权利要求
1.一种碲化亚铜化合物废料中二氧化碲的分离回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：预处理与氧化焙烧，将碲化亚铜化合物废料进行破碎、研磨，过200目筛，得到废料粉末;将废料粉末置于焙烧炉中，在空气氛围下进行氧化焙烧，控制焙烧温度为550-650℃，焙烧时间为2-3h，得到焙烧产物;
步骤2：常压碱浸与过滤，将步骤1得到的焙烧产物加入到氢氧化钠溶液中，控制固液质量比为1:6-8，加入焙烧产物质量1-2%的硫化钠作为助浸剂，在常压下加热至80-90℃，搅拌反应2-3h，得到碱浸浆料;将碱浸浆料趁热过滤，分离得到碱浸液和碱浸渣;其中，氢氧化钠溶液浓度为120-160g/L;
步骤3：酸化沉碲，向步骤2得到的碱浸液中缓慢加入稀硫酸，调节溶液pH值至4.0-5.0，控制反应温度为70-80℃，搅拌反应1-2h，反应过程中维持pH值稳定在4.0-5.0;反应结束后，将溶液冷却至40-50℃，过滤分离得到沉碲渣和沉碲后液;其中，稀硫酸浓度为4mol/L;
步骤4：精制提纯，将步骤3得到的沉碲渣加入到盐酸溶液中，控制固液质量比为1:5-7，加热至75-85℃，搅拌反应1.5-2.5h，得到酸浸浆料;将酸浸浆料过滤，分离得到酸浸液和酸浸渣，酸浸渣返回步骤1重新焙烧;向酸浸液中缓慢加入氢氧化钠溶液，调节溶液pH值至5.5-6.0，控制反应温度为70-80℃，搅拌反应1-2h，反应结束后冷却至40-50℃，过滤分离得到精制沉碲渣;将精制沉碲渣用去离子水洗涤至中性，然后在105-110℃下烘干2-3h，得到二氧化碲产品;其中，盐酸溶液浓度为6mol/L。
2.根据权利要求1所述的碲化亚铜化合物废料中二氧化碲的分离回收方法，其特征在于：步骤1中，破碎、研磨后的废料粉末粒径≤74μm。
3.根据权利要求1所述的碲化亚铜化合物废料中二氧化碲的分离回收方法，其特征在于：步骤1的氧化焙烧过程中，焙烧炉内的空气通入量为200-300m³/(t·h)。
4.根据权利要求1所述的碲化亚铜化合物废料中二氧化碲的分离回收方法，其特征在于：步骤2中，搅拌速度为200-300r/min。
5.根据权利要求1所述的碲化亚铜化合物废料中二氧化碲的分离回收方法，其特征在于：步骤2中，趁热过滤的温度不低于75℃。
6.根据权利要求1所述的碲化亚铜化合物废料中二氧化碲的分离回收方法，其特征在于：步骤3中，稀硫酸的加入速度为5-10mL/min。
7.根据权利要求1所述的碲化亚铜化合物废料中二氧化碲的分离回收方法，其特征在于：步骤3中，搅拌反应过程中采用pH在线监测仪实时监测溶液pH值。
8.根据权利要求1所述的碲化亚铜化合物废料中二氧化碲的分离回收方法，其特征在于：步骤4中，烘干后的二氧化碲产品纯度≥99.5%。
9.根据权利要求1所述的碲化亚铜化合物废料中二氧化碲的分离回收方法，其特征在于：步骤4中，精制沉碲渣用去离子水洗涤时，洗涤用水量为精制沉碲渣质量的3-5倍，洗涤次数为2-3次。
10.根据权利要求1所述的碲化亚铜化合物废料中二氧化碲的分离回收方法，其特征在于：步骤2得到的碱浸渣返回铜冶炼系统回收铜、铅、铋有价金属;步骤3得到的沉碲后液经石灰乳中和至pH值为6.5-8.5后达标排放。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及稀散金属回收技术领域，尤其涉及一种碲化亚铜化合物废料中二氧化碲的分离回收方法。
背景技术
[0002]碲作为一种重要的稀散金属，被广泛应用于半导体、热电转换、光伏等尖端科技领域，素有现代工业、国防与尖端技术“维生素”的美誉。碲化亚铜(Cu2Te)是碲与铜的重要化合物，广泛存在于铜冶炼阳极泥处理副产物、半导体器件报废料等工业废料中。这类废料中除了碲化亚铜外，还常伴有铜、铅、铋、硒、砷等多种杂质元素，其中碲部分以二氧化碲(TeO2)形态存在，具有较高的回收价值。
[0003]目前，从含碲废料中回收碲的方法主要包括火法冶金和湿法冶金两大类。火法冶金如硫酸化焙烧法，存在工艺复杂、能耗高、焙烧过程产生有害气体、对环境不友好等缺陷;传统湿法冶金如加压碱浸法、酸浸法等，虽在一定程度上改善了环保性，但仍存在诸多不足：例如现有加压碱浸工艺需在高温高压条件下进行，对设备要求高、投资大，且反应参数控制难度大;部分酸浸工艺选择性差，杂质浸出率高，后续净化流程冗长，导致碲回收率偏低，难以实现规模化工业应用。
[0004]此外，针对碲化亚铜化合物废料的特性，现有技术尚未形成针对性的高效分离回收工艺。由于废料中碲化亚铜与二氧化碲的共生关系复杂，且铜等杂质易与碲形成稳定化合物，常规工艺难以实现碲与杂质的高效分离，导致回收的二氧化碲纯度不足，无法满足高端应用需求。因此，开发一种流程简洁、能耗低、回收率高、对设备要求温和的碲化亚铜化合物废料中二氧化碲的分离回收方法，具有重要的经济价值和环境意义。
发明内容
[0005]本发明的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种碲化亚铜化合物废料中二氧化碲的分离回收方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种碲化亚铜化合物废料中二氧化碲的分离回收方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1：预处理与氧化焙烧，将碲化亚铜化合物废料进行破碎、研磨，过200目筛，得到废料粉末;将废料粉末置于焙烧炉中，在空气氛围下进行氧化焙烧，控制焙烧温度为550-650℃，焙烧时间为2-3h，得到焙烧产物;
[0008]步骤2：常压碱浸与过滤，将步骤1得到的焙烧产物加入到氢氧化钠溶液中，控制固液质量比为1:6-8，加入焙烧产物质量1-2%的硫化钠作为助浸剂，在常压下加热至80-90℃，搅拌反应2-3h，得到碱浸浆料;将碱浸浆料趁热过滤，分离得到碱浸液和碱浸渣;其中，氢氧化钠溶液浓度为120-160g/L;
[0009]步骤3：酸化沉碲，向步骤2得到的碱浸液中缓慢加入稀硫酸，调节溶液pH值至4.0-5.0，控制反应温度为70-80℃，搅拌反应1-2h，反应过程中维持pH值稳定在4.0-5.0;反应结束后，将溶液冷却至40-50℃，过滤分离得到沉碲渣和沉碲后液;其中，稀硫酸浓度为4mol/L; 步骤4：精制提纯，将步骤3得到的沉碲渣加入到盐酸溶液中，控制固液质量比为1:5-7，加热至75-85℃，搅拌反应1.5-2.5h，得到酸浸浆料;将酸浸浆料过滤，分离得到酸浸液和酸浸渣，酸浸渣返回步骤1重新焙烧;向酸浸液中缓慢加入氢氧化钠溶液，调节溶液pH值至5.5-6.0，控制反应温度为70-80℃，搅拌反应1-2h，反应结束后冷却至40-50℃，过滤分离得到精制沉碲渣;将精制沉碲渣用去离子水洗涤至中性，然后在105-110℃下烘干2-3h，得到二氧化碲产品;其中，盐酸溶液浓度为6mol/L。
[0010]优选的，步骤1中，破碎、研磨后的废料粉末粒径≤74μm。
[0011]优选的，步骤1的氧化焙烧过程中，焙烧炉内的空气通入量为200-300m³/(t·h)。
[0012]优选的，步骤2中，搅拌速度为200-300r/min。
[0013]优选的，步骤2中，趁热过滤的温度不低于75℃。
[0014]优选的，步骤3中，稀硫酸的加入速度为5-10mL/min。
[0015]优选的，步骤3中，搅拌反应过程中采用pH在线监测仪实时监测溶液pH值。
[0016]优选的，步骤4中，烘干后的二氧化碲产品纯度≥99.5%。
[0017]优选的，步骤4中，精制沉碲渣用去离子水洗涤时，洗涤用水量为精制沉碲渣质量的3-5倍，洗涤次数为2-3次。
[0018]优选的，步骤2得到的碱浸渣返回铜冶炼系统回收铜、铅、铋有价金属;步骤3得到的沉碲后液经石灰乳中和至pH值为6.5-8.5后达标排放。
[0019]与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
[0020]本发明中，针对碲化亚铜化合物废料的特性，采用氧化焙烧将碲化亚铜转化为易浸出的二氧化碲和氧化铜，再通过常压碱浸实现碲与重金属杂质的初步分离，后续经酸化沉碲和精制提纯得到高品质二氧化碲产品，有效解决了现有技术中碲与杂质分离难度大的问题;
[0021]本发明采用常压碱浸工艺，相较于现有加压碱浸工艺，无需高压设备，降低了设备投资和操作难度，同时焙烧温度和反应温度均处于中低温范围，能耗显著降低，有利于规模化工业应用;
[0022]本发明通过硫化钠助浸强化碲的浸出，同时通过两次中和沉碲和盐酸精制去除杂质，产品纯度≥99.5%，能够满足高端应用需求;
[0023]本发明通过硫化钠助浸强化碲的浸出，同时通过两次中和沉碲和盐酸精制去除杂质，碲回收率可达95%以上，产品纯度≥99.5%，能够满足高端应用需求。
附图说明
[0024]图1为本发明提出一种碲化亚铜化合物废料中二氧化碲的分离回收方法的操作流程示意图。
具体实施方式
[0025]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0026]实施例一
[0027]请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种碲化亚铜化合物废料中二氧化碲的分离回收方法，包括以下步骤：
[0028]步骤1：预处理与氧化焙烧，将碲化亚铜化合物废料(主要成分：Cu2Te 45%、TeO212%、Pb 3%、Bi 2%、其他杂质 38%)进行破碎、研磨，过200目筛，得到废料粉末;将废料粉末置于焙烧炉中，在空气氛围下进行氧化焙烧，控制焙烧温度为550℃，焙烧时间为3h，得到焙烧产物。
[0029]步骤2：常压碱浸与过滤，将步骤1得到的焙烧产物加入到浓度为120g/L的氢氧化钠溶液中，控制固液质量比为1:6，加入焙烧产物质量1%的硫化钠作为助浸剂，在常压下加热至80℃，以200r/min的速度搅拌反应3h，得到碱浸浆料;将碱浸浆料趁热过滤，分离得到碱浸液和碱浸渣。
[0030]步骤3：酸化沉碲，向步骤2得到的碱浸液中以5mL/min的速度缓慢加入4mol/L的稀硫酸，调节溶液pH值至4.0，控制反应温度为70℃，搅拌反应2h，反应过程中持续监测pH值并补充稀硫酸，维持pH值稳定在4.0;反应结束后，将溶液冷却至40℃，过滤分离得到沉碲渣和沉碲后液。
[0031]步骤4：精制提纯，将步骤3得到的沉碲渣加入到6mol/L的盐酸溶液中，控制固液质量比为1:5，加热至75℃，搅拌反应2.5h，得到酸浸浆料;将酸浸浆料过滤，分离得到酸浸液和酸浸渣，酸浸渣返回步骤1重新焙烧;向酸浸液中缓慢加入氢氧化钠溶液，调节溶液pH值至5.5，控制反应温度为70℃，搅拌反应2h，反应结束后冷却至40℃，过滤分离得到精制沉碲渣;将精制沉碲渣用去离子水洗涤至中性，然后在105℃下烘干3h，得到二氧化碲产品。
[0032]经检测，本实施例中碲的回收率为95.2%，二氧化碲产品纯度为99.6%。
[0033]实施例二
[0034]一种碲化亚铜化合物废料中二氧化碲的分离回收方法，包括以下步骤：
[0035]步骤1：预处理与氧化焙烧，将碲化亚铜化合物废料(主要成分：Cu2Te 50%、TeO210%、Pb 4%、Bi 1%、其他杂质 35%)进行破碎、研磨，过200目筛，得到废料粉末;将废料粉末置于焙烧炉中，在空气氛围下进行氧化焙烧，控制焙烧温度为600℃，焙烧时间为2.5h，得到焙烧产物。
[0036]步骤2：常压碱浸与过滤，将步骤1得到的焙烧产物加入到浓度为140g/L的氢氧化钠溶液中，控制固液质量比为1:7，加入焙烧产物质量1.5%的硫化钠作为助浸剂，在常压下加热至85℃，以250r/min的速度搅拌反应2.5h，得到碱浸浆料;将碱浸浆料趁热过滤，分离得到碱浸液和碱浸渣。
[0037]步骤3：酸化沉碲，向步骤2得到的碱浸液中以8mL/min的速度缓慢加入4mol/L的稀硫酸，调节溶液pH值至4.5，控制反应温度为75℃，搅拌反应1.5h，反应过程中持续监测pH值并补充稀硫酸，维持pH值稳定在4.5;反应结束后，将溶液冷却至45℃，过滤分离得到沉碲渣和沉碲后液。
[0038]步骤4：精制提纯，将步骤3得到的沉碲渣加入到6mol/L的盐酸溶液中，控制固液质量比为1:6，加热至80℃，搅拌反应2h，得到酸浸浆料;将酸浸浆料过滤，分离得到酸浸液和酸浸渣，酸浸渣返回步骤1重新焙烧;向酸浸液中缓慢加入氢氧化钠溶液，调节溶液pH值至5.8，控制反应温度为75℃，搅拌反应1.5h，反应结束后冷却至45℃，过滤分离得到精制沉碲渣;将精制沉碲渣用去离子水洗涤至中性，然后在108℃下烘干2.5h，得到二氧化碲产品。
[0039]经检测，本实施例中碲的回收率为96.5%，二氧化碲产品纯度为99.7%。
[0040]实施例三
[0041]一种碲化亚铜化合物废料中二氧化碲的分离回收方法，包括以下步骤：
[0042]步骤1：预处理与氧化焙烧，将碲化亚铜化合物废料(主要成分：Cu2Te 48%、TeO215%、Pb 2%、Bi 3%、其他杂质 32%)进行破碎、研磨，过200目筛，得到废料粉末;将废料粉末置于焙烧炉中，在空气氛围下进行氧化焙烧，控制焙烧温度为650℃，焙烧时间为2h，得到焙烧产物。
[0043]步骤2：常压碱浸与过滤，将步骤1得到的焙烧产物加入到浓度为160g/L的氢氧化钠溶液中，控制固液质量比为1:8，加入焙烧产物质量2%的硫化钠作为助浸剂，在常压下加热至90℃，以300r/min的速度搅拌反应2h，得到碱浸浆料;将碱浸浆料趁热过滤，分离得到碱浸液和碱浸渣。
[0044]步骤3：酸化沉碲，向步骤2得到的碱浸液中以10mL/min的速度缓慢加入4mol/L的稀硫酸，调节溶液pH值至5.0，控制反应温度为80℃，搅拌反应1h，反应过程中持续监测pH值并补充稀硫酸，维持pH值稳定在5.0;反应结束后，将溶液冷却至50℃，过滤分离得到沉碲渣和沉碲后液。
[0045]步骤4：精制提纯，将步骤3得到的沉碲渣加入到6mol/L的盐酸溶液中，控制固液质量比为1:7，加热至85℃，搅拌反应1.5h，得到酸浸浆料;将酸浸浆料过滤，分离得到酸浸液和酸浸渣，酸浸渣返回步骤1重新焙烧;向酸浸液中缓慢加入氢氧化钠溶液，调节溶液pH值至6.0，控制反应温度为80℃，搅拌反应1h，反应结束后冷却至50℃，过滤分离得到精制沉碲渣;将精制沉碲渣用去离子水洗涤至中性，然后在110℃下烘干2h，得到二氧化碲产品。
[0046]经检测，本实施例中碲的回收率为95.8%，二氧化碲产品纯度为99.6%。
[0047]以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
说明书附图(1)
