例进一步阐述本发明的内容。
图1是本发明的工艺流程示意图，图2是真空炉冶炼的工艺示意图。
具体实施例方式
如图1所示，当硒原料为中性时，生产工艺只含两个工序，即原料的成型干燥工序和真空炉提取工序。如果硒原料为酸性，在成型干燥工序前要增加洗涤工序，洗去硒原料所夹带的废酸及其它可溶物。在洗涤工序，将含酸硒渣经渣斗吊至洗涤槽，所选硒渣的平均含水量在25～30％之间，本实施例为28％，含酸和可溶物为23％。称取350千克硒渣(硒渣的成分中含Se 40～60％、Te 1～3％、Cu 0.3～5％、Fe 0.5～7％、Pb 1～3％、As 0.1～1.5％、Au 0.01～0.04％、Ag 0.1～0.5％、H2SO42.05％，硒渣物相中单质硒含量为95.5％)，加入盛有沸水的洗涤槽中进行物料洗涤，洗涤时间到后用矿浆泵打入板框压滤成滤饼。为避免矿浆泵入口管道发生堵塞，可在洗涤槽与板框之间设置一过渡槽。压滤后的滤液送污水处理，压滤出的滤饼再放入洗涤槽中洗涤，反复洗涤过滤4～5次。洗涤过程为间歇作业，技术条件是液固比4～5∶1，洗涤温度85～90℃，矿浆液体比重小于2，本实施例选1.25，搅拌速度75转/分钟，洗涤时间第一次为50～60分钟/槽，其它次为20分钟/槽，经过洗涤后，最后一次洗涤液的PH＞5为合格，即物料洗至中性。洗涤后的原料含硒70％左右。然后进入成型干燥工序，即将中性的原料与粘结剂混合均匀，粘结剂一般选用工业淀粉，加入量为湿重硒原料的1～3％。待混合的硒物料含水分为20％左右时，制成粒状或块状，如果制成粒状，其尺寸控制在φ6～8mm，长度6mm为宜，本实施例制成蜂窝煤块状，尺寸为φ140×70mm。再将制成粒状或块状的物料送入干燥器进行干燥，干燥温度控制在120～150℃，至水分含量小于1％。最后进入真空炉提取工序，以通过真空过程将单质硒与其它物质分开，获得粗硒。工艺过程如图2所示，是将干燥后的粒状或块状物料装入石墨料舟中，将料舟装入真空炉中，在真空炉内衬上石墨内胆或石墨砖。控制炉膛温度为350～800℃，真空度10～300Pa，一炉一胆，每胆装料350～500千克，蒸馏6～8小时后出料，蒸馏出来的硒蒸气经设置在炉外的捕硒器，将捕集到的液态硒经保温管道流入硒锅内。硒锅及管道保温温度控制在230℃左右，使液态硒不冷凝结壳，便于铸锭入成品库。产品粗硒含硒95～98％，含碲2～4％，硒+碲大于99％，残渣含硒12～20％，经空气燃烧后，残渣含硒降至2～5％。捕硒器采用三级捕硒器，各级捕硒器都配有冷却及加热保温系统，以有效控制捕硒温度。第一级捕硒器温度控制在250～230℃，其它级为230±10℃，并保持同一真空条件下捕集。出料时，打开炉门，拖出料舟出渣，再放入盛料料舟重复生产。在捕硒器后端设置布袋收尘器，并在布袋收尘器后端设置石灰干燥器，以吸收酸气和少量水分，减轻真空泵的腐蚀。在干燥器后端再设置微滤过滤器，捕收粒径大于0.1微米的粉尘，以免其进入真空泵，增加对真空泵的磨损。
权利要求
1.真空冶炼提取硒的工艺，其特征在于，生产工艺分为两个工序，即硒原料的成型干燥工序和真空炉提取工序；所述的干燥工序是成型干燥工序，即将硒原料与粘合剂混合均匀并制粒或制块，再将制成粒或块的物料干燥至水分含量小于1％；所述的真空炉提取工序是将粒状或块状物料装入料舟中，将料舟装入真空炉内进行真空粗炼，在炉内蒸馏得到的硒蒸气经捕硒器和保温管道流入硒锅，打开炉门，拖出料舟出渣，再将物料放入盛料料舟重复生产。
2.根据权利要求1所述的真空冶炼提取硒的工艺，其特征在于，硒原料的含硒量为20～90％，其中，硒物相中单质硒的含量≥90％。
3.根据权利要求1所述的真空冶炼提取硒的工艺，其特征在于，所述的成型干燥工序由混料、制粒或制块和干燥组成，制粒或制块所用的粘结剂为工业淀粉，加入量为湿重硒原料的1～3％，干燥温度为120～150℃。
4.根据权利要求1所述的真空冶炼提取硒的工艺，其特征在于，所述的真空冶炼工序，其真空炉的加热方式为直接加热，加热元件为石墨，真空炉的炉膛温度为350～800℃，真空度10～300Pa，捕硒器捕硒温度为220～250℃。
5.根据权利要求1所述的真空冶炼提取硒的工艺，其特征在于，所述的真空冶炼工序，其真空炉的加热方式为间接加热，真空炉的炉膛温度为350～800℃，真空度10～300Pa，捕硒器捕硒温度为220～250℃。
6.根据权利要求1所述的真空冶炼提取硒的工艺，其特征在于，料舟用石墨制作。
7.根据权利要求1或4或5所述的真空冶炼提取硒的工艺，其特征在于，在炉膛内衬有石墨内胆或石墨砖。
8.根据权利要求1或4或5所述的真空冶炼提取硒的工艺，其特征在于，捕硒器设置在真空炉外部，并用电阻丝加热保温。
9.根据权利要求1或4或5所述的真空冶炼提取硒的工艺，其特征在于，在捕硒器后端设置有布袋收尘器，在布袋收尘器后端设置有石灰干燥器，在石灰干燥器后端设置有微滤过滤器，在微滤过滤器后端设置有真空泵机组。
全文摘要
真空冶炼提取硒的工艺，其生产工艺分为两个工序，即硒原料的成型干燥工序和真空炉提取工序；所述的干燥工序是成型干燥工序，即将硒原料与粘合剂混合均匀并制粒或制块，再将制成粒或块的物料干燥至水分含量小于1％；所述的真空炉提取工序是将粒状或块状物料装入料舟中，将料舟装入真空炉内进行真空粗炼，在炉内蒸馏得到的硒蒸气经捕硒器和保温管道流入硒锅，打开炉门，拖出料舟出渣，再将物料放入盛料料舟重复生产。本发明生产工艺简单、提纯工艺过程污染小、回收率高、生产成本低。
文档编号C01B19/00GK1636867SQ200410079599
公开日2005年7月13日 申请日期2004年12月3日 优先权日2004年12月3日
发明者杨斌, 张豫, 戴永年, 吴龙泉, 刘永成, 王家贵, 杨部正, 白松, 刘大春, 杨文龙, 马文会, 陈为亮, 姚耀春 申请人:昆明理工大学, 云南铜业技术中心