6.4Күкірт қышқылы және целлюлоза - қағаз өндірісінің шламдарынан селен мен теллурды алу

Шикізаттың бұл түрі химиялық және фазалық құрамның алуан түрлілігімен ерекшеленеді. Шламдарда ауыр түсті металдар, темір, алюминий оксидтері мен сульфаттары, элементті селен мен теллур, мышьяк оксиді мен сульфиді және т.б. болады. Қорғасын-мырыш кәсіпорындарының күкірт қышқылды шламдарында мырыш, сынап, қорғасын селенидтері кездеседі.
Құрамында мышьяктың мөлшері жоғары (ондаған пайыз) шламдар сумен, сода, сілтінің 10-20% ерітіндісімен немесе тұз қышқылының 5-7% ерітіндісімен алдын ала шаймаланады. Құрамында мышьяк мөлшері аз шламдар бірден тотытырылады немесе содамен күйдіріледі. Құрамында селен мен теллурдың аз мөлшері бар шламдар флотациямен байытылады. Құрамында 0,5-1,0 % Se бар шламнан 15-20 % Se бар концентрат алуға болады, селеннің бөліну дәрежесі 90 % дейін.
Құрамында едәуір мөлшерде селен, теллур және олардың қосылыстары бар шламдар сульфидтік әдіспен өңделеді.
Тотықтырып күйдіру - селен мен теллурдың диоксидтерге дейін тотығуына негізделген. Ылғалды шаң жинау жүйесінде селеннің бір бөлігі H2SO4 құрамында ерітіндіге, ал бір бөлігі тұнбаға (элементті селен) өтеді. Тұнба күйдіруге қайтарылады. Ерітінділерден селен тұз қышқылы ортасында натрий бисульфитімен тұндырылады:

H₂SeO₃ + 2NaHSO₃ = Se + Na₂SO₄ + H₂SO₄ + H₂O(2.63)

Тұз қышқылының ерітінділерімен (100-120 г/л) күйдіріндіні үш рет шаймалау арқылы теллур алуға болады, кейін ол 80-85 ℃-та күкірт газымен тотықсызданады (2.19-сурет).

Image

2.19-сурет. Күкірт қышқылды шламдардан селен мен теллурды алудың технологиялық сызбасы

Сульфидті әдіс еритін H2SSen полисульфоселенидтің, Na2STen полисульфотеллуридтің, Na2TeS2 типті тиотұздардың түзілуіне негізделеді, сілтілі ортада шлам компоненттері натрий сульфатымен әрекеттеседі:

nSe + Na₂S = Na₂SSeₙ;(2.64)
S + Na₂S = Na₂S₂(2.65)
2Na₂S₂ + nSe = Na₂SSeₙ + Na₂S₃(2.55)
Na₂S₃ + Te = Na₂TeS₃(2.67)
Na₂S + nTe = Na₂Teₙ(2.68)
HgSe + Na₂S = HgSe × Na₂S(2.69)

Сілтілік ерітіндіде алдымен сынап түйіршіктелген алюминиймен тотықсыздандырылады:

3(HgSe × Na₂S) + 8NaOH + 2Al = 3Hg + 3Na₂S + 3Na₂Se + 2Na[Al(OH)₄].(2.70)

Содан кейін ауадағы оттегімен тотығып, селен ерітіндіге тұндырылады:

2Na₂Se + O₂ + 2H₂O = 2Se + 4NaOH;(2.71)
2Na₂SSeₙ + 2O₂ + 2H₂O = 2nSe + Na₂S₂O₃ + 2NaOH.(2.72)

Бұл жағдайда теллур Na2TeS3 құрамында ерітіндіде қалады. Ол натрий сульфитімен тотықсыздану арқылы тұндырылады:

Na₂TeS₃ + 2Na₂SO₃ = Te + 2Na₂S₂O₃ + Na₂S.(2.73)

Бастапқы (қара) селен, теллур, сынап тазартылады.

Екіншілік шикізаттан селен мен теллурды алу
Екіншілік шикізат - бұл селен түзеткіштерінің қалдықтары мен ақаулары, пайдаланылған селен элементтері, теллурлы жартылай өткізгіш аспаптар және т.б. Қалдықтарда селен мен теллур негізінен элементті түрде және металл халькогенидтерінің құрамында болады. Сондықтан оларды еріту үшін концентрленген HNO3, Na2S, Na2SO3 ерітінділер, NaOH балқымалары қолданылады. Селенді вакуумда балқытуға немесе айдауға, селенидті сілтілі ерітіндіден электролизбен тұндыруға болады.
Технологиялық сызбалардың біріне сәйкес, селенді екіншілік шикізатты балқытылған сілтімен өңдеу арқылы алады:

3Se + 6NaOH = 2Na₂Se + Na₂SeO₃ + 3H₂O(2.74)

Қалдықтарда селенидтер болған кезде, балқымаға NaNO3 тотықтырғышы қосылады. Селен сілтілі балқымадан әлсіз НС1 ерітіндісімен шайылады, содан кейін күкіртті газбен тұндырылады, вакуумда тазартылып, таза селен алады.
Тағы бір әдіс бойынша селенді қалдықтардан әлсіз сілтілі ерітінділермен 60-65 0С-та шаймалауды, содан кейін оны ерітіндімен аэрациялауды қарастырады. Селенді 95%-ға дейін бөліп алу кезінде, әдіс 99,5%-дық тазалықтағы өнім алуды қамтамасыз етеді.