Разработка технологии извлечения селена и теллура из медеэлектролитных шламов, страница 4

В качестве восстановителя обычно используют металлическое железо, т.к. железо тяжелое оно тонет в шлаке, следовательно, необходимо постоянное перемешивание шлак, которое осуществляется сжатым воздухом.

1.4 Извлечение теллура из содовых шлаков плавки

Извлечение теллура из медеэлектролитных шламов, из которых предварительно удален селен, может быть осуществлено попутно с плавкой на золотосеребряный сплав путем наведения содовых шлаков (содержащих до 20% и более теллура, при извлечении в них 80 - 90% теллура).

Содовые шлаки представляют собой продукт сложного состава, содержащий помимо теллура и селена, порядка 30% соды, 5-6% каустической щелочи и примеси. Селен и теллур находятся в шлаке в водорастворимой форме, преимущественно в виде селенита и теллурита натрия. Шлаки измельчают и выщелачивают водой при температуре 80-90°С 1-2 ч.

Это обеспечивает извлечение теллура и селена в раствор на 97-99 %. Отношение Ж : Т = 5 : 2; уменьшение этого отношения позволяет получить более богатые растворы, сокращает объем и повышает извлечение теллура при последующем переделе.

Помимо селена и теллура, в раствор переходит значительное количество примесей: 60% SiO₂, практически весь мышьяк, много меди, свинца, цинка, железа и др. Примеси тяжелых металлов осаждают из растворов виде сульфидов путем введения в горячий раствор сернистого натрия. Очистка раствора совмещается с выщелачиванием шлака. Нерастворимый остаток после фильтрации возвращают в плавку на серебрянозолотой сплав, а щелочной раствор Na₂TeО₃ направляют на электролиз с нерастворимыми анодами. Основной процесс на катоде – восстановление  теллура:

ТеО₃^2- + 3Н₂О + 4е  =  Те + 6ОН^-

На аноде происходит разряд ионов ОН^- с выделением газообразного кислорода, однако, при высоких плотностях тока наблюдается образование ортотеллурата натрия, пассивируещего анод. Селен остается в растворе, его направляют в селеновое производство.

Благодаря применению тока высоких плотностей (до 500 А/м²) теллур осаждается на катоде в виде порошка, осыпающегося на дно ванны. Полученный черновой теллур содержит 2-7 % примесей, его подвергают дополнительной очистке, которую проводят так называемым теллуридным методом. Черновой теллур растворяют в щелочи в присутствии служащего восстановителем алюминиевого порошка:

3Те + Аl + 8NaOH = 3Na₂Te + 2NaAlО₂ + 4Н₂О

Теллур сначала цементируется, а затем восстанавливается до теллура. Раствор фильтруют и теллур осаждают из полученного теллуридного раствора аэрацией:

Na₂Te + О₂ + Н₂О = Те + NaOH

Прямое извлечение теллура из шлака составляет 90%. Для обеспечения высокого прямого извлечения теллура необходимо предварительное отделение основной массы селена, для чего и служит электролиз.

2. Промышленная технология переработки медеэлектролитных шламов по методу ЛГИ

2. 1 Технология окислительного обжига

По методу ЛГИ окислительный обжиг проводят в печах шахтного типа. Шахтная печь для обжига шлама в непрерывном режиме (рисунок 2) представляет собой вертикальную теплоизолированную металлическую трубу, в нижней части которой устроен усеченный конус с диаметрами оснований 400 и 500 мм и высотой 1300 мм, а в верхней - воронка для загрузки шлама. Через фурменный пояс в печь из электрокалорифера подается горячий воздух.

1- кюбель; 2 - загрузочная воронка; 3 - шахта печи; 4 - фурменный пояс; 5 - тарельчатый питатель.

Рисунок 2 - Шахтная печь для обжига шлама.

Оптимальный режим обжига: производительность печи 10-12 т/сутки на 1м² площади сечения в области фурм, скорость воздуха 1,2 - 1,5 м/с (считая на свободное сечение в печи), высота сыпи 1,4 м при диаметре печи 0,62 м. Воздух, поступающий из калорифера мощностью 200 кВт, имеет температуру 700 °С; последняя весьма стабильно держится по всей высоте сыпи вплоть до зоны экзотермического эффекта, где она поднимается до 700 - 800 °С. Расход воздуха 3-4 м³ на 1 кг шлама. Огарок, выгружаемый из печи, благодаря подсосу в нижнюю часть печи холодного воздуха, имеете температуру 100-150 °С, что облегчает обслуживание. Головка печи более тщательно герметизирована для улучшения подсосов и увеличения количества воздуха, просасываемого через слой шлама.