碲Tellurium

碱浸富集碲

碲是一种准金属元素,元素符号Te, 在元素周期表中属ⅥA族,原子序数52,原子质量127.6。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。碲的熔点为452℃,沸点1390℃,性脆,化学性质与锑相似。碲溶于硫酸、硝酸、王水、氰化钾、氢氧化钾;不溶于水、二硫化碳。碲在空气中燃烧带有蓝色火焰,生成二氧化碲。人体吸入极低浓度的碲后,在呼气、汗尿中会产生一种令人不偷快的大蒜臭气。碲是七种稀散金属之一,这些金属一般都是伴生矿产,独立矿床罕见,碲也是如此。中国四川石棉县大水沟碲铋硫铁矿是迄今为止世界上唯一的碲原生矿床。鉴于资源储量的稀少,碲产量也相对较少,美国、加拿大、秘鲁、中国和俄罗斯供应碲的数量相对较大。因为碲化镉薄膜太阳能电池的巨大市场需求,使得碲化镉目前是碲产品中需求最大的,前景也是最光明的。碲在冶金,电子和化学等领域均有应用。

碲的提取工艺

  • 电解精炼所得的阳极泥是的主要来源,通常这种阳极泥含碲2%-10%,绝大多数以Ag2Te,Cu2Te,Au2Te等形式存在。不同铜冶炼厂采用的铜原料不同,铜阳极泥的碲含量也存在较大差异,高的可达5%-6%,低的仅0.5%-0.8%,甚至更低,但大多数含量均在1%左右。由于碲的化学性质比较特殊,具有较明显的两性特征,易分散,回收率较低。各厂家从经济效益考虑,各自采取的工艺流程也就不同,部分工厂在铜阳极泥处理中过程中增加了分碲工序来回收碲,同时也为了减轻碲对产品质量的影响(主要是对白银质量有较大影响)。
  • 目前粗碲主要从电解铜产生的副产品中回收制取。商业级精碲制备技术较为成熟,国内外技术水平相当。高纯碲制备技术在国内起步较晚,只有极少数企业掌握了高纯碲的生产技术。碲行业技术未来的主要发展方向是优化生产工艺、提高产品纯度、降低生产能耗和提高回收率。
  • 目前,从阳极泥中富集碲主要有两种方法:碱浸法和苏打造渣法。选择什么方法取决于阳极泥中碲的含量,不可一概而论。当阳极泥中含碲在2%以上时,为了提高碲的回收率,避免在阳极泥处理过程中分散于各种矿物中,一般选择碱浸法;当含量小于2%时,一般选择苏打造渣法,采用在分银炉氧化精炼的后期加入苏打,使碲富集于苏打渣中进行回收。
  • 碱浸法
  • 碱浸富集碲的方法是将阳极泥先经硫酸化、焙烤拖、水浸脱铜后用10%的苛性钠浸出碲。水浸脱铜时,硫酸铜溶解进入溶液,碲水解为二氧化碲留在渣中。 此方法的优点是,相对无腐蚀性,无挥发性硒损失,不需要清洗或气体洗涤工序,并可大量的分离出硒和碲。但此方法耗氧量大,因为氧不但消耗在硒和碲的氧化过程,而且还耗于阳极泥中的其他组分,苛性钠的耗量很大,不但把阳极泥中的硫酸转化为4价铅酸,同时还把阳极泥中的二氧化转化成硅酸钠。而且在反应过程中,阳极泥几乎全部金属硫酸盐都转化成硫酸钠及各相应的氧化物,氢氧化物和钠盐。虽然加压碱浸法已经有了很多研究,但是由于多种原因,至今还无一家工厂采用此法。工艺流程见图:
  • 碱浸富集碲
  • 苏打造渣法 此法流程复杂,成本过高。
  • 苏打造渣法制碲
  • 氯化法提硒碲 用卤化冶金法从含硒、碲阳极泥中回收硒和碲的过程。所用的氯化剂主要有氯化物、盐酸和氯化物等。
  • 有火法和湿法两种氯化方法。这是一种从含硒、碲阳极泥中综合回收硒、碲及贵金属的实用方法。火法氯化工艺流程简短,硒和碲挥发率高达约99%,但对设备的防护要求高。湿法氯化过程较易控制,易于投产,对环境污染程度轻,硒和碲回收率也可达98%~99%,且可同时综合回收其他有价金属。 工艺流程见图。
  • 氯化法提硒碲
  • 更多碲冶炼工艺图也可参考在提取硒工艺过程中提取碲的方法:
  • http://baike.asianmetal.cn/metal/se/extraction.shtml

碲的用途和应用领域

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