硒的分離與富集

科研訓(xùn)練題目 硒的分離與富集學(xué)生姓名閆 驍所在院系化學(xué)化工系專業(yè)班級09級化學(xué)工程與工藝專業(yè)一班學(xué)號2009223436指導(dǎo)教師（職稱）王永偉日期二零三年一月硒的分離與富集閆驍安康學(xué)院化學(xué)化工系，陜西安康，725000硒是一種稀散元素，不僅廣泛應(yīng)用于化工、冶金、建材、電子等工業(yè)部門，而且具有重要的藥用價值，是一種強抗氧化劑，為人體所必需。硒礦物多為銅、鉛、銀、汞、鉍等的硒化物如硒銅礦(Cu。Se)、硒銅銀礦［(CuAg)。Se3］、硒銀鉛礦l-(Ag。Pb)Se3、輝汞礦1-Hg(SeS)等然而，這些礦石的硒品位均很低，工業(yè)開采價值不大。因此，硒主要從電解精煉銅時所獲的陽極泥中提取回收，也可以從汞礦冶煉過程中富集回收，或從硫酸廠的煙道灰、酸泥等廢料中回收，而如何去分離與富集硒也成了人們更加關(guān)注的問題。［關(guān)鍵字］ 硒硒的性質(zhì)分離與富集TheseparationandenrichmentofseleniumYanXiao(Ankangcollegechemistrydepartment,shan'xi,ankang,725000)AbstractSeleniumisarareelement,notonlywidelyusedinchemicalindustry,metallurgy,buildingmaterials,electronicsandotherindustries,andhaveimportantmedicinalvalue,isastrongantioxidant,necessaryforhumanbody.Seleniummineralsforcopper,lead,silver,mercury,bismuth,seleniumcompoundssuchasseleniumcopper(Cu.Se),eucairite[(CuAg).Se3,l(Agseleniumsilvergalena.Se3Pb),1-Hg(SeS),mercury,etc.However,theseoressegradeareverylow,industrialexploitationoflittlevalue.Therefore,seleniummainlyfromtheelectrolyticrefiningofcopperanodemudbyextraction,canalsobemadefrommercuryoresmeltingprocessofenrichingandrecovering,orfromthesulfuricacidplantfluedust,mudandotherwasteacidrecovery,andhowtogototheseparationandenrichmentofseleniumalsobecamepeopletopaymoreattentiontotheproblem.[Keywords]Thenatureofseparationandenrichmentofselenium目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"硒的分離與富集 I摘要 I\o"CurrentDocument"Abstract II\o"CurrentDocument"刖言 1\o"CurrentDocument"1硒的性質(zhì) 2\o"CurrentDocument"2分離富集硒的方法 2\o"CurrentDocument"2.1銅陽極泥的硒提取回收 2\o"CurrentDocument"2.2硫酸工業(yè)酸泥的硒提取 3\o"CurrentDocument"2.3：H2O2氧化法 3\o"CurrentDocument"2.4萃取法 4\o"CurrentDocument"2.5天然有機硒的提取 4\o"CurrentDocument"3結(jié)論 4\o"CurrentDocument"參考文獻 5.、、人 、▲刖言硒(Se)是地球上的一種稀少的元素，在地殼中呈分散狀態(tài)，常與天然硫共生，主要以重金屬的硒化物存在。硒是一種典型的光敏半導(dǎo)體材料，它的化學(xué)性質(zhì)介于金屬和非金屬之間，是典型的半金屬。自1817年由瑞典化學(xué)家貝爾采利烏斯在生產(chǎn)硫酸的尾礦中首次發(fā)現(xiàn)后，硒在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和人們的日常生活中，得到了廣泛的應(yīng)用。尤其是從1975年SchwarzK和FfoltsC發(fā)現(xiàn)硒是人體必需的微量元素以來，對硒的研究日益廣泛和深入。1硒的性質(zhì)硒是稀散金屬之一。常見的硒有無定形和品形兩種同素異形體。無定形體呈紅黑色，熔點40-50°C（軟化），密度4.25-4.28克/厘米，性脆，品形體呈深紅灰色，熔點170-217C，密度4.46-4.70克/厘米。硒的性質(zhì)與硫相似，但金屬性比硫強。硒最顯著的特性是在光照下比在黑暗中其導(dǎo)電性有上千倍的增加。硒能被硝酸氧化和溶于濃堿液中，室溫下不氧化，加熱時燃燒成氧化硒。硒的用途硒在電子工業(yè)中可用作光電管、太陽能電池，在電視和無線電傳真等方面也使用硒。另外，硒可在玻璃、顏料及冶金工業(yè)中應(yīng)用。硒能使玻璃著色或脫色，高質(zhì)量的信號用透鏡玻璃中含2%硒，含硒的平板玻璃用作太陽能的熱傳輸板和激光器窗口紅外過濾器。冶金方面，含硒的碳素鋼、不銹鋼和銅合金具有良好的加工性能，可高速切削，加工的零件表面光潔；硒與其他元素組成的合金用以制造低壓整流器、光電池、熱電材料。硒以化合物形式用作有機合成氧化劑、催化劑，可在石油工業(yè)上應(yīng)用。硒可作動物飼料微量添加劑。硒加入橡膠中可增強其耐磨性。硒與硒化合物加入潤滑脂中，可用于超高潤滑。硒對重金屬中毒有解毒作用。2分離富集硒的方法硒的分離富集近年來主要有銅陽極泥的硒提取回收，硫酸工業(yè)酸泥的硒提取，含硒廢料的硒回收，HO:氧化法，循序提取法，硫酸浸出提取法，萃取法，真空蒸餾22法以及天然有機硒的提取等。這里主要對以下幾種方法做介紹。2.1銅陽極泥的硒提取回收銅陽極泥是在銅電解過程中由陽極粗銅不溶性物質(zhì)及剝落的銅末落在槽底而形成的銀黑色粉末，其成分除了硒外，還有金、銀和碲。囚此，在回收銅陽極泥中硒的同時，必須考慮綜合回收其中的碲、銀和金。從陽極泥中回收硒的主要方法有兩種：硫酸化焙燒法和蘇打燒結(jié)法。2.1.1.硫酸化焙燒法目前，全世界50%的銅陽極泥均采用硫酸化焙燒法回收硒、碲。其回收硒的生產(chǎn)流程是將陽極泥在140C下脫水，隨后與濃硫酸混合并加入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進行硫酸化焙燒［1］，當窯內(nèi)溫度達到250°C時發(fā)生下列反應(yīng)：CuSe+6HS0—2CuS0+Se0+4S0+6HQo當溫度提高到700-750C時，二氧化硒揮發(fā)（SeQ2z的升華溫度為315C）2［2］,^氧化碲因揮發(fā)性較差而與硫酸鹽一道留在焙燒渣中。從焙燒爐出來的含SeQ的煙氣進入吸收塔后，SeQz被水吸收形成亞硒酸，并被煙氣中的二氧化硫還原成單質(zhì)硒：H2Se03+2S02+H20—+Ser+2H2S04［3］含單質(zhì)硒的沉淀物經(jīng)過濾、洗滌和干燥之后，得到98%-99%的粗灰硒⑶。此外，吸收液中尚含有占原料含硒量3%?10%的硒，可采用銅置換法先將其轉(zhuǎn)化為Cu：Se沉淀后再返回硫酸化焙燒工序處理，或用SQ還原法直接從吸收液中沉淀出粗硒。硫酸化焙燒法提硒流程適合于處理含金、銀低的銅陽極泥，其特點是工藝簡單，硒回收率大于93%，經(jīng)濟效益好，但存在需處理微量二氧化硫煙氣的問題。2.1.2蘇打燒結(jié)法蘇打燒結(jié)法回收硒的生產(chǎn)流程是將銅陽極泥占其質(zhì)量25%?50%的Na,CQ混合，在450C的氧化氣氛巾進行燒結(jié)（町使90%以上的硒氧化為水溶性的亞硒酸鈉和少量硒酸鈉，而碲則大部分轉(zhuǎn)化為不溶于水的碲酸鈉）母］。隨后，用80C熱水浸取燒結(jié)物，得到含NaSe0、NaSeQ。和少量NaTe0的溶液。溶液用鹽酸中和，分離析出TeQ。后，繼續(xù)酸化并通入、。使單質(zhì)硒析出。因Na2SeQ不能被SQz還原，析出紅硒之前，溶液中應(yīng)先加入FeSQ。并煮沸以使硒（VI）還原為硒（IV）。2.2硫酸工業(yè)酸泥的硒提取以天然硫或黃鐵礦制取硫酸時，原料中的硒以單質(zhì)硒或二氧化硒形式隨煙氣進入洗滌塔，并隨煙塵一起沉降，生成含硒酸泥。含硒酸泥因為原料來源不同，其含硒量的波動較大。為了使硒回收的工藝條件穩(wěn)定，通常要對含硒酸泥進行配料，使其含硒量在10%?12%之問［5］。配料后進行氧化焙燒，其反應(yīng)如下⑹：Se+02一Se02Se0+hQ—HSe0生成fl^JHzSeQo^經(jīng)SQ還原后生成粗硒（為保證還原反應(yīng)充分進行，必須使溫度保持在70C以上），其反應(yīng)為苗：HSe0+2S0+H0—Se0+2HS02 3 2 2 2 42.3:HQ氧化法22中南工業(yè)大學(xué)化學(xué)系梁剛等⑻提出了從銅陽極泥中同收硒和碲的新技術(shù)。該技術(shù)首先用HSQ對陽極泥進行浸出預(yù)處理以降低銅含量（陽極泥中銅含量高則對硒、碲和貴金屬回收不利），繼而采用HQ作氧化劑，在弱酸性HSQ和NaCl溶液體系中將硒和碲分別氧化成亞硒酸鹽和亞碲酸鹽而留在溶液中⑼。固病分離后用NaQH調(diào)節(jié)濾液的pH值，使碲形成亞碲酸鹽沉淀物，過濾即可分離硒和碲。最后，將亞硒酸鈉溶液以HCI酸化并用NaSO。還原成元素硒。這種方法可使硒和碲同收率分別達到99%和98%。 242.4萃取法衛(wèi)芝賢等uo】r10。l用N,N--"(1-甲基庚基)乙酰胺(簡稱N503)作為萃取劑，從鹽酸體系中萃取硒，萃取試驗在(25±0.5)。。下完成，0/A為1：1。結(jié)果表明，從鹽酸體系中萃取分離Se(W)的最佳條件是：以20%N503—6%正辛醇一煤油為萃取劑，萃取酸度為3.04mol/L，萃取時間為40s。按此條件萃取，可使硒達到最佳分離效果，提純后硒的純度可達到99.998%。2.5天然有機硒的提取該法是用新鮮山野菜或野生蒜料植物全株作為原料，步驟如下：新鮮山野菜清洗烘干過10咀篩植物全株——一脫水一一一粉碎 +兌水l：40~80——沉降物烘十及天然有機硒母料+一過濾一沉淀uh具體實施步驟如下：將采集的新鮮山葉蔬全株50Kg進行清洗、烘干脫水，然后粉碎過100目篩，兌水2500Kg攪拌勻漿，過濾殘渣所獲沉淀物烘干即為提取物一一天然有機硒母料。以上得到的天然有機硒母料是易溶于水的、灰白色無味的粉末狀，天然有機硒每克含硒量高達4800毫克，比目前市場上的硒酵母每克含硒最高出115毫克。3結(jié)論世界硒礦資源嚴重短缺，供求矛盾比較突出，尤其我國表現(xiàn)更甚。雖然我們在硒礦資源的提取工藝方面和在尋找硒礦床方面都已取得了很大的進步，但硒的用途是很廣泛的，在很多方面硒資源還遠遠不夠，不能滿足市場El益發(fā)展的需要。因此我們應(yīng)該在現(xiàn)有的地質(zhì)工作基礎(chǔ)上，在其他礦床類型中綜合回收硒的同時，重視黑色巖系中的伴生硒資源和沉積礦床中的硒礦產(chǎn)；用更加先進的科學(xué)技術(shù)對硒礦選冶提純工藝試驗進行研究；采用科學(xué)方法進行植物和動物的富硒產(chǎn)品培育，開發(fā)出各具特色的富硒生物制品，以滿足我國人民健康需要參考文獻彭柞全.微量元素硒與恩施資料[J].湖北社會科學(xué)，2000,(6)：41-42.彭大明.中國硒礦資源概述[J].化工礦產(chǎn)地質(zhì)，1997,19(1)：37—41.馮彩霞，等?硒資源及其開發(fā)利用概況[J].地質(zhì)與資源，2002,11(3)：152.江鏡仁，李廷輝.貴州開陽硒資源開發(fā)研究[M].貴陽：貴州科技出版社，2001.地質(zhì)礦產(chǎn)部情報研究所礦產(chǎn)室編.國外礦產(chǎn)資源[M].地質(zhì)礦產(chǎn)部情報研究所，1998-316—318.劉家軍，鄭明華.硒礦資源研究及其開發(fā)利用[M].中國環(huán)境科學(xué)出版社，19