《碲铋矿湿法冶金提取(30t/a金属碲)工艺技术研究》

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一、任务来源  石棉县大水沟碲铋矿发现于1992年,其后经众多专家、学者研究,被确认为世界首例独立碲矿床,属国内外罕见的碲矿新类型。1993年向外界披露,国内各新闻单位和澳、美报刊做了报道和转载,引起领导和专家们的高度重视。1999年至今,四川鑫炬矿业资源开发股份有限公司取得了该碲矿的独家探矿权和采矿权,先后在前人工作基础上开展了普查、详查工作,获得了245t碲储量和395t铋储量,并在外围发现了马家沟、马沙坡、白岩沟等新矿点,开始有限度的开采矿石,进行碲铋的提取试验,包括1995年株洲冶炼厂、2000年成都综合所、2002年本公司粉冶基地等的湿法冶金试验,但多为小试至扩大试验,碲铋浸出率低,产品纯度低,结果不理想。在前人工作基础上,面对国内外碲资源短缺,碲产品市场紧俏的形势下,公司高层决定,从2008年2月起再次启动碲湿法冶金项目,正式成立项目组,至2009年6月前,完成大水沟碲铋矿湿法冶金中试产业化,要求以浮选精矿为原料,通过湿法冶金手段提取碲,最终碲产品纯度达4N,并规模化生产。任务来源为计划外自定项目。  二、湿法冶金工艺条件试验  1、试验物料:为大水沟碲铋矿石,经采矿、碎磨矿和浮游选矿富集成的精矿。浮选精矿的主要特征是:粒度小于200目;有价元素以碲为主,其次是铋,含金少量,碲含量4﹪~12﹪,平均8﹪,铋含量5﹪~20﹪,平均11﹪,含金量11g/t左右;钙镁含量高,CaO+MgO>20﹪,硫、铁含量高,S+Fe>23﹪;矿物组成中,以磁黄铁矿为主的硫化矿物含量高,占精矿总量的48.5﹪,碳酸盐矿物液,浸出率高,工艺流程大大缩短,从浸液中对Te、Bi的回收简便易行。  2、创新性地采用双氧水氧化法,将粗碲制成二氧化碲。其工艺过程可简述为:将粗碲用H2O2+H2O氧化成易溶于水的原碲酸(H6TeO6)→用盐酸还原成四氯化碲(TeCl4)→用NaOH中和形成二氧化碲。该法的最大优点是工艺过程中无有毒、有害气体产生,不存在环境污染和对人体伤害问题,因而优于硝酸氧化法。到目前为止,尚无前人采用同样方法制取TeO2。  本成果已于2009年9月16日获国家知识产权局发明专利申请受理,受理申请号200910167643.4。  3、创造性地采用活性炭+硼酸对纯度为1~3N的电沉积碲进行还原熔炼和扒渣除杂,顺利地使碲的纯度提高到4N以上。传统的扒渣除杂只加入硼酸造渣,但对碲的提纯效果却不好,尤其在碲熔化过程中受氧化而形成相当数量的二氧化碲,导致扒渣失败。当每kg1~3N碲,加入10~30克活性炭粉,充分混匀后熔化,再加1~4克硼酸扒渣,则除杂、提纯效果很好,产品碲纯度均达99.997﹪以上。尚无前人采用活性炭+硼酸对粗碲进行还原熔炼和扒渣提纯,这是本项目对粗碲提纯成4N纯度方法的一个创新。  本成果已于2009年9月16日获国家知识产权局发明专利申请受理,受理申请号为200910167642.X。  三、成果的经济、社会效益  对整个工艺流程进行了成本计算。以15t浮选精矿为原料,可生产出1t4N碲锭和1.4t4N铋锭,其直接成本为286910元。按年产能为处理浮选精矿440t,产出4N碲锭30t和4N铋锭42t,据此进行经济效益评价,结果是每年产品(4N碲和4N铋)销售收入为5346.00万元,总成本费用860.73万元,税后利润2870.59万元。可解决80人以上就业问题,上缴国家增值税592.62万元,城市维护建设税41.49万元,教育费附加23.7万元,所得税956.87万元。本项目具有显著的经济效益和社会效益。  四、成果的应用范围、条件和前景  本成果不但适用于从石棉县大水沟碲铋矿的浮选精矿和原矿富矿石(含Te>4﹪)中产业化提取纯度为4N的碲锭和4N的铋锭产品,成本合算,经济和社会效益显著,也适用于一切经选矿富集碲含量大于4﹪的其他产地的独立碲矿或伴生碲矿的精矿和富矿。稀散元素碲被誉为“现代工业、国防和尖端技术的维生素,创造人间奇迹的桥梁”,应用范围越来越广,尤其CdTe太阳能薄膜电池、Te-Bi系半导体制冷器件、高速切削钢和可锻铸铁的添加碲的需求日渐增加,市场前景十分广阔,碲的价格也保持上升趋势。四川是潜在碲资源十分丰富的大省,康-滇地区“南锗北碲”的可能性很大,随着新的碲资源的不断发现,本工艺成果的应用前景十分光明。

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