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[拼音]:di

[外文]:tellurium

元素符号Te,半金属,在元素周期表中属ⅥA族,原子序数52,原子量127.60。碲有两种同素异形体,一种属六方晶系,原子排列呈螺旋形,具有银白色金属光泽;另一种为无定形,黑色粉末。常见化合价为+4、+6和-2。

1782年德国矿物学家米勒·冯·赖兴施泰因 (F.J.Müller von Reichenstein)在研究德国金矿石时,得到一种未知物质。1798年德国人克拉普罗特(M.H.Klaproth)证实了此发现,并测定了这一物质的特性,按拉丁文Tel-lus(地球)命名为tellurium。

碲是一种稀散元素,除在中欧和玻利维亚等地曾发现少量单质碲外,主要是和黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等共生,含量仅0.001~0.1%。碲矿物有碲金矿(AuTe2)、辉碲铋矿(Bi2TeS2)和碲铜矿等,都很稀少,无工业开采价值。碲主要是从电解精炼铜和铅的阳极泥及处理金、银矿时回收。

性质和用途

碲的化学性质和硒相似。碲在空气或氧中燃烧生成两性的二氧化碲,并发出蓝色火焰。同卤素发生强烈作用,生成碲的卤化物。和硒相反,在高温下碲几乎不同氢发生作用(见硒)。

碲在冶金工业中的用量约占碲的总消费量的80%以上。加入少量碲,可以改善低碳钢、不锈钢和铜的切削加工性能(见易切削钢)。在白口铸铁中,碲用作碳化物稳定剂,使表面坚固耐磨。在铅中添加碲,可提高材料的抗蚀性能,用作海底电缆的护套;也能增加铅的硬度,用来制作电池极板和印刷铅字。碲可用作石油裂解催化剂的添加剂以及制取乙二醇的催化剂。氧化碲用作玻璃的着色剂。

高纯碲可用作温差电材料的合金组分,其中碲化铋是良好的致冷材料。化合物半导体As32Te48Si20是制作电子计算机存贮器的材料。超纯碲单晶是一种新型的红外材料。高纯碲用量虽少,作用颇大。

产量和价格

美国、加拿大、日本、秘鲁和斐济等国1979年产金属碲约290吨,大约消费280吨。苏联也是碲的重要生产国。我国辽宁、 湖南、 广东、台湾等地有工业规模的碲生产。1979年工业纯碲的价格为44.1~50.7美元/公斤。

阳极泥提取碲

铜电解精炼所得的阳极泥是碲的主要来源,处理阳极泥的主要方法是硫酸化焙烧法,其他方法如苏打烧结法等应用较少。根据阳极泥中碲含量的高低,采用不同的处理方法:

(1)对含碲高的阳极泥(3%左右);干燥后在250℃下进行硫酸化焙烧,然后在700℃使二氧化硒挥发,碲留在焙烧渣中。焙烧渣先用水浸出硫酸铜,再用NaOH碱液浸出,得到亚碲酸钠溶液。浸出液用硫酸中和,生成粗氧化碲沉淀。沉淀物必须进行净化,过程一般是一次或两次重复沉淀氧化物(先溶于碱中,再用酸中和)。将净化后的氧化碲溶解于NaOH溶液中,保持溶液中碲为100克/升、NaOH160克/升,然后进行水溶液电解,可得含碲为98~99%的碲。

(2)含碲低的铜阳极泥和铅电解阳极泥混合处理时,可进行还原熔炼。控制还原温度和炉内气氛,使碲和铋进入贵铅,再把贵铅送入分银炉进行氧化吹炼,生成含铋15~30%的铋渣。然后以碳酸钠和铁屑为熔剂在1000~1200℃高温下处理铋渣,可生成粗铋,并产出含碲5~9%的苏打渣。将苏打渣破碎、水浸,浸出液用硫酸中和,生成粗氧化碲;用NaOH溶液溶解,并用Na2S除去杂质铅,电解得纯度为98%的工业碲。

高纯碲制取

采用电解法。以工业碲为阳极,外表面用聚氯乙烯微孔塑料作隔膜,用不锈钢板作阴极,电解液为亚碲酸钠(Na2TeO3)溶液,保持TeO2浓度为168~183克/升,电解温度为45℃,电流密度为200安/米2,在阴极上可获得纯度为99.995%的碲。以电解碲为原料,在460~500℃、10-3~10-4 托真空下精馏提纯,可得99.999%的高纯碲。采用氢气氛水平区域熔炼法,利用H2与硒发生作用而几乎不与碲反应的原理,进一步除去杂质硒,获得纯度为99.9999%碲。之后,可用拉晶法提纯,纯度可高于99.9999%。

参考书目R.B.Heslop & K. Jones, Inorganic Chemistry; A Guide to Advanced Study, Elsevier, Amsterdam, 1976.E. Gerlach, The Physics of Selenium and Tellurium,Springer,Berlin,1979.参考文章碲化物Telluride地球科学碲金矿Calaverite地球科学针碲金银矿Sylvanite地球科学

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