[发明专利]一种熔盐电解固态半导体碲化物同步提取金属和碲的方法

说明书

本发明公开了一种熔盐电解固态半导体碲化物同步提取金属和碲的方法，属于电化学冶金领域。本发明以半导体硫化物为原料，将其在真空条件下熔铸成棒状电极，然后以此电极为阴极在氯化物熔盐中进行电解，即可在阴极处获得一种金属，并同时在阳极处得到单质碲。本发明提供的熔盐电解固态半导体碲化物同步提取金属和碲的方法，工艺流程简单，过程中无任何其它原料消耗，不产生废渣、废水和废气污染，且所得产物纯度高。

技术领域

本发明属于电化学冶金技术领域，更具体地说，涉及一种熔盐电解固态半导体碲化物同 步提取金属和碲的方法。

背景技术

随着科技的不断发展，碲的消费领域已经向新兴的半导体产业转移。如今，碲在半导体 材料中的用量已经达到其总用量的80％左右，而根据碲产业现状推算，未来中国乃至全球对 碲的需求量仍将持续增长。碲在地壳中含量极低，且多伴生于铜、铅、锌等金属矿中。因此， 废弃半导体碲化物的回收处理是保障碲资源可持续利用的一条重要途径。

目前，关于废弃半导体碲化物的回收处理的技术报道较少，且以湿法工艺为主。如，申 请号为CN201210205184.6的中国专利公开了一种从含碲多金属物料中综合提取有价金属的 方法，通过硝酸氧化浸出使碲进入溶液，然后进行还原分离得到粗碲粉。申请号为 CN201910391872.8的中国专利公开了一种从碲化铋基半导体制冷片废料中回收碲的方法，通 过氧化酸浸、还原沉淀和电沉积，从碲化铋基半导体制冷片废料中回收金属碲。申请号为 CN201711441063.0的中国专利公开了一种从碲化锌废料中回收碲和锌的方法，通过碱浸-氧 化工艺实现了碲化锌废料中碲与锌的选择性分离和回收。申请号为CN202111669611.1的中国 专利公开了一种碲化镉废料的回收方法，通过氧化酸浸和亚硫酸还原先得到了碲单质，然后 再通过硫化氢还原制得了硫化镉。

但湿法回收工艺存在的主要问题是工艺流程复杂，其它辅助化学试剂消耗量大，容易产 生废水和废渣污染，而且只能对废料中的有价元素进行逐步分离和回收。

又如，中国专利ZL201811629555.7公开了一种从碲化铋基半导体废料中同步回收铋和碲 的方法，首先将碲化铋基半导体废料溶解到含BiCl₃的混合熔盐中，然后进行电解即可在电解 用阴极和阳极表面同步回收得到金属铋和碲。这种方法的基本原理是：首先将碲化铋基半导 体溶解到含有BiCl₃的混合熔盐中，使其解离为Bi³⁺和Te^2-离子；然后在熔盐中进行电解，在 电场作用下使Bi³⁺离子迁移至阴极而还原为金属铋，Te^2-离子则迁移至阳极而氧化单质碲，电 极反应可表示如下：

阳极：Te^2--2e＝Te

阴极：Be³⁺+3e＝Bi

虽然该申请案通过熔盐电解一步工序即可同时得到铋和碲两种产物，但是BiCl₃易潮解和挥发， 电解体系不稳定，从而影响回收效果。

发明内容

1.要解决的问题

本发明的目的在于克服现有半导体碲化物废料回收技术存在的以上缺陷，而提供了一种 熔盐电解固态半导体碲化物同步提取金属和碲的方法。采用本发明的方法不仅可以同时回收 金属和碲两种纯度高的电解产物，且其工艺流程简单，无废渣、废水和废气污染产生。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种熔盐电解固态半导体碲化物同步提取金属和碲的方法，该方法是以半导体 碲化物为原料，将其在真空条件下熔铸成棒状电极，然后直接以此电极为固态阴极，在氯化 物熔盐中进行电解，便可在阴极处获得一种金属，并同时可在阳极极处获得单质碲。