一种外场强化铜阳极泥提取硒的方法

1.本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种外场强化铜阳极泥提取硒的方法。

背景技术：

2.铜电解过程产生的阳极泥除含有贵金属外，还含有许多有价元素，如硒、碲等。硒是一种稀散金属，在地壳中的含量极少，而铜阳极泥是提硒的主要原料(约占90％)。
3.目前，铜阳极泥提硒的方法主要为火法提硒、湿法提硒和半湿法提硒。火法提硒工艺由于具有对原料的适应性强、操作简单且易于实现工业生产的特点，已成为一种传统的提硒工艺，并在工业生产中得到了广泛应用。但火法提硒存在烟气量大、易于产生so2和seo2等有毒气体、能耗高等问题，故具有一定局限性，严重影响其进一步推广应用。与火法提硒工艺比较，湿法提硒工艺因具有能耗低、清洁环保、生产成本低等优越性，将逐渐取代火法提硒工艺。但是湿法提硒工艺由于使用的溶剂种类较多，容易在提硒的过程中产生许多杂质，导致硒提取率下降。
4.半湿法提硒工艺将原本火法提硒工艺的还原熔炼、氧化精炼等火法流程改为湿法处理，结合了火法和湿法工艺的特点。但是半湿法提硒工艺仍然无法避免前期焙烧过程中原料易烧结，导致提硒效率低。同时产生的烟气大、易污染环境。因此，利用微波整体性加热和超声强化还原的特点，拟提出一种高效-环境友好型从铜阳极泥中提取硒的方法。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种外场强化铜阳极泥提取硒的方法，以解决常规提硒方法易烧结、烟气产生量大、提硒率低的问题。
6.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
7.本发明提供了一种外场强化铜阳极泥提取硒的方法，包括以下步骤：
8.1)对铜阳极泥和生石灰的混合物料顺次进行造粒和微波焙烧处理，得到焙烧料；
9.2)焙烧料顺次经过碱液浸出、硫酸中和、盐酸酸化后过滤，得到过滤液；
10.3)向过滤液中通入二氧化硫气体，在超声的辅助还原反应后，过滤即得到粗硒。
11.进一步的，步骤1)中，所述铜阳极泥和生石灰的质量比为1：0.5～1.5。
12.进一步的，所述造粒的粒径为5～15mm。
13.进一步的，所述步骤1)中，微波的频率为915mhz，微波的功率为100w～1000w。
14.进一步的，所述焙烧处理的温度为200～350℃，焙烧处理的时间为0.5～1h。
15.进一步的，所述碱液包含氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的体积浓度为10～20％，所述浸出的温度为80～100℃。
16.进一步的，所述硫酸的浓度为0.1～1mol/l；所述盐酸的浓度为0.1～1mol/l。
17.进一步的，所述二氧化硫气体的通入量为150～200ml/min。
18.进一步的，所述超声的功率为200～450w，超声的频率为20khz，超声的时间为40～60min。
19.进一步的，步骤3)中，还原反应的温度为70～85℃，还原反应的时间为0.5～1h。
20.本发明的有益效果：
21.本发明通过采用生石灰和铜阳极泥进行混合造粒，造粒能够减少焙烧过程中产生的烟气，避免so2和seo2等有毒气体的产生，能够减少烟气的排放，对环境友好，提高硒的回收率。
22.本发明通过微波加热铜阳极泥，整体性加热有助于避免烧结的问题，同时对铜阳极泥组元中吸波能力强的部分选择性加热，使含硒组分更快的与碱反应，进而提高硒的回收率。
23.本发明通过超声强化传质作用，因为so2以气相与液相反应，超声可以增强气体传质系数，使气液两相之间充分接触，加速化学反应的速率，进一步提高了硒的还原效率，能耗低不产生其他污染。
24.本发明通过外场强化的方式，强化传统火法-湿法冶炼过程，汲取传统工艺优势，并做出改进，有望在工业上大规模处理铜阳极泥，进而提高硒的综合回收利用率。
具体实施方式
25.本发明提供了一种外场强化铜阳极泥提取硒的方法，包括以下步骤：
26.1)对铜阳极泥和生石灰的混合物料顺次进行造粒和微波焙烧处理，得到焙烧料；
27.2)焙烧料顺次经过碱液浸出、硫酸中和、盐酸酸化后过滤，得到过滤液；
28.3)向过滤液中通入二氧化硫气体，在超声的辅助还原反应后，过滤即得到粗硒。
29.在本发明中，步骤1)中，所述铜阳极泥和生石灰的质量比为1：0.5～1.5，优选为1：0.8～1.2，进一步优选为1：1.0。
30.在本发明中，所述造粒的粒径为5～15mm，优选为8～12mm，进一步优选为10mm。
31.在本发明中，所述步骤1)中，微波的频率为915mhz，微波的功率为100w～1000w，优选为200～900w，进一步优选为300～500w。
32.在本发明中，所述焙烧处理的温度为200～350℃，焙烧处理的时间为0.5～1h；优选的，焙烧处理的温度为250～350℃，焙烧处理的时间为0.5～1h；进一步优选为，焙烧处理的温度为300℃，焙烧处理的时间为0.5h。
33.在本发明中，所述碱液包含氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的体积浓度为10～20％，优选为12～18％，进一步优选为15％。
34.在本发明中，所述氢氧化钠溶液浸出的温度为80℃～100℃，优选为85℃～95℃，进一步优选为90℃。
35.在本发明中，所述硫酸的浓度为0.1～1mol/l，优选为0.2～0.8mol/l，进一步优选为0.5mol/l。
36.在本发明中，所述盐酸的浓度为0.1～1mol/l，优选为0.2～0.8mol/l，进一步优选为0.5mol/l。
37.在本发明中，所述二氧化硫气体的通入量为150～200ml/min，优选为160～180ml/min，进一步优选为170ml/min。
38.在本发明中，所述超声的功率为200～450w，超声的频率为20khz，超声的时间为40～60min；优选的，超声的功率为250～400w，超声的频率为20khz，超声的时间为45～55min；
进一步优选的，超声的功率为300～350w，超声的频率为20khz，超声的时间为50min。
39.在本发明中，步骤3)中，还原反应的温度为70～85℃，反应的时间为0.5～1h；优选的，还原反应的温度为72～82℃，反应的时间为0.8～1h；进一步优选为，反应的温度为80℃，反应的时间为0.8h。
40.下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
41.本发明以下实施例中铜阳极泥主要化学组分(wt％)为：cu 20.51、se9.53、te 1.95、sb 0.65、bi 0.12、as 0.05、pb 2.50、ni 3.04、au 0.12、ag 21.81。
42.实施例1
43.将质量比1：1的铜阳极泥和生石灰混合，通过挤压造粒得到10mm的小球；将造粒后的物料在350℃下焙烧处理1h得到焙烧料，微波功率500w。
44.将上述所得焙烧料用20％的氢氧化钠溶液在80℃浸出，再滴加0.5mol/l的硫酸中和浸出液ph至7，再用0.5mol/l的盐酸酸化处理后，得到过滤液。
45.向过滤液中通入so2气体，气体流量为150ml/min，并将超声发生器置于浸出液中，在超声的辅助下(200w，20khz，60min)，加热至70℃反应1h，得到粗硒，硒的回收率为98.2％。
46.实施例2
47.将质量比1：0.8的铜阳极泥和生石灰混合，通过挤压造粒得到7mm的小球；将造粒后的物料在300℃下焙烧处理1.5h得到焙烧料，微波功率400w。
48.将上述所得焙烧料用15％的氢氧化钠溶液浸出在95℃浸出，再滴加1mol/l的硫酸中和浸出液ph至7，再用0.5mol/l的盐酸酸化处理后，得到过滤液。
49.向过滤液中通入so2气体，气体流量为180ml/min，并将超声发生器置于混合液中，在超声的辅助下(250w，20khz，60min)，加热至80℃反应1h，得到粗硒，硒的回收率为98.5％。
50.实施例3
51.将质量比1：1.5的铜阳极泥和生石灰混合，通过挤压造粒得到15mm的小球；将造粒后的物料在300℃下焙烧处理1.5h得到焙烧料，微波功率500w。
52.将上述所得焙烧料用10％的氢氧化钠溶液浸出在85℃浸出，再滴加0.8mol/l的硫酸中和浸出液ph至8，再用1mol/l的盐酸酸化处理后，得到过滤液。
53.向过滤液中通入so2气体，气体流量为170ml/min，，并将超声发生器置于混合液中，在超声的辅助下(400w，20khz，50min)，加热至75℃反应50min，得到粗硒，硒的回收率为98.6％。
54.实施例4
55.将质量比1：0.5的铜阳极泥和生石灰混合，通过挤压造粒得到5mm的小球；将造粒后的物料在350℃下焙烧处理0.5h得到焙烧料，微波功率600w。
56.将上述所得焙烧料用18％的氢氧化钠溶液浸出在90℃浸出，再滴加0.8mol/l的硫酸中和浸出液ph至7，再用0.8mol/l的盐酸酸化处理后，得到过滤液。
57.向过滤液中通入so2气体，气体流量为190ml/min，，并将超声发生器置于混合液中，在超声的辅助下(300w，20khz，60min)，加热至85℃反应1h，得到粗硒，硒的回收率为
99.0％。
58.由以上实施例可知，本发明提供了一种外场强化铜阳极泥提取硒的方法。本发明通过将铜阳极泥和生石灰混合造粒后微波焙烧，避免了因焙烧产生的烧结现象和大量污染性烟气的产生，通过超声强化so2还原，提高了化学反应进程，进一步提高了硒的回收率。通过本发明方法得到的硒回收率可高达99.0％，为硒元素的回收和利用提供了新的方法。
59.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种外场强化铜阳极泥提取硒的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对铜阳极泥和生石灰的混合物料顺次进行造粒和微波焙烧处理，得到焙烧料；2)焙烧料顺次经过碱液浸出、硫酸中和、盐酸酸化后过滤，得到过滤液；3)向过滤液中通入二氧化硫气体，在超声强化还原反应后，过滤即得到粗硒。2.根据权利要求1所述的外场强化铜阳极泥提取硒的方法，其特征在于，步骤1)中，所述铜阳极泥和生石灰的质量比为1：0.5～1.5。3.根据权利要求1所述的外场强化铜阳极泥提取硒的方法，其特征在于，步骤1)所述造粒的粒径为5～15mm。4.根据权利要求1所述的外场强化铜阳极泥提取硒的方法，所述步骤1)中，微波的频率为915mhz，微波的功率为100w～1000w。5.根据权利要求1～3任意一项所述的外场强化铜阳极泥提取硒的方法，其特征在于，所述焙烧处理的温度为200～350℃，焙烧处理的时间为0.5～1h。6.根据权利要求5所述的外场强化铜阳极泥提取硒的方法，其特征在于，所述碱液包含氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的体积浓度为10～20％，所述浸出的温度为80～100℃。7.根据权利要求1或4或6所述的外场强化铜阳极泥提取硒的方法，其特征在于，所述硫酸的浓度为0.1～1mol/l；所述盐酸的浓度为0.1～1mol/l。8.根据权利要求7所述的外场强化铜阳极泥提取硒的方法，其特征在于，所述二氧化硫气体的通入量为150～200ml/min。9.根据权利要求8所述的外场强化铜阳极泥提取硒的方法，其特征在于，所述超声的功率为200～450w，超声的频率为20khz，超声的时间为40～60min。10.根据权利要求8或9所述的外场强化铜阳极泥提取硒的方法，其特征在于，步骤3)中，还原反应的温度为70～85℃，还原反应的时间为0.5～1h。

技术总结

本发明提供一种外场强化铜阳极泥提取硒的方法，属于冶金技术领域。本发明通过将铜阳极泥和生石灰混合造粒，通过微波焙烧，得到焙烧料；焙烧料顺次经过碱液浸出、硫酸中和、盐酸酸化后过滤，得到过滤液；向过滤液中通入二氧化硫气体，在超声的辅助下反应后过滤即得到粗硒。本发明通过将铜阳极泥和生石灰混合造粒后微波焙烧，避免了传统焙烧烧结导致硒回收率低的问题，且减少了产生的硒烟气污染环境。通过超声辅助SO2还原出硒单质，进一步提高了硒的回收率，为铜阳极泥的综合处理提供了方向。为铜阳极泥的综合处理提供了方向。