硫酸化焙烧脱硒是处理铜阳极泥最常用的方法。不仅能脱除阳极泥中90%以上的硒,还能最大限度地使阳极泥中的铜等盐类硫酸化,便于下一步浸出除铜。硫酸化焙烧最广泛使用的设备是马弗炉和回转窑。马弗炉适合小批量间歇生产,回转窑适合大批量连续生产。
硫酸化焙烧的主要目的是将硒、碲、铜转化为SeO2、TeO2和CuSO4,将低沸点的SeO2挥发为粗硒回收利用。然后浸出焙烧渣除铜,用氢氧化钠浸出碲。
在焙烧过程中,SeO2的升华温度为315℃,温度越高,硒的挥发速率越快。但为了不挥发TeO2,不将易溶于水的CuSO4分解成难溶的CuO(分解温度为650℃),硫酸化焙烧温度通常控制在450℃~ 550℃之间。
阳极泥与浓硫酸混合后,在马弗炉或回转窑中焙烧,主要发生以下反应:
Cu+2H2SO4=CuSO4+2H2O+SO2
Cu2S+6H2SO4=2CuSO4+6H2O+5SO2↑
2Ag+2H2SO4=Ag2SO4+2H2O+SO2↑
Se+2H2SO4=SeO2↑+2H2O+2SO2↑
Te+2H2SO4=TeO2+2H2O+2SO2↑
焙烧升华后的SeO2随烟气进入吸收塔(或气体洗涤器或湿式静电除尘器),SeO2溶于水生成亚硒酸;
SeO2+H2O=H2SeO3
阳极泥与硫酸反应生成大量SO2,在水的帮助下,吸收塔中的亚硒酸被还原生成单质硒沉淀;
H2SeO3+2SO2+H2O=Se↓+2H2SO4
生成的单质硒,俗称粗硒,含有大量杂质。用热水洗涤粗硒,直到洗涤液为中性,然后干燥以制备纯硒。
1.在马弗炉中焙烧脱硒。
炉子分为电加热、燃气加热和燃煤加热。在工厂使用的燃煤马弗炉中,操作分为焙烧和蒸硒两个过程。向含水30%左右的湿阳极泥中加入占阳极泥重量70%的浓硫酸,然后在炉中焙烧4h。烘烤温度前期200 ~ 250℃,中期250 ~ 300℃,后期250 ~ 200℃。焙烧后,阳极泥呈黑绿色。
将焙烧后的物料置于不锈钢板中(料层厚度为35 ~ 45 mm),在500 ~ 550℃的炉温下蒸馏12小时,产生硒含量不大于0.05%的黄绿色蒸馏残渣。
挥发性二氧化硒和炉气通过real 空泵引入铅锑合金吸收塔。吸收塔中的吸收液含硫酸不超过500g/L,温度高于90℃,通入二氧化硫气体将亚硒酸盐还原成粗硒。
二、回转窑焙烧脱硒。
有些工厂使用的圆筒形钢制回转窑长6 ~ 9米,直径0.7 ~ 0.8米。根据生产实践,窑体越长,阳极泥在窑内停留时间越长,硫酸化效果越好。
回转窑窑体倾斜度为1.6%,由2 ~ 3对托轮支撑,电机由链轮驱动,转速为1.13r∕min.为了防止大量阳极泥粘在窑内壁,窑内有振打,随着窑的转动靠重力滚动。窑头(图1)和窑尾(图2)两端密封,螺旋给料机连续进出料。
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