ИТС 24-2020 Производство редких и редкоземельных металлов

     2.11 Селен и теллур

Технология получения селена и теллура

Селен и теллур - неметаллы, входят в состав около 80 собственных минералов. В этих минералах они представлены селенидами, теллуридами, рядом окисленных и сульфидных соединений. Месторождения собственно селена и теллура неизвестны. Обычно они присутствуют в медных, медно-цинковых, медно-никелевых и полиметаллических свинцово-цинковых рудах. При обогащении таких руд большая часть селена и теллура остается в хвостах обогащения и в пиритных концентратах.

При переработке сульфидных руд селен и теллур накапливаются в отходах металлургического производства - в пылях обжиговых и плавильных печей, анодных шламах электролитического рафинирования меди, илах сернокислотного производства. Эти продукты могут являться источниками получения селена и теллура. Их собственные минералы не имеют практического значения. Возможными источниками производства селена и теллура являются селенсодержащие и особенно теллурсодержащие золотые руды.

Главнейшим источником селена и теллура в современной металлургической практике являются анодные шламы электролитического рафинирования меди.

Технологические схемы извлечения селена и теллура из шламов медеэлектролитных заводов весьма сложны и многообразны. Выбор такой схемы зависит в основном от соотношения содержания этих двух элементов и благородных металлов, а также от масштабов производства.

Состав анодных шламов медного производства колеблется в пределах, %: 10-45 Cu; 0,05-5 Au; 5-45 Ag; 2-18 Se; 0,3-10 Te; 2-40 Pb; 0,5-16 Sb; 0,5-9 As.

Комплексную переработку анодных шламов обычно начинают с обезмеживания (перевода меди из шлама в раствор). Процесс осуществляют в реакторах при аэрации суспензии шлама в растворах серной кислоты воздухом:

                                   (2.9).

Для обезмеживания шламов на ряде производств используются автоклавы, где процесс ведут при повышенном давлении кислорода.

По окончании процесса обезмеживания пульпу фильтруют и кек направляют на извлечение селена и теллура. Извлечение селена в раствор при переработке шлама осуществляют посредством обжига: окислительного или сульфатизирующего с переводом селена в газообразный диоксид и его улавливанием в кислые или щелочные растворы. Вариантом извлечения селена из шламов может служить способ спекания с содой.

Применяемый ранее на предприятиях сульфатизирующий обжиг шлама, также как и технология спекания с содой, отличаются низкой эффективностью и высокой экологической опасностью, в настоящее время практически не используются.

Сегодня на большинстве медерафинировочных производств мира применяют

окислительный обжиг. Основной процесс - окисление с использованием воздуха, КВС (кислородо-воздушной смеси) или технического кислорода. В течение процесса проходит взаимодействие с кислородом присутствующих в шламе селенидов и теллуридов металлов - меди, серебра, свинца, палладия и ряда других. Например:

                                 (2.10),

                                   (2.11).

Процессы окисления проходят в диапазоне температур 300-700°С. В отличие от теллура, образующего нелетучие теллуриты меди, свинца, серебра и золота, селен переходит в газообразный диоксид. В газовую фазу также переходят образующиеся в процессе окисления сульфидов диоксид серы , а также оксид мышьяка (III) .

Операцию обжига селена проводят в печах с обеспечением периодического или непрерывного процесса. На рисунке 2.4 представлена схема установки по обжигу шлама, находящегося в печи на противнях, в стационарном режиме с дальнейшим переводом селена в газовую фазу, восстановлением и итоговом получении продукта на фильтр-прессе. В печь загружается обычно от 1,5 до 3 тонн шлама с влажностью 15-20%. Обжиг такой партии шлама производится при температуре 600-650°С в течение 20-24 часов.

На большинстве производств при обжиге шламов диоксид селена улавливают кислыми растворами с получением селенистой кислоты. Восстановление селена из растворов в этом случае производят газообразным диоксидом серы (в том числе присутствующим в газах обжига) или сульфитом (бисульфитом) натрия с получением технического селена:

                                (2.12).

Этот способ выделения селена основан на различии в величинах окислительно-восстановительных потенциалов системы, а именно:

B,

     
B.