鐘志燕

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

1 引言

碲是一種稀散元素,由于其特殊的理化性能，被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,特別是在新能源、新材料、國(guó)防與尖端技術(shù)等領(lǐng)域中顯示出不可替代性［1-2］。

江銅集團(tuán)貴溪冶煉廠年產(chǎn)碲錠約50t，主要生產(chǎn)原料為分碲液，是銅電解陽(yáng)極泥處理副產(chǎn)物［3］。分碲液含碲在10~15g/l、含錫在1~3g/l。若錫元素直接進(jìn)入二氧化碲，錫雜質(zhì)含量將在碲電解液中富集上升, 導(dǎo)致后續(xù)碲生產(chǎn)過程中固液沉降分離困難，同時(shí)電解過程中陽(yáng)極泥粘結(jié)于槽壁及極板上，造成碲直收率下降，碲資源得不到充分利用［4-5］。因此，如何深度脫除分碲液中的錫元素對(duì)碲的生產(chǎn)意義重大。

2 現(xiàn)狀分析

分碲液原處理工藝見圖1。

圖1 原分碲液處理工藝流程

分碲液原處理工藝中凈化工序主要是通過調(diào)節(jié)pH至11.0~12.5來達(dá)到脫除分碲液中的鉛、部分錫等雜質(zhì)元素的目的。這種方法雖然也能將一部分錫雜質(zhì)元素脫除，但碲的損失較大。錫的脫除效果見表1。

表1 2015年分碲液、凈化液、凈化渣及中和渣平均成份

從表1中可以看出，凈化渣中含碲均值在7.46%，含碲較高。從圖1中可以看出，這部分碲后續(xù)回收流程較長(zhǎng)。產(chǎn)出的中和渣含錫均值在2.53%，碲錫質(zhì)量比為26∶1，這部分錫隨著中和渣進(jìn)入碲生產(chǎn)線。由于碲、錫均屬兩性氧化物，在碲堿浸、中和過程中碲、錫仍無法有效分離，錫將在碲生產(chǎn)線后期的碲電解液中逐漸富集，影響碲生產(chǎn)。

3 實(shí)驗(yàn)

3.1 實(shí)驗(yàn)方法

在分碲液中加入一種復(fù)合硅酸鹽，復(fù)合硅酸鹽對(duì)強(qiáng)堿性溶液中的錫元素存在吸附作用，可使分碲液中的錫得到深度脫除［6］。加入復(fù)合硅酸鹽A，通過控制不同反應(yīng)條件，探索復(fù)合硅酸鹽A對(duì)分碲液中錫脫除率及碲直收率的影響，從而得到復(fù)合硅酸鹽A脫錫的最佳控制參數(shù)。擬定工藝流程見圖2。

圖2 分碲液處理新擬定工藝流程

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.2.1 復(fù)合硅酸鹽A加入量對(duì)分碲液中錫脫除率及碲直收率的影響

在反應(yīng)時(shí)間2h、溫度70℃的條件下，改變復(fù)合硅酸鹽A的加入量，探索復(fù)合硅酸鹽對(duì)分碲液中錫脫除率及碲直收率的影響。結(jié)果見圖3。

圖3 不同復(fù)合硅酸鹽A加入量與對(duì)應(yīng)的錫脫除率及碲直收率

從圖3中可以看出復(fù)合硅酸鹽A對(duì)分碲液中錫的脫除效果較好，控制適當(dāng)?shù)膹?fù)合硅酸鹽A加入量，錫的脫除率可達(dá)99%以上，且碲的直收率在99%以上。過量加入復(fù)合硅酸鹽A對(duì)分碲液中錫的脫除起逆反作用。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，控制復(fù)合硅酸鹽A的加入量與錫雜質(zhì)元素質(zhì)量比在（2.3~3）∶1為宜，此時(shí)錫的脫除率在95%以上，而碲的直收率在99%以上。

3.2.2 反應(yīng)溫度對(duì)錫脫除率及碲直收率的影響

在反應(yīng)時(shí)間2h、復(fù)合硅酸鹽A加入量與錫質(zhì)量比為2.5∶1的條件下，改變脫錫工序的反應(yīng)溫度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 不同反應(yīng)溫度與對(duì)應(yīng)的錫脫除率及碲直收率

從圖4中可以看出，隨著溫度升高，碲直收率變化不大，而錫的脫除率逐漸上升。在溫度達(dá)到70℃以上時(shí)，錫的脫除率趨于穩(wěn)定， 90℃時(shí)，錫的脫除率較70℃反而有所下降，因而溫度應(yīng)控制在70℃為宜，過高或過低都將降低錫脫除率。

3.2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)錫脫除率及碲直收率的影響

在反應(yīng)溫度70℃、復(fù)合硅酸鹽A加入量與錫質(zhì)量比為2.5∶1的條件下，改變脫錫工序的反應(yīng)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 不同反應(yīng)時(shí)間與對(duì)應(yīng)的錫脫除率及碲直收率

從圖5中可以看出，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，錫脫除率先上升而后緩慢下降，而碲直收率始終維持在99%以上。故反應(yīng)時(shí)間控制在2h為宜，此時(shí)錫脫除率高達(dá)99%。

3.2.4 工業(yè)試驗(yàn)

按照以上最佳控制參數(shù)進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，產(chǎn)出的脫錫液、脫錫渣及中和渣成份見表2。

表2 工業(yè)試驗(yàn)中分碲液、脫錫液、脫錫渣及中和渣平均成份

對(duì)比表1中中和渣錫含量可知，中和渣錫含量均值由2.53%下降至0.08%，中和渣含碲均值由66.1%上升至69.19%，碲錫質(zhì)量比由26∶1提高至860∶1，達(dá)到深度脫錫效果。

4 結(jié)論

（1）利用復(fù)合硅酸鹽可深度脫除分碲液中錫元素，復(fù)合硅酸鹽A脫錫的最佳控制參數(shù)為：復(fù)合硅酸鹽A的加入量與分碲液中錫元素質(zhì)量比（2.3~3）∶1，反應(yīng)溫度控制70℃，反應(yīng)時(shí)間2h。此控制參數(shù)下錫脫除率達(dá)95%以上，而碲的直收率在99%以上。

（2）分碲液經(jīng)復(fù)合硅酸鹽脫錫后，產(chǎn)出的中和渣含錫大幅下降，中和渣中碲錫質(zhì)量比由原來的26∶1提高至860∶1，脫錫效果大大改善。為碲生產(chǎn)線提供了高品質(zhì)中和渣，為碲的順利生產(chǎn)及提高碲的利用率提供了必要保障。

（3）復(fù)合硅酸鹽深度脫錫后的整個(gè)分碲液處理工藝流程也大大縮短，降低了生產(chǎn)成本。