地壳中碲的含量十分稀少,由于地壳中碲没有单一且可回收的矿物,而是以碲化物的形式浸染在一些重金属(主要是铜、金和银)矿物中。因此,工业上以冶金工业的副产品形式来回收碲。目前工业上主要从加工处理铜所产生的阳极泥中回收碲,从铜阳极泥中的回收了超过全球碲供应量的90%。
一般阳极泥中的碲大多以化合物形式存在(如Ag2Te、Cu2Te),从阳极泥回收碲主要有两种方法。含金、银低的阳极泥多采用硫酸化法提取碲,含金、银高的阳极泥则采用苏打法提取碲。
1. 硫酸化法: 工艺上阳极泥配加硫酸在250~330℃下进行硫酸焙烧,碲则以TeO2的形式留在焙砂中。焙烧反应有: Cu2(Te) + 2H2SO4 +2O2 ==== (TeO2↓) + 2CuSO4 + 2H2O Ag2(Te) + 2H2SO4 ==== 2Ag + (TeO2↓) + 2SO2 + 4H2O
2. 苏打法: Cu2Te + Na2CO3 + 2O2 ==== Na2TeO3 + 2CuO + CO2 Ag2(Te) + 2Na2CO3+O2==== Na2TeO3 + 2Ag + CO2 继而用硫酸中和沉淀Te O2,中和反应为: Na2TeO3+ H2SO4 ==== TeO2+ Na2SO4 + H2O
碲的制备和纯化 :
1. 粗碲的制备:TeO2是强氧化剂,可被SO2、氢气、氨、CO、C等还原。25°C下在10%~40% H2SO4 溶液中的还原反应为: TeO2+ 2SO2+ 2H2O==== Te↓+ 2H2SO4
2. 粗碲的纯化:工业纯碲的纯度一般为97%~99.8%。提纯方法是将粗碲再氧化和再还原,如氧化燃烧法、氧化-氨还原法、氧化-中和法和硝酸法等。其中提纯效果较好的是氧化燃烧法,将工业粗碲在570℃左右通氧燃烧,溶液经净化处理后通SO2还原工业级粗碲,反复进行可制得更高纯度的碲。 Te2 + O2==== TeO2 TeO2 + H2O====H2TeO3 H2TeO3 + 2SO2 + H2O ==== Te↓+ 2H2SO4
碲的用途:
2010年全球碲的年产仅量为233吨。传统行业中,碲主要用于冶金,电子,化学和玻璃行业,约一半以上的碲用于冶金中用作合金添加剂增强钢,铜等金属合金的机械性能;化学工业主要是用于有机反应催化剂;电子工业主要主要是制冷机和复印机原件。 自2002年以来,用碲制造的碲化镉太阳能电池的商品化不仅使太阳能电池发生了革命性的变化,但同时也造成碲的紧缺和促使全球寻找增加碲原料的高潮。