[发明专利]一种粗硒物料真空精炼提纯的方法

说明书

本发明涉及一种粗硒物料真空精炼提纯的方法，属冶金技术工程领域。其特征在于粗硒物料经熔化、脱气及真空蒸馏工序后获得精硒产品，具体包括如下步骤：步骤1、将粗硒物料加入到密闭容器中，在230℃～350℃下进行熔化；物料完全熔化后升温至250～400℃进行脱气，脱气时对密闭容器进行抽真空，并同时对硒熔体进行搅拌，获得密度大于4g/cm³的粗硒熔体；步骤2、将步骤1获得的粗硒熔体放入真空炉内，在真空度为1～20Pa，温度为500℃～1000℃下，蒸馏3～4h，产出精硒产品。本发明工艺流程短，粗硒经熔化、脱气、真空蒸馏即可产出99.9％精硒。

技术领域

本发明涉及冶金技术工程领域，特别是一种粗硒物料真空精炼提纯的方法。

背景技术

硒是一种重要的半导体材料，熔点为221℃，沸点为685℃。硒在地壳中的丰度仅为0.05～0.09mg/kg，自然界中尚未发现有经济价值的单独硒矿床，硒通常伴生在铜、铅、镍等金属硫化矿中。硒的主要来源是重金属硫化矿冶炼时产生的副产品，而铜电解阳极泥和铜硫化矿的冶炼烟尘产硒量约占硒总产量的90％，其余的来自于铅、钴、镍精炼产出的焙砂以及硫酸生产的酸泥和生产制浆的洗涤泥中回收。

目前从铜电解阳极泥中提取硒的方法主要分为火法脱硒工艺及湿法脱硒工艺两种。常用的火法脱硒工艺包括氧化焙烧法、苏打烧结法、硫酸化焙烧法、氯化法等，火法工艺的特点是通过氧化剂将硒元素氧化成易挥发的物质或者易溶于水的物质，然后控制条件使硒从物料中分离出来，其他元素继续留在物料中，达到分离硒的目的。火法脱硒工艺是成熟工艺，对原料适用性强、硒脱除率高，目前国内很多工厂均采用火法工艺，但火法工艺存在工艺流程长、烟气量大，污染大、综合利用率不高等缺点。

湿法脱硒工艺过程会产出含硒50～70％的副产品即粗硒渣，粗硒渣一般均含有水和酸根离子，在后续处理前均需进行水洗除去粗硒渣中的酸，干燥后再进行提纯。现有的处理粗硒渣的方法是将其经水洗、干燥、配料后进行真空蒸馏提纯，得到含金银铜的蒸馏渣和含硒98～99％的粗硒，粗硒通过二次蒸馏进而得到高纯硒。

铜阳极泥综合回收过程中产出的粗硒一般含硒50～70％，还含有碲、铜、铁、砷等杂质。由于硒含量不高，该粗硒如果直接出售，产品价值不高。因此，大多数工厂均进行精炼提纯处理，粗硒的纯化方法包括蒸馏法、升华法、结晶法、化学法和联合法等。

在真空蒸馏提纯方法中，通常在蒸馏前对粗硒进行预处理，例如将粗硒直接制粒、压块或者添加粘合剂后进行制粒、压块。由于粗硒物料比重小，如果直接蒸馏会造成粉状物料喷料现象，喷溅出来的物料会降低产品品质，堵塞管道；即使对原料进行预处理，比如制粒、压块也并不能增加其比重，单台设备的处理量也较小、生产效率低。

专利文献CN1283549C中公开了真空冶炼提取硒的工艺，该工艺采用将硒原料与粘合剂混合均匀后制粒或制块，再将制成粒或块的物料干燥至水分含量小于1％，最后将干燥后物料放入真空炉中进行真空蒸馏，产出含硒95～98％、含碲2～4％，硒和碲总含量大于99％的粗硒产品。该方法在真空蒸馏前需对原料制粒或制块，且产出的硒产品中碲含量高，还需进行后续除杂操作。

金世平在“真空蒸馏脱硒的研究”(真空科学与技术，2003年第23卷第5期)文章中从理论上分析了真空蒸馏脱硒的影响因素时间和温度，并通过实验进行验证。文章指出含硒物料干燥、压成小团后放入真空炉内在300℃至450℃，真空度小于10Pa的环境中蒸馏30分钟至120分钟，蒸馏后大部分硒变成气体挥发出来，残留物中含硒6.80％至7.91％。该文章中的方法为实验室的小试实验，坩埚每次装料仅10克，含硒物料真空蒸馏前需进行干燥、压团，而产出的残留物中仍含硒6.80％至7.91％。

发明内容

本发明针对现有粗硒物料提纯工艺流程长、现场操作环境差、单台设备产量低、产出的硒产品品位不高等问题，提供一种粗硒物料真空精炼提纯的方法。