胡鹏举，谢祥添，布金峰

（阳谷祥光铜业有限公司，山东 聊城 252327）

硒和碲属于稀散金属[1]，是现代高科技新材料特别是信息材料的重要组成部分。硒和碲一般都不存在独立的矿床，而是伴生于有色金属矿产或煤矿中[2]，其中从铜阳极泥中提取硒、碲是生产硒、碲的重要来源[3,4]。在采用卡尔多炉工艺处理铜阳极泥[5]时，硒、碲等有价组分会在压浸后分流，一部分进入浸出液，一部分存留于脱铜泥中，在不同的阳极泥成分和浸出工况下，进入两者的比例有较大的差别。文丘里泥作为卡尔多炉处理脱铜泥时的中间物料，约占卡尔多炉处理脱铜泥比重的10%～20%，里面主要包含金、银、硒、碲以及铅、铋等有价元素，目前对文丘里泥的主要处理方法是返炉熔炼，但这必然会造成部分硒碲的损失。通过查阅文献[6,7]，目前对文丘里泥的主流开路工艺是利用碱法浸出，其中紫金矿业使用两段碱浸处理文丘里泥制备出了二氧化碲产品[8]，但利用碱法从文丘里泥中浸碲时，不可避免的会引入杂质铅和硒，再经过后续的净化除杂等复杂流程，易造成碲的损失，文献[8]中碲的直收率只有64.78%，所以需要进一步优化从文丘里泥中回收硒碲的工艺。

1 实验

1.1 实验原料和辅料

某公司文丘里泥、98%硫酸（分析纯，烟台远东精细化工有限公司）、无水亚硫酸钠（分析纯，天津市大茂化学试剂厂）、铁粉（工业级，聊城宏发铁粉销售有限公司）。其中某公司的文丘里泥主要化验元素如下表1所示。

表1 文丘里泥主要元素成分表（%）

1.2 实验设备

HH-6数显恒温水浴锅（常州博远实验分析仪器厂）、JJ-1精密增力电动搅拌器（常州博远实验分析仪器厂）、SHZ-D（Ⅲ）循环水式真空泵（巩义市予华仪器有限责任公司）、iCAP6300等离子体发射光谱仪（美国赛默飞世尔）。

1.3 实验原理及工艺流程

由于碱浸浸出较多的杂质，本文采用硫酸处理文丘里泥，并通过酸浸→还原沉硒→还原沉碲的工艺对文丘里泥中的硒碲元素进行回收。

1.3.1 酸浸原理

入炉物料中的部分硒碲物质经过卡尔多炉熔炼后转化为二氧化硒和二氧化碲进入文丘里泥中，使用硫酸处理文丘里泥后，硒、碲分别以亚硒酸和亚碲酸（亚碲酸可溶于强酸中）进入浸出液中，其中涉及的化学反应式如下式1—式3所示：

1.3.2 沉碲原理

金属铁的活性强于金属碲，所以使用铁粉可以把四价碲还原成单质碲，其中涉及的化学反应如下式4所示：

1.3.3 工艺流程

具体工艺流程如下图1所示。

对于使用酸浸法从文丘里泥中提取粗硒和粗碲的工艺流程，其中使用二氧化硫沉硒已是比较成熟的工艺[9]，便不再深入研究。对此，本文主要对酸浸条件和沉碲条件进行了较为详细的研究。

图1 工艺流程图

2 实验结果及讨论

2.1 酸浸

对文丘里泥进行酸浸时，主要考察了硫酸浓度、液固比、温度和时间对酸浸效果的影响。

2.1.1 酸浓对浸出的影响

首先按照100、200、300、400和500g/L的硫酸浓度，分别在液固比L/S=5、80℃下反应1h，得到不同硫酸浓度下的硒、碲浸出率如下图2所示。由图2可知，随着硫酸浓度的增加，硒的浸出率基本不变化，稳定在30%左右；而碲的浸出率先随着硫酸浓度增加而增加，到达300g/L的酸度后，浸出率保持稳定，其中酸度从100g/L增加至300g/L时，碲的浸出率从60.24%增长至91.34%。

图2 硫酸浓度对硒、碲浸出率的影响

2.1.2 液固比对浸出的影响

固定硫酸浓度为300g/L，按照体积质量液固比L/S=1、2、3、4、5，分别在80℃下反应1h，得到不同液固比下的硒、碲浸出率如下图3所示。由图3可知，随着液固比的增加，硒的浸出率基本无变化，稳定在30%左右；而碲的浸出率增加不明显，当液固比为3时，碲的浸出率基本稳定在90%左右，其中液固比L/S从1增加至5时，碲的浸出率从80.24%增长至90.74%。

图3 液固比对硒、碲浸出率的影响

2.1.3 温度对浸出的影响

固定硫酸浓度为300g/L，液固比L/S=5，按照酸浸温度50℃、60℃、70℃、80℃和90℃，分别反应1h，得到不同酸浸温度下的硒、碲浸出率如下图4所示。由图4可知，随着温度的增加，硒的浸出率基本不变化，稳定在30%左右；而碲的浸出率开始随着温度的增加而增加，当酸浸温度达到80℃时，碲的浸出率基本稳定在90%左右，其中酸浸温度从50℃增加至80℃时，碲的浸出率从57.84%增长至91.02%。

图4 酸浸温度对硒、碲浸出率的影响

综上所述，酸浸处理文丘里泥浸出硒、碲时，文丘里泥中30%的硒容易被浸出，而酸浓、液固比和温度都会影响碲的浸出，最优条件为硫酸浓度300g/L，液固比L/S=5，酸浸温度80℃。

2.2 沉碲

酸浸液经过沉硒作业后得到沉碲前液，使用铁粉作为还原剂进行沉碲作业，沉碲时主要考察了铁粉用量、沉碲温度和沉碲时间对沉碲效果的影响。

2.2.1 铁粉系数对沉碲的影响

首先按照1倍、2倍、3倍、4倍和5倍的铁粉用量，在70℃下分别反应5h，得到不同铁粉使用量下的沉碲效果如图5所示。由图5可得，随着铁粉使用量的增加，碲还原率也随着增加，当铁粉使用量达到理论量的3倍后，碲还原率基本保持在99.5%以上，其中铁粉使用量从1倍增加至3倍时，碲还原率从68.96%增长至99.57%。

图5 铁粉用量对碲还原效果的影响

2.2.2 温度对沉碲的影响

固定3倍铁粉用量，在30℃、40℃、50℃、60℃和70℃下分别反应5h，得到不同沉碲温度下的沉碲效果如图6所示。由图6可知，随着反应温度的增加，碲还原率也随之增加，当沉碲温度达到60℃后，碲还原率基本保持在99.5%以上，其中反应温度从30℃增加至60℃时，碲还原率从71.38%增长至99.54%。

图6 沉碲温度对碲还原效果的影响

2.2.3 反应时间对沉碲的影响

固定3倍铁粉用量，反应温度60℃，分别反应1h、2h、3h、4h和5h，得到不同反应时间下的沉碲效果如图7所示。由图7可知，随着反应时间的增加，碲还原率也随之增加，当沉碲时间达到4h后，碲还原率基本保持在99.5%以上，其中反应时间从1h增加至4h时，碲还原率从79.36%增长至99.72%。

图7 沉碲时间对碲还原效果的影响

综上所述，使用铁粉沉碲时，最优条件是铁粉加入量为理论量的3倍，沉碲温度60℃，反应时间4h。

2.3 产品

粗硒和粗碲成分如下表2和表3所示，由表2和表3可知，粗硒的品位达到99%，粗碲的品位达到93.19%。

表2 粗硒成分表/%

表3 粗碲成分表/%

3 结论

（1）在300g/L硫酸、L/S为5、80℃下处理文丘里泥酸浸1h后，硒和碲的浸出率分别为30.13%和91.34%，在3倍铁粉用量、60℃下对沉碲前液还原4h后，碲还原率达到99.57%。

（2）从文丘里泥中提取粗碲的整个工艺流程中，碲的直收率可达到89%，得到的粗硒主品位达到99%，得到的粗碲主品位达到93.19%。

（3）对文丘里泥进行硒、碲开路后，不仅提高了硒和碲的回收率，还有利于提升卡尔多炉的物料处理能力。