Дистилляционное извлечение теллура из теллурида меди в оксидных формах

Приведены результаты исследований, направленных на извлечение теллура в форме оксидов пирометаллургическим способом из его соединений с медью. В качестве объекта изучения использован технический теллурид меди ТОО «Корпорация Казахмыс» (Казахстан), содержащий кристаллические фазы, мас.%: Cu₇Te₄ – 36,5, Cu₅Te₃ – 28,5, Cu₂Te – 12,9, Cu_2,5SO₄(OH)₃·2H₂O – 16,2 и Cu₃(SO₄)(OH)₄ – 6,0. В результате проведенных физико-химических исследований и технологических экспериментов показана принципиальная возможность переработки технического теллурида меди окислительно-дистилляционным обжигом с извлечением теллура в отдельный продукт. В качестве окислителя использован кислород воздуха. Установлено, что понижение давления в интервале 80–0,67 кПа при одинаковой температуре влечет за собой повышение степени извлечения теллура. Однако приемлемое с технологической точки зрения значение этого показателя (93,0–98,0 %) при всех давлениях (в течение 1 ч) достигается при температуре 1100 °С. Увеличение экспозиции до 3 ч дает незначительный положительный эффект. Дифрактометрическими исследованиями огарков от технологических экспериментов было отмечено снижение содержания оксидов меди в интервале давлений 80–40 кПа и рост содержания фазы Cu3TeO6. При последующем увеличении разрежения от 40 до 0,67 кПа происходит заметное снижение количества куприта и, как следствие, резкий рост количества оксида одновалентной меди. Для теллурата меди отмечено замедление прироста его объема при давлениях 40–20 кПа и резкое падение его содержания при давлениях ниже 13,3 кПа. Полученный конденсат представляет собой сыпучую смесь кристаллических фаз диоксида теллура (67,7 %) и оксисульфата теллура (32,3 %) и является промпродуктом для дальнейшего получения элементного теллура.

1. Efimov A.A., Leonov A.S., Kozhanov A.L., Kuzmina I.S. Processing of copper electrolyte slimes with a carbonaceous reductant. Tsvetnye metally. 2018. No. 6. P. 52—58. DOI: 10.17580/tsm.2018.06.07.

2. Mastyugin S.A., Naboichenko S.S. Processing of copper-electrolyte slimes: Evolution of technology. Russ. J. Non-Ferr. Met. 2012. Vol. 53. No. 5. P. 367—374. DOI: 10.3103/S1067821212050070.

3. Xing W.D., Lee M.S. Leaching of gold and silver from anode slime with a mixture of hydrochloric acid and oxidizing agents. Geosystem Eng. 2017. Vol. 20. No. 4. P. 216—223.

4. Xiao L., Wang Y.L., Yu Y., Fu G.Y., Han P.W., Sun Z.H.I., Ye S.F. An environmentally friendly process to selectively recover silver from copper anode slime. J. Cleaner Product. 2018. Vol. 187. P. 708—716. DOI: 10.1016/j.jclepro.2018.03.203.

5. Ding Y., Zhang Sh., Liu B., Li B. Integrated process for recycling copper anode slime from electronic waste smelting. J. Cleaner Product. 2017. Vol. 165. P. 48—56. DOI: 10.1016/j.jclepro.2017.07.094.

6. Liu G., Wu Yu., Tang A., Pan D., Li B. Recovery of scattered and precious metals from copper anode slime by hydrometallurgy: A review. Hydrometallurgy. 2020. Vol. 197. Art. 105460. DOI: 10.1016/j.hydromet.2020.105460.

7. Mahmoudi A., Shakibania S., Mokmeli M., Rashchi F. Tellurium, from copper anode slime to high purity product: A review paper. Metal. Mater. Trans. B. 2020. Vol. 51. P. 2555—2575. DOI: 10.1007/s11663-020-01974-x.

8. Мастюгин С.А., Волкова Н.А., Набойченко С.С., Ласточкина М.А. Шламы электролитического рафинирования меди и никеля. Под общ. ред. С.С. Набойченко. Екатеринбург: УрФУ, 2013.

9. Liu W., Jia R., Sun B., Zhang D., Chen L., Yang T., Lu S. A novel process for extracting tellurium from the calcine of copper anode slime via continuous enrichment. J. Cleaner Product. 2020. Vol. 264. Art. 121637. DOI:10.1016/j.jclepro.2020.121637.

10. Mahmoudi A., Shakibania S., Mokmeli M., Rashchi F. Selective separation and recovery of tellurium from copper anode slime using acidic leaching and precipitation with cuprous ion. J. Sustainable Metal. 2021. Vol. 7. Iss. 4. P. 1886—1898. DOI: 10.1007/s40831-021-00462-z.

11. Ma Z., Yang H., Huang S., Lu Y., Xiong L. Ultra fact microwave-assisted leaching for the recovery of copper and tellurium from coper anode slime. Int. J. Miner., Metal. Mater. 2015. Vol. 22. No. 6. Р. 582—588. DOI: 10.1007/s12613-015-1110-2.

12. Xu L., Xiong Y., Zhang G., Zhang F., Yang Y., Hua Z., Tian Y., You J., Zhao Z. An environmental-friendly process for recovery of tellurium and copper from copper telluride. J. Cleaner Product. 2020. Vol. 272. Art. 122723. DOI:10.1016/j.jclepro.2020.122723.

13. Вайсбурд С.Е. Физико-химические свойства и особенности строения сульфидных расплавов. М.: Металлургия, 1996.

14. Дутчак Я.И., Коренчук Н.М., Коренчук С.В. Исследование давления пара и термодинамический анализ сплавов системы Cu2S—Cu2Te. Изв. АН СССР. Неорг. материалы. 1975. Т. 11. No. 2. С. 201—203.

15. Krätschmer A., Odnevall Wallinder I., Leygraf C. The evolution of outdoor cooper patina. Corros. Sci. 2002. Vol. 44. No. 3. P. 425—450. DOI: 10.1016/S0010-938X(01)00081-6.

16. Ниценко А.В., Бурабаева Н.М., Тулеутай Ф.Х., Сейсембаев Р.С., Линник К.А., Азлан М.Н. Изучение физико-химических свойств теллурсодержащего промпродукта. Комплексное использование минерального сырья. 2020. No. 4. С. 49—56. DOI: 10.31643/2020/6445.36.

17. Киндяков П.С., Коршунов Б.Г., Федоров П.И., Кисляков И.П. Химия и технология редких и рассеянных элементов. Ч. III. Под ред. Большакова К.А. Изд. 2-е, перераб. М.: Высш. школа, 1976.

18. Volodin V.N., Tuleushev Yu.Zh. The liquid-vapor phase transition in a copper—calcium system. Russ. J. Physical Chemistry A. 2020. Vol. 94. No. 8. P. 1526—1531. DOI: 10.1134/S0036024420070304.

19. Куклева Т.В., Фёдорова Т.Б., Вишняков А.В., Ковтуненко П.В. Особенности низкотемпературного окисления теллурида меди (I). Неорган. матер. 1988. Т. 24. No. 9. С. 1469—1471.

20. Zhu X., Wang Zh., Su X., Vilarinho P.M. New Cu3TeO6 ceramics: phase formation and dielectric properties. ACS Appl. Mater. Interfac. 2014. No. 6. P. 11326—11332. DOI: 10.1021/am501742z.

21. Dimitriev Y., Gatev E., Ivanova Y. High-temperature X-ray study of the oxidation of CuTeO3. J. Mater. Sci. Lett. 1989. No. 8. Р. 230—231. DOI: 10.1007/BF00730736.

22. Володин В.Н., Исакова Р.А., Нестеров В.Н. О скорости окисления киновари паром воды при пониженном давлении. Известия АН КазССР. Сер. Химическая. 1977. No. 5. С. 68—72.

23. Володин В.Н., Исакова Р.А. Дистилляционные процессы разделения сульфидных и металлических расплавов: теория и технология. Караганда: Tengri Ltd., 2015.