碲资源的分布以及工业化提取
发布日期:2024/2/28 13:09:38
碲的分布
碲在地壳中的质量分数为1×10-6%,甚为稀少,比其伴生元素硒的更少一些,不过加上去年发现的西班牙加那利群岛的海底富矿的2670t储量,可使它的储量上升到高的数值。碲是亲硫元素,所以多以硫化物形态富集于地壳中,常见的有硫化铜矿和多金属矿石,黄铁矿与锑汞矿中碲含量最高,金矿的含碲量也较高,煤矿中的碲含量约0.015g/t,2016年碲储量50kt。
从金碲化物矿石中也可以回收少量碲,未开发的、不够工业品位的或尚未发现的铜及其他金属资源中所含的碲是已查明工业铜矿中碲的几倍;煤矿中的储量约为铜矿中的4倍。不过遗憾的是,现有技术还不能有效地提取金矿及煤矿中的碲。
中国现已探明伴生碲储量居世界第三位,仅次于美国及加拿大的,全国已发现伴生碲矿产地24处,查明资源储量约12kt,散布于全国16个省、区、主要集中于广东,占43%;江西,占42%;甘肃,占10%。中国的碲矿也主要伴生与铜、铅、锌等金属矿产中,据主矿产储量推算,中国还有未计入储量的碲资源约10kt。
中国碲矿资源集中在热液型多金属矿床、硅卡岩型铜矿床和岩浆铜镍硫化物型矿床中,分别占中国伴生碲储量的44.77%、43.89%和11.34%。广东曲江大宝山、江西九江城门山铜矿、甘肃金川白家嘴子矿为中国三大大型伴生碲矿,它们的储量占全国总量的94%。
工业提取
碲是稀散元素,除在中欧、玻利维亚及中国发现少量的单质碲外,碲矿物大都是与黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等共生,产量仅0.001%~0.1%。碲矿物有碲金矿(AuTe2)、辉碲铋矿(Bi2Tes2)和碲铜矿等,但是都是稀少,无开采价值,几乎全是从精炼铜和铅的阳极中回收的,而且铜电解精炼的阳极泥是提取碲的主要原料,处理阳极泥的基本工艺是硫酸化焙烧法,其他工艺如苏打烧结法等用的很少,可按阳极泥碲含量高低采用不同的工艺处理,高纯碲是用电解制取的。
对含碲高的(约3%)阳极泥先在250℃进行硫酸化焙烧,然后在约700℃使二氧化硒挥发,碲留在焙烧渣中,先用水浸出渣中硫酸铜,再用NaOH溶液浸出后可得到亚碲酸钠溶解,加硫酸中和,生成粗氧化碲沉淀,沉淀物经净化后将其溶于NaOH液中,保持溶液中碲的浓度100g/L。NaOH的160g/L,然后电解可制备纯度为98%~99%碲。
含碲低的铜阳极泥和铅阳极混合物经还原熔炼与一系列处理处后可电解得纯度为98%工业碲。
高纯碲是用电解法制备的,以工业碲为阳极,外表面用微孔聚氯乙烯膜作隔膜,阴极为不锈钢板,电解液为亚碲酸钠Na2TeO3溶液、TeO2浓度168g/L~183g/L,电解温度45℃,电流密度200A/m2,在阴极上可获得4N5碲。以电解Te为原料,在460℃~500℃、0.0133~0.133N/m2真空炉内精馏提纯,可得5N的高纯碲。采用H2可与Se发生反应而不与Te反应原理,可以进一步出去杂质Se,可获得6N碲,最后可用拉晶法作进一步的提纯,从而可得到纯度>6N碲。