硒的分离与富集

科研训练题目 硒的分离与富集学生姓名闫 骁所在院系化学化工系专业班级09级化学工程与工艺专业一班学号2009223436指导教师（职称）王永伟日期二零三年一月硒的分离与富集闫骁安康学院化学化工系，陕西安康，725000硒是一种稀散元素，不仅广泛应用于化工、冶金、建材、电子等工业部门，而且具有重要的药用价值，是一种强抗氧化剂，为人体所必需。硒矿物多为铜、铅、银、汞、铋等的硒化物如硒铜矿(Cu。Se)、硒铜银矿［(CuAg)。Se3］、硒银铅矿l-(Ag。Pb)Se3、辉汞矿1-Hg(SeS)等然而，这些矿石的硒品位均很低，工业开采价值不大。因此，硒主要从电解精炼铜时所获的阳极泥中提取回收，也可以从汞矿冶炼过程中富集回收，或从硫酸厂的烟道灰、酸泥等废料中回收，而如何去分离与富集硒也成了人们更加关注的问题。［关键字］ 硒硒的性质分离与富集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目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"硒的分离与富集 I摘要 I\o"CurrentDocument"Abstract II\o"CurrentDocument"刖言 1\o"CurrentDocument"1硒的性质 2\o"CurrentDocument"2分离富集硒的方法 2\o"CurrentDocument"2.1铜阳极泥的硒提取回收 2\o"CurrentDocument"2.2硫酸工业酸泥的硒提取 3\o"CurrentDocument"2.3：H2O2氧化法 3\o"CurrentDocument"2.4萃取法 4\o"CurrentDocument"2.5天然有机硒的提取 4\o"CurrentDocument"3结论 4\o"CurrentDocument"参考文献 5.、、人 、▲刖言硒(Se)是地球上的一种稀少的元素，在地壳中呈分散状态，常与天然硫共生，主要以重金属的硒化物存在。硒是一种典型的光敏半导体材料，它的化学性质介于金属和非金属之间，是典型的半金属。自1817年由瑞典化学家贝尔采利乌斯在生产硫酸的尾矿中首次发现后，硒在工业、农业和人们的日常生活中，得到了广泛的应用。尤其是从1975年SchwarzK和FfoltsC发现硒是人体必需的微量元素以来，对硒的研究日益广泛和深入。1硒的性质硒是稀散金属之一。常见的硒有无定形和品形两种同素异形体。无定形体呈红黑色，熔点40-50°C（软化），密度4.25-4.28克/厘米，性脆，品形体呈深红灰色，熔点170-217C，密度4.46-4.70克/厘米。硒的性质与硫相似，但金属性比硫强。硒最显著的特性是在光照下比在黑暗中其导电性有上千倍的增加。硒能被硝酸氧化和溶于浓碱液中，室温下不氧化，加热时燃烧成氧化硒。硒的用途硒在电子工业中可用作光电管、太阳能电池，在电视和无线电传真等方面也使用硒。另外，硒可在玻璃、颜料及冶金工业中应用。硒能使玻璃着色或脱色，高质量的信号用透镜玻璃中含2%硒，含硒的平板玻璃用作太阳能的热传输板和激光器窗口红外过滤器。冶金方面，含硒的碳素钢、不锈钢和铜合金具有良好的加工性能，可高速切削，加工的零件表面光洁；硒与其他元素组成的合金用以制造低压整流器、光电池、热电材料。硒以化合物形式用作有机合成氧化剂、催化剂，可在石油工业上应用。硒可作动物饲料微量添加剂。硒加入橡胶中可增强其耐磨性。硒与硒化合物加入润滑脂中，可用于超高润滑。硒对重金属中毒有解毒作用。2分离富集硒的方法硒的分离富集近年来主要有铜阳极泥的硒提取回收，硫酸工业酸泥的硒提取，含硒废料的硒回收，HO:氧化法，循序提取法，硫酸浸出提取法，萃取法，真空蒸馏22法以及天然有机硒的提取等。这里主要对以下几种方法做介绍。2.1铜阳极泥的硒提取回收铜阳极泥是在铜电解过程中由阳极粗铜不溶性物质及剥落的铜末落在槽底而形成的银黑色粉末，其成分除了硒外，还有金、银和碲。囚此，在回收铜阳极泥中硒的同时，必须考虑综合回收其中的碲、银和金。从阳极泥中回收硒的主要方法有两种：硫酸化焙烧法和苏打烧结法。2.1.1.硫酸化焙烧法目前，全世界50%的铜阳极泥均采用硫酸化焙烧法回收硒、碲。其回收硒的生产流程是将阳极泥在140C下脱水，随后与浓硫酸混合并加入回转窑内进行硫酸化焙烧［1］，当窑内温度达到250°C时发生下列反应：CuSe+6HS0—2CuS0+Se0+4S0+6HQo当温度提高到700-750C时，二氧化硒挥发（SeQ2z的升华温度为315C）2［2］,^氧化碲因挥发性较差而与硫酸盐一道留在焙烧渣中。从焙烧炉出来的含SeQ的烟气进入吸收塔后，SeQz被水吸收形成亚硒酸，并被烟气中的二氧化硫还原成单质硒：H2Se03+2S02+H20—+Ser+2H2S04［3］含单质硒的沉淀物经过滤、洗涤和干燥之后，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，可采用铜置换法先将其转化为Cu：Se沉淀后再返回硫酸化焙烧工序处理，或用SQ还原法直接从吸收液中沉淀出粗硒。硫酸化焙烧法提硒流程适合于处理含金、银低的铜阳极泥，其特点是工艺简单，硒回收率大于93%，经济效益好，但存在需处理微量二氧化硫烟气的问题。2.1.2苏打烧结法苏打烧结法回收硒的生产流程是将铜阳极泥占其质量25%〜50%的Na,CQ混合，在450C的氧化气氛巾进行烧结（町使90%以上的硒氧化为水溶性的亚硒酸钠和少量硒酸钠，而碲则大部分转化为不溶于水的碲酸钠）母］。随后，用80C热水浸取烧结物，得到含NaSe0、NaSeQ。和少量NaTe0的溶液。溶液用盐酸中和，分离析出TeQ。后，继续酸化并通入、。使单质硒析出。因Na2SeQ不能被SQz还原，析出红硒之前，溶液中应先加入FeSQ。并煮沸以使硒（VI）还原为硒（IV）。2.2硫酸工业酸泥的硒提取以天然硫或黄铁矿制取硫酸时，原料中的硒以单质硒或二氧化硒形式随烟气进入洗涤塔，并随烟尘一起沉降，生成含硒酸泥。含硒酸泥因为原料来源不同，其含硒量的波动较大。为了使硒回收的工艺条件稳定，通常要对含硒酸泥进行配料，使其含硒量在10%〜12%之问［5］。配料后进行氧化焙烧，其反应如下⑹：Se+02一Se02Se0+hQ—HSe0生成fl^JHzSeQo^经SQ还原后生成粗硒（为保证还原反应充分进行，必须使温度保持在70C以上），其反应为苗：HSe0+2S0+H0—Se0+2HS02 3 2 2 2 42.3:HQ氧化法22中南工业大学化学系梁刚等⑻提出了从铜阳极泥中同收硒和碲的新技术。该技术首先用HSQ对阳极泥进行浸出预处理以降低铜含量（阳极泥中铜含量高则对硒、碲和贵金属回收不利），继而采用HQ作氧化剂，在弱酸性HSQ和NaCl溶液体系中将硒和碲分别氧化成亚硒酸盐和亚碲酸盐而留在溶液中⑼。固病分离后用NaQH调节滤液的pH值，使碲形成亚碲酸盐沉淀物，过滤即可分离硒和碲。最后，将亚硒酸钠溶液以HCI酸化并用NaSO。还原成元素硒。这种方法可使硒和碲同收率分别达到99%和98%。 242.4萃取法卫芝贤等uo】r10。l用N,N--"(1-甲基庚基)乙酰胺(简称N503)作为萃取剂，从盐酸体系中萃取硒，萃取试验在(25±0.5)。。下完成，0/A为1：1。结果表明，从盐酸体系中萃取分离Se(W)的最佳条件是：以20%N503—6%正辛醇一煤油为萃取剂，萃取酸度为3.04mol/L，萃取时间为40s。按此条件萃取，可使硒达到最佳分离效果，提纯后硒的纯度可达到99.998%。2.5天然有机硒的提取该法是用新鲜山野菜或野生蒜料植物全株作为原料，步骤如下：新鲜山野菜清洗烘干过10咀筛植物全株——一脱水一一一粉碎 +兑水l：40~80——沉降物烘十及天然有机硒母料+一过滤一沉淀uh具体实施步骤如下：将采集的新鲜山叶蔬全株50Kg进行清洗、烘干脱水，然后粉碎过100目筛，兑水2500Kg搅拌匀浆，过滤残渣所获沉淀物烘干即为提取物一一天然有机硒母料。以上得到的天然有机硒母料是易溶于水的、灰白色无味的粉末状，天然有机硒每克含硒量高达4800毫克，比目前市场上的硒酵母每克含硒最高出115毫克。3结论世界硒矿资源严重短缺，供求矛盾比较突出，尤其我国表现更甚。虽然我们在硒矿资源的提取工艺方面和在寻找硒矿床方面都已取得了很大的进步，但硒的用途是很广泛的，在很多方面硒资源还远远不够，不能满足市场El益发展的需要。因此我们应该在现有的地质工作基础上，在其他矿床类型中综合回收硒的同时，重视黑色岩系中的伴生硒资源和沉积矿床中的硒矿产；用更加先进的科学技术对硒矿选冶提纯工艺试验进行研究；采用科学方法进行植物和动物的富硒产品培育，开发出各具特色的富硒生物制品，以满足我国人民健康需要参考文献彭柞全.微量元素硒与恩施资料[J].湖北社会科学，2000,(6)：41-42.彭大明.中国硒矿资源概述[J].化工矿产地质，1997,19(1)：37—41.冯彩霞，等•硒资源及其开发利用概况[J].地质与资源，2002,11(3)：152.江镜仁，李廷辉.贵州开阳硒资源开发研究[M].贵阳：贵州科技出版社，2001.地质矿产部情报研究所矿产室编.国外矿产资源[M].地质矿产部情报研究所，1998-316—318.刘家军，郑明华.硒矿资源研究及其开发利用[M].中国环境科学出版社，19