[发明专利]一种催化还原硒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化还原硒的方法，尤其涉及一种将六价硒催化还原成单质硒的方法。

背景技术

据不完全统计，2013年中国硒消费量在1800吨左右，超过全球消费量的50％，其中1500多吨来源于进口，300多吨由国内铜冶炼企业生产。目前国内90％的硒产自于铜、铅阳极泥，生产硒的主要工艺有：硫酸化焙烧和苏打焙烧法，这两种工艺均采用适当的氧化气氛破坏原料中硒原有结构，使硒以单质或氧化物的形式分离，后经过收集与还原过程产生单质硒。但在氧化分离过程中，硒极易被过氧化成六价的硒化合物，这类高价硒化合物严重降低了硒回收率。

并且，随着硒鼓为代表的含硒城市矿产中硒资源回收问题日益严峻。冶炼企业对于这类复杂资源往往采用强的氧化方式将硒与原料进行分离，分离后的硒多以六价形式存在，这类六价硒的回收问题阻挠了含硒复杂城市矿产的资源综合利用。目前高价硒的回收技术主要有电积、离子交换、反渗透、光催化还原、浓盐酸蒸煮还原、金属(如铝、锌、铜)置换等。但是采用离子交换、反渗透等，在实现六价硒离子与其余杂质分离净化的过程后，仍然需要进一步的还原工序，这类还原工序主要采用浓盐酸还原、蒸发碳还原等工艺，整体来看硒回收过程长、步骤复杂，并且能耗高，产能低难以大规模产业化应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中高价硒回收的难题，提供一种简单、快速、高效的六价硒直接还原为硒单质的方法，从而降低硒资源浪费、提高硒回收率，解决我国硒资源缺乏的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种催化还原硒的方法，用三价铁离子为催化剂，在含六价硒的溶液中加入还原剂进行反应使硒还原成硒单质。具体的操作方法是在含六价硒溶液中加入三价铁离子和还原剂进行反应，固液分离后得到硒单质。

上述的催化还原硒的方法，优选的，所述三价铁离子是以可溶性铁盐的形式加入的，所述可溶性铁盐包括但不限于硫酸铁、氯化铁；所述三价铁离子的加入量为溶液中硒离子浓度含量的10％以上。

上述的催化还原硒的方法，优选的，所述还原剂的标准氧化还原电位低于六价硒转化为硒单质的标准氧化还原电位。还原剂的加入量为将含六价硒溶液中硒离子全部还原成硒单质的理论量的1.2倍以上。

上述的催化还原硒的方法，优选的，所述还原剂选自水合肼、二氧化硫、亚硫酸盐和硼氢化钠中的一种或几种。

上述的催化还原硒的方法，优选的，还包括调节所述含六价硒溶液pH值的步骤：通过加入硫酸或盐酸调节含六价硒溶液pH值小于1。

上述的催化还原硒的方法，优选的，所述含六价硒溶液为含六价硒的硒酸或硒酸盐溶液，包括化工或冶金类科学研究或工业生产中产生的含有六价硒的溶液。

上述的催化还原硒的方法，优选的，所述反应的温度一般不高于100℃。

发明人在通过大量文献调研和探索实验研究后，发现三价铁离子可以用作六价硒离子还原的催化剂，使包括二氧化硫在内的一系列还原剂有效地将六价硒离子还原为硒单质，克服了二氧化硫等还原剂无法将六价硒离子还原为硒单质的技术难题。

本发明利用三价铁离子的催化效应降低了六价硒还原的反应活化能，在还原过程中，还原剂首先与三价铁离子发生中间反应，生成活性亚铁离子，活性亚铁离子随后将六价硒离子还原为四价的亚硒酸离子的同时被氧化为三价铁离子复原，随后亚硒酸离子被还原剂直接还原为硒单质，从而实现了催化还原全过程。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明实现了短流程、直接还原为硒单质的目标，解决现有技术中采用还原剂难以一步将六价硒还原成单质硒的技术难题。

(2)本发明实现了快速高效还原，仅需要1-2小时的反应时间，即可实现硒还原率不低于98％，明显缩短了硒还原的时间，提高了还原率。

(3)本发明的还原过程所需条件温和、反应流程短效果好、所需试剂及设备均为常见的湿法冶金工业设备及试剂，整体非常容易实现工业化生产应用。

附图说明

图1为本发明实施例1还原产物的X射线衍射检测图。

图2为本发明实施例1还原产物的扫描电镜检测图。

图3为本发明实施例3还原产物的X射线衍射检测图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。