低品位含硒物料加压浸出生产实践

曾晓冬

(江西铜业集团公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424)

1 引言

硒是一种稀散金属元素，主要是从有色金属冶炼过程的副产品中综合回收，因而硒的产量很低。硒主要应用于半导体材料和光学材料领域［1-2］。

现有品位在45%左右成分复杂的硒物料，该物料直接作为原料生产二氧化硒或硒粉，由于杂质含量高、且部分硒以金属间化合物形式存在，硒难以与杂质有效分离，导致生产效率低、成本高，同时难以保证产品质量。

这类硒物料需经精炼除杂后方可进入硒粉、二氧化硒产品生产线。传统精炼工艺是用硝酸或氯酸钠等强氧化剂氧化，使其氧化成亚硒酸，净化除杂后，用液态二氧化硫或亚钠还原溶液，得到硒粉。由于在溶解过程中使用硝酸或氯酸钠，产生的二氧化氮或氯气烟害较大，粗硒中金银损失较大［3-4］。

加压浸出作为一种清洁的湿法强化冶金新技术，具有浸取高效﹑流程短﹑无污染等优点，在复杂难处理物料浸出方面具有广阔的应用前景。本文重点介绍低品位含硒物料的加压浸出生产实践［5-6］。

2 原料

硒物料典型化学成份见表1。

表1 硒物料典型化学成份/%

物料经XRD 检测，无法探明物料中硒的赋存形态。

3 原理及工艺流程

针对硒物料杂质成分的特点，选择硫酸介质下脱除铜等杂质，同时少量硒也酸浸进入溶液，为减少硒损失，可采用亚钠加以还原沉硒。

将预处理渣配以烧碱投入搅拌槽，搅拌浆化后泵至10m3立式反应釜。密闭反应釜，升温，鼓入压缩空气至釜内，反应釜内主要发生化学反应:

其中，M 为重金属元素。

浸出液加入硫酸调节溶液酸度以提高溶液电极电位，再通二氧化硫进行还原:

图1 含硒物料处理工艺流程

4 生产实践

本文主要是在小型实验研究的基础上进行的工业试验，试验条件主要采取小型实验最优条件进行。

4.1 湿法预处理

湿法预处理工艺条件:温度80～85℃、液固比6∶1、搅拌时间4h，控制终点酸度5g/L、10g/L，考察终点酸度对预处理的影响。预处理液化学成分、预处理渣化学成分分别见表2、表3。

表2 预处理液化学成分/(mg/L)

由表2 知，酸度上升，预处理液中各金属元素含量均有所增加，其中溶液中硒、铜、金、锑含量大幅度上升。酸度增加，预处理杂质的脱除效果更好，但同时硒的损失也增加。为尽可能脱除杂质，终点酸度保持10g/L 左右。

由表3 知，预处理液酸度增加，预处理渣铜含量大幅度下降，金、银、锑、铁均有所下降，硒品位增加。

预处理液硒含量1360mg/L、铜含量8.12g/L，可采用亚钠进行还原沉硒，还原后液硒低于50mg/L，而还原渣硒含量40.36%、铜含量42.33%，再进行硒铜分离回收其中硒。

4.2 加压浸出

加压浸出工艺条件:浸出压力1MPa、空气流量220m3/min、液固比9∶1、初始碱度100g/L、浸出时间5h，重点考察反应温度对浸出效果的影响。

反应釜通过蒸汽盘管加热，升温至130℃，停蒸汽，利用冷却水控制反应温度分别在135～140℃和125～130℃和115～120℃间进行浸出。为减少硒挥发损失，反应釜尾气需经碱液吸收，方可进入除害塔。

表4 反应温度对加压浸出效果的影响

反应温度控制135～140℃，浸出过程中发现尾气虽经碱液吸收，但仍可见淡淡白烟冒出。从表4可见，在135～140℃下釜内部分硒直接挥发进入气相，并随废气从釜内排出，这导致硒液计浸出率和加压浸出过程中硒回收率较低;反应温度为115～120℃，硒液计浸出率较低，主要是重金属硒化物未全部浸出，从而导致浸出渣含硒偏高。

因此，反应温度选择125～130℃。

表5、表6 是最优加压浸出工艺条件下，批量生产实践投入产出情况。

表5 加压浸出工业生产投入情况

表6 加压浸出工业生产产出情况

由表5、表6 可知，浸出渣硒含量加权平均值为6.09%，硒液计浸出率为90.35%，加压浸出过程硒回收率为93.02%。浸出渣金含量加权平均值为4423 g/t，较含硒物料金含量(772 g/t)富集了5.7倍;浸出渣银含量加权平均值为6.80%，较含硒物料银含量(1.724%)富集了4.0 倍。浸出渣可返反应釜进行二次加压浸出，硒含量可降至1%左右，金银可得到进一步富集。

4.3 硒粉还原

浸出液加入硫酸调节溶液酸度，控制硫酸浓度40 g/L、温度85℃，通入二氧化硫进行还原，得到的还原硒粉经水强化洗涤后主品位可达到91.20%。还原硒粉成分见表7。

表7 还原硒粉成分/%

5 结论

(1)含硒物料经湿法预处理，可有效脱除杂质，富集硒。控制终点酸度10g/L，预处理渣硒含量由43.84%增加至65.83%;杂质元素铜、铁、铅、锡、锑分别由5.25%、1.47%、3.19%、0.54%、1.12%降低至0.67%、0.78%、2.65%、0.43%、0.65%。

(2)加压浸出过程中反应温度控制在125～130℃，浸出压力1MPa，浸出渣含硒降至6.09%，硒液计浸出率90.35%，硒回收率93.02%。浸出渣金含量为4423 g/t，较含硒物料金含量(772 g/t)富集了5.7 倍;银含量为6.80%，较含硒物料银含量(1.724%)富集了4.0 倍。

(3)控制浸出液硫酸浓度40 g/L、温度85℃，通入二氧化硫进行还原，得到的还原硒粉经水强化洗涤后主品位可达到91.20%。

［1］韩汉民.高纯硒的制备［J］.江苏化工，1993，21(4):36 -38.

［2］王红艳，张莉，张胜义，等.纳米硒的制备及表征［J］.淮北煤炭师范学院学报，2004，25(3):36 -39.

［3］周令治.稀散金属冶金［M］.北京:冶金工业出版社，1988.

［4］蔡世兵.从高品位硒、碲废料中分离回收硒和碲［J］.湿法冶金，2008，27(1):35 -37.

［5］徐志峰，严康，李强，等.复杂硫化铜精矿加压浸出动力学［J］.有色金属，2010，62(4):76 -82.

［6］徐志峰，聂华平，李强，等.高铜高砷烟灰加压浸出工艺［J］.中国有色金属学报，2008，18(1):59 -64.