一种生产4N碲锭过程中深度除钠的方法与流程

本发明涉及冶金，具体是一种生产4n碲锭过程中深度除钠的方法。

背景技术：

1、碲是稀散非金属之一，具有良好的传热和导电性能，在所有的非金属同伴中，它的金属性是最强的，用途非常广泛，尤其是在太阳能行业中，高纯碲是不可或缺的材料。目前大部分碲属于在铜矿中伴生，在铜电解过程时富集于铜阳极泥中。铜阳极泥的处理工艺主要为卡尔多炉工艺、回转窑-半湿法工艺、选冶联合工艺等，因此，卡尔多炉工艺与选冶联合工艺从铜阳极泥中分离碲，主要是以碲化铜的形式作为产品外销；回转窑-半湿法工艺从铜阳极泥中分离碲，碲进一步富集于铂钯精矿中，再针对铂钯精矿进行碲的精炼得到高纯碲。

2、目前，我公司从铂钯精矿中提取碲的技术主要为湿法工艺：铂钯精矿酸浸还原→二次还原→一次酸洗→二次酸洗→氧化酸浸→造液净化→电积→碲片纯水煮洗→烘干→浇铸→4n碲锭。但此方法存在较大的局限性，主要表现在以下几个方面：（1）碲电积前液中杂质含量波动较大；（2）电积尾液含碲过低时，造成浓差极化，可能导致杂质钠等析出；（3）碲片只通过纯水煮洗除钠不彻底；（4）在浇铸过程中十水合四硼酸钠造渣不彻底，导致碲锭品位下降。因此，迫切需要开发一种新的生产4n碲锭中深度除钠的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的就是针对从铂钯精矿中制备4n碲的工艺存在杂质超标，尤其是杂质钠经常超标，导致碲品味下降的问题，提供一种生产4n碲锭过程中深度除钠的方法。

2、本发明的一种生产4n碲锭过程中深度除钠的方法，包括以下步骤：

3、（1）电积工序：向电解槽中放入电积液，电积液含碲200-300g/l、铜≤1mg/l、铋≤1mg/l、铅≤1mg/l、铁≤1mg/l，控制电积液液面离槽面高度30-50mm，电积温度为35-45℃，槽电压≤1.85v，开始电积，当电积尾液含碲50-70g/l时，停止电积，用橡胶锤轻轻将阴极板上的碲片敲到干净的料斗中，进行称重；

4、（2）一次煮洗工序：在真空桶上铺上滤布，将阴极碲片铲入煮洗真空桶中，按液固比为1:1（l:kg）的比例加入80-100℃的纯水，恒温条件下，再向真空桶中加入分析纯草酸至草酸浓度为1-5g/l，进行煮洗21-27h后，过滤，得到一次煮洗后液和一次煮洗碲片；

5、（3）二次煮洗工序：向一次煮洗碲片中按液固比为1:1（l:kg）的比例加入80-100℃的纯水，进行二次煮洗，控制温度在80-100℃，每6h更换一次纯水，直到煮洗液ph值在5-7时，进行过滤，得到二次煮洗后液和二次煮洗碲片；

6、（4）烘干工序：将二次煮洗碲片放入烘箱中，控制温度在100-110℃，连续烘干时间≥4h，得到烘干的碲片；

7、（5）浇铸工序：将洁净的4kg模具放入烘箱中，控制温度在100-110℃，预热时间≥0.5h，再将30-35kg烘干的碲片加入坩埚中，控制温度为600-700℃，完全熔化后，加入分析纯十水合四硼酸钠造渣，并用石墨碳棒进行搅动，若产生黑色浮渣，则捞取浮渣，继续加入分析纯十水合四硼酸钠造渣，直到浮渣变为白色，停止加入十水合四硼酸钠，控制温度为450-550℃，使碲液表层结壳后，用石墨碳棒在放液口处开一个孔洞，倾转浇铸炉，使碲液缓缓流入模具逐个浇铸，注满模具后刮去表面碲溶液，冷却后翻模取出，即得到ys/t222-2010《碲锭》规定的质量分数≥99.99%碲锭产品。

8、进一步地，在步骤（1）中的电积尾液进行过滤，得到电积后液和碲阳极泥，电积后液进行中和回收碲，碲阳极泥作为碲原料返回到铂钯精矿中。

9、本发明的主要化学反应原理如下：

10、电积工序：

11、电积工序的反应原理如下：

12、阴极：teo32-+3h2o+4e=te↓+6oh-，

13、当电积液中碲含量较低时，阴极上可能发生na++e=na↓；

14、阳极：4oh-- 4e =o2↑+2h2o；

15、（2）一次煮洗工序：

16、本发明采用分析纯草酸为除钠剂，其主要反应原理如下：

17、h2c2o4+ 2na = na2c2o4+ h2↑；

18、（3）浇铸工序：

19、本发明采用十水合四硼酸钠为造渣剂，除杂的反应原理如下：

20、na2b4o7•10h2o=na2b4o7+10 h2o↑，

21、na2b4o7+feo=fe(bo2)2•2nabo2，

22、na2b4o7+cuo=cu(bo2)2•2nabo2，

23、na2b4o7+pbo=pb(bo2)2•2nabo2，

24、na2b4o7+mgo=mg(bo2)2•2nabo2，

25、3na2b4o7+al2o3=2al(bo2)3•6nabo2，

26、3na2b4o7+bi2o3=2bi(bo2)3•6nabo2。

27、本发明使用碲电积前液为原料，采用电积→碲片一次煮洗→碲片二次煮洗→碲片烘干→浇铸等步骤在生产4n碲锭过程中深度除钠，具有以下优点：

28、（1）本发明控制碲电积前液的含碲为200-300g/l，避免了碲浓度过低，降低了碲产量，碲浓度过高，导致结晶物析出的问题；其中杂质含铜≤1mg/l、铋≤1mg/l、铅≤1mg/l、铁≤1mg/l，有效的降低了碲片中杂质含量。

29、（2）本发明控制电积尾液含碲为50-70g/l，避免了碲浓度过低，引起浓差极化，导致杂质析出，碲浓度过高，降低了碲直收率的问题。

30、（3）本发明选择草酸作为除钠剂，彻底的解决了碲片中钠除杂困难的问题。

31、（4）本发明通过在碲片二次纯水煮洗中控制ph为5-7，避免了一次煮洗中草酸过量的问题，同时避免了ph值偏高，导致碲片中杂质钠除杂不彻底的问题。

32、（5）本发明在造渣过程中，选择十水合四硼酸钠作为造渣剂，终点控制为浮渣变为白色，进一步降低了碲锭的杂质含量，保证了产品4n碲锭满足ys/t222-2010《碲锭》的规定。

技术特征：

1.一种生产4n碲锭过程中深度除钠的方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种生产4n碲锭中深度除钠的方法，其特征在于：步骤（1）中的电积尾液进行过滤，得到电积后液和碲阳极泥，电积后液进行中和回收碲，碲阳极泥作为碲原料返回到铂钯精矿中。

技术总结
本发明公开了一种生产4N碲锭中深度除钠的方法，包括碲电积工序、碲片一次煮洗工序、碲片二次煮洗工序、烘干工序和浇铸工序等步骤，最终得到YS/T222‑2010《碲锭》规定的99.99%碲锭产品；本发明采用分析纯草酸作为除钠药剂进行一次煮洗碲片，选择纯水进行二次碲片煮洗，在浇铸工序中采用分析纯十水合四硼酸钠进行造渣的工艺流程简单，适用范围广，操作简便，成本低，避免了4N碲锭中钠除杂不彻底的问题。

技术研发人员：房孟钊,李伟,宁瑞,王亚东,方准,赵浩然,黄向祥
受保护的技术使用者：大冶有色金属有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14