Способ получения теллуридных или селенидных растворов.

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕЛЛУРИДНЫХ ИЛИ СЕЛЕНИДНЫХ РАСТВОРОВ(57) Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано при полу чении теллура или селена высокой чистоты из черновых металлов.Процесс осуществляют путем катодного восстановления порошков теллура или селена в растворе гидроксида натрия, при катодной плотности 100200 а/м 2. Катодное восстановление при плотности тока 100-200 а/м 2 ведут до перевода в раствор 911 мас. теллура или селена, а затем процесс ведут при катодной плотности, в 3-4 раза превышающей первоначальную, что позволяет интен сифишитровать процесс получения теллуридных или селенидных растворов электролизом.Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано при получении теллура или селена высокой чистоты из черновых металлов. Кроме того, получаемые теллуридные растворы могут быть использованы при извлечении теллура из теллурмышьяксодержащих материалов.Известен гидрометаллургический способ получения теллуридных и селенидных растворов путем растворения порошков теллура или селена в растворе гидроксида натрия в присутствии алюминиевого порошка. Полученные растворы фильтруют и затем аэрацией осаждают теллур или селен /Грейвер Т.Н., Зайцева И.Г., Косовер В.М. Селен и теллур. Новая технология получения и рафинирования. М., Металлургия, 1977, с. 227/.Получение теллуридных или селенидных растворов по этому способу - весьма интенсивный процесс и осуществляется в течение 0,5-2 часов. Однако высокий расход дефицитного алюминиевого порошка, получение труднорегенерируемых, загрязненных теллуром и селеном осадков гидроксида алюминия и загрязнение получаемых теллуридных или селенидных растворов алюминием снижают Достоинства этого метода.На использовании свойств теллуридных растворов основан способ электрорафинирования в теллуридном электролите технического теллура или теллурового концентрата /92-98 Те/. Теллуридный раствор по этому способу получают восстановлением рафинируемого теллура в электролизере на Донном катоде в щелочном электролите /100 г/л МаОН/ при катодной плотности тока 5000-10000 А/М 2. Анод при этом опущен лишь в верхний слой электролита. При накоплении в электролите теллура до 100 г/л, анод опускают в электролит и при плотности тока 10000 А/М 2 на аноде идет выделение кристаллов теллура/Грейвер Т.Н., Зайцева И.Г., Косовер В.М. Селен и теллур. Новая технология получения и рафинирования. М., Металлургия, 1977, с. 269-270/.Недостатком Данного способа получения теллуридных или аналогично селенидных растворов является то, что способ эффективен лишь при высоких плотностях тока 5000-10000 А/М 2, что связано с большим расходом электроэнергии.Прототипом предлагаемого изобретения выбран более совершенный по сравнению с аналогами, менее энергоемкий и легкоосуществимый в промышленных условиях способ, который предусматривает катодное восстановление чернового теллура в растворе гидроксида натрия при катодной плотности тока 100-200 А/М 2 с получением теллуридного раствора. Образующийся теллуридный раствор перетекает в анодную камеру, где происходит анодный процесс окисления теллура/Огородников Ю.И., Харьковская Л.А. О коэффициентах диффузии анионов теллура в растворах гидроксида натрия. - Комплексное использование минерального сырья, 1986, Не 4, с. 78-80/.Получение теллуридных или селенидныхрастворов по этому способу осуществляется при низкой катодной плотности тока, поэтому время процесса продолжительное и составляет 9-11 часов, что в производственных условиях требует дополнительных затрат труда и снижает эффективность использования аппаратуры.Предлагаемое изобретение позволяет интенсифицировать процесс получения теллуридных или селенидных растворов снизить его продолжительность. Это достигается тем, что в способе получения теллуридных или селенидных растворов путем катодного восстановления порошков теллура или селена в растворе гидроксида натрия при катодной плотности тока 100-200 А/М 2, согласно изобретению, катодное восстановление при плотности тока 100-200 А/М 2 ведут до перевода в раствор 9-11 мас. теллура или селена, а затем процесс ведут при катодной плотности, в 34 раза превышающей первоначальную.Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Первоначально порошки теллура или селена восстанавливают в катодной камере электролизера в растворе гидроксида натрия при катодной плотности тока 100-200 А/М 2,причем катодное восстановление ведут при данной плотности тока до перевода в раствор 9-11 мас. исходного продукта. При этом твердые частицы теллура или селена, катодно восстанавливаясь, переходят в раствор в виде анионов полителлуридов или полиселенидов. Однако одновременно с этим процессом протекает в большей или меньшей степени конкурирующий процесс выделения водорода. По мере накопления в растворе полителлуридов или полиселенидов и при переходе в раствор 3-11 мас. исходного продукта образуется такое количество полителлурид - или полиселенидионов, которого достаточно для установления значения потенциала катода, при котором протекает преимущественно процесс электрохимического восстановления теллура или селена, а конкурирующий процесс выделения водорода полностью прекращается.В результате становится возможным дальнейшее проведение катодного восстановления по предлагаемому способу при плотности тока, в 3-4 раза превышающей первоначальную, что позволяет повысить скорость процесса электрохимического восстановления теллура или селена, тем самым снизить продолжительность процесса.Если же первоначально процесс катодного восстановления порошков теллура или селена вести при плотностях тока более 200 А/М 2, то потенциал катода будет значительно сдвинут в сторону отрицательных значений, что приведет к возрастанию скорости конкурирующего процесса выделения водорода. При этом, бурно выделяющийся на поверхности катода, водород не позволяет частицам теллура или селена интенсивно восстанавливаться на катоде. Тем самым увеличивается продолжительность непосредственно процесса катодного восстановления теллура или селена.Перевод менее 9 мас. исходного продукта в раствор не создаст достаточной концентрации анионов теллура или селена в растворе, в результате чего будет преобладать конкурирующий процесс выделения водорода, и продолжительность процесса в целом увеличится.Перевод более 11 мас. исходного продукта в раствор для перехода на повышенные плотности тока излишен, так как будет увеличено время работы при плотностях тока 100-200 А/М 2 и, тем самым, возрастет общая продолжительность процесса. Последующее проведение процесса катодного восстановления теллура или селена при плотностях тока, превышающих первоначальную менее чем в 3 раза, не позволит значительно интенсифицировать процесс и снизить его продолжительность. Увеличение катодной плотности тока более, чем в 4 раза превышающей первоначальную, приведет к возрастанию скорости конкурирующего процесса выделения водорода и увеличению реальной продолжительности процесса.100 г технического теллура /марка Т-1/ с содержанием 99,0 мас. теллура помешают в катодную камеру электролизера и заливают раствором щелочи /60 г/дмз МаОН/, включают перемешивание. Катодное восстановление ведут при плотности тока 150 А/М 2 в течение 1,2 часа до перевода в раствор 10 мас. исходного теллура. Затем процесс продолжают вести при плотности тока, в 3,5 раза превышающей первоначальную,т.е. при 525 А/М 2, в течение 3,0 час. По окончании процесса концентрация теллура в растворе составила 99 г/дмзОбщее время процесса получения теллуридного раствора составило 4,2 часа. По прототипу время продолжительности процесса получения теллуридного раствора из заданного количества теллура составляет 9-11 часов при одинаковом расходе электроэнергии.100 г порошка теллура марки Т-А 1 с содержанием 99,96 мас. Те помещают в катодную камеру электролизера и заливают раствором щелочи, включают перемешивание. Катодное восстановление ведут при плотности тока 200 А/М 2 в течение 0,9 часа до перевода в раствор 11 мас. исходного продукта. Затем процесс ведут при плотности тока, в 4 раза превышающей первоначальную, т.е. при 800 А/М 2, в течение 2,6 часа. По окончании процесса концентрация теллура в растворе составила 99,7 г/дмз Общее время процесса получения теллуридного раствора составило 3,5 часа.100 г порошка селена марки СТ-2 с содержанием 97,5 мас. селена помещают в катодную камеру электролизера, заполненную раствором щелочи /60 г/дмз МаОН/, включают перемешивание. Катодное восстановление ведут при плотности тока 100 А/М 2 в течение 1,3 часа до перевода в раствор 9 мас. исходного селена. Затем процесс продолжают при катодной плотности тока, в 3 раза превышающей первоначальную, т.е. при 300 А/М 2, в течение 3,4 часа. По окончании процесса концентрация селена в растворе составила 97 г/дмз Общее время получения селенидного раствора составило 4,7 часа.Способ получения теллуридных или селенидных растворов путем катодного восстановления порошков теллура или селена в растворе гидроксида натрия при катодной плотности тока 100200 А/М 2, отличающийся тем, что катодное восстановление при плотности тока 100-200 А/М 2 ведут до перевода в раствор 5-11 мас. теллура или селена, а затем процесс ведут при катодной плотности, в 3-4 раза превышающей первоначальную.Верстка Казпатент, исполнитель Любимов И.Ю. Корректор Рогачевич Т.И. Ответственный за выпуск Фаизова Э.З.