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    战略金属投资部
    碲的应用及价值

    碲的应用及价值


    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。


    针碲金银矿


    碲的发现


    1782年,奥地利首都维也纳一家矿场监督缪勒(Franz Joseph Muller) 是第一个提取出碲的人,他在罗马尼亚的一个矿坑中发现当地人称为"奇异金"的一种矿石,他把它带回实验室从中提取出了少量银灰色物质,最初他认为是锑,但后来发现两者性质不同,因而确定是一种新金属元素,但是苦于没有确切证据,他只能寻求其他化学家的证实,因此,他将少许样品寄给瑞典化学家柏格曼,请他进行鉴定。但是,由于样品数量太少,伯格曼只能证明它不是锑而已。缪勒的发现只得搁置下来。


    直到16年后,德国矿物学家克拉普罗特(M.H.Klaproth)于1798年1月25日在柏林科学院宣读一篇关于特兰西瓦尼亚的金矿论文时,才重新把这个被人遗忘已久的元素提出来??死章尢厥谴咏鹂笾刑崛〕鲰诘?,他将矿石溶解在王水中,用过量碱使溶液部分沉淀,除去金和铁等,在沉淀中发现这一新元素,并将其命名为tellurium(碲),元素符号定为Te。这一词来自拉丁文tellus(地球)??死章尢匾辉偕昝?,这一新元素是1782年缪勒发现的。


    碲资源分布


    碲的地壳丰度为lx10-7%,尚未发现有碲的独立工业矿物。碲矿资源分布稀散,多伴生于其它矿物中或以杂质形式存在于其它矿中。中国四川石棉县大水沟碲铋硫铁矿是迄今为止世界上有报道的唯一“碲独立原生矿床”,被称为仅次于大熊猫的“第二国宝”。碲主要与黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等共生,含量仅0.001%-0.1%;主要碲矿物有碲铅矿、碲铋矿、辉碲铋矿以及碲金矿、碲铜矿等。以上矿物很少见均无工业价值。目前主要从电解铜的阳极泥,炼锌的烟尘及金、银、铅等治炼尾料中提取制备。



    根据美国地质调查局(USGS)2015年公布的数据,全球碲资源储量达2.4万吨,美国、秘鲁、加拿大、日本、俄罗斯碲资源相对丰富。但是,USGS的统计是以铜资源为基础,因为20世纪90年代前人们普遍认为世界大部分可回收碲都伴生于铜矿床中。然而,近年来国内外一系列重要的碲化物型金银矿产床的发现和地质勘探研究表明:分散元素碲的地球化学性状远比传统认识的要活跃得多,它可以大规模富集、矿化形成具有经济价值的独立矿床或工业矿体。如四川石棉大水沟碲铋金矿床、山东归来庄碲金矿床、河南北岭碲化物型金矿等。这使得人类不得不对碲资源分布有了重新认识。


    根据我国的勘探数据显示,我国现已探明伴生碲储量在世界处于第三位。伴生碲矿资源较为丰富,全国已发现伴生碲矿产地约30处,保有储量近1.4万吨。碲矿区散布于全国16个省(区)。但储量主要集中在广东、江西、甘肃等省。我国的碲矿也主要伴生于铜、铅锌等金属矿产中。据主矿产储量推算,我国还有未计入储量的碲矿资源约10000吨。这将改变碲资源的分布格局并有可能使我国成为一个碲矿资源大国。根据国土资源部数据显示,湖北省矿产资源储量统计表(截至2011年底),碲矿矿区数2个,查明资源储量116吨,保有资源储量43.48吨。


    碲的应用


    早期的碲应用比较局限。在二次世界大战期间,碲是作为硫化剂用于天然橡胶生产,直到20世纪50年代后期才成为一种具有工业实用价值的元素。碲及其化合物应用广泛,其下游行业包括太阳能、合金、热电制冷、电子、橡胶等行业,下游行业的发展状况直接决定碲的需求量。目前碲化镉薄膜太阳能行业发展迅速,被认为是最有发展前景的太阳能技术之一,预计随着碲化镉薄膜太阳能行业的发展,碲的需求将持续高速增长。



    碲的主要产品包括:金属碲、二氧化碲、碲粉和高纯碲。



    碲的回收


    铜电解精炼所得的阳极泥是碲的主要来源,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。


    碲的回收方法


    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


    苏打造渣法



    碲产业的发展


    碲消费量预计呈下降趋势,主要因为碲消费最大的领域太阳能电池产量的下降。太阳能电池和热电子产品随着科技的发展也在日益升级换代,厂商们更趋向于通过回收等方式节约成本。由于碲价格高居不下,合金领域和化学工业中的碲需求也会下降,许多低端碲产品的生产商越来越倾向于寻找替代碲的原料。但是,从长期来看,预计碲的价格将不断升高,碲产品尤其是具有较高技术门槛的高纯碲和碲化镉产品的利润将维持在较高的水平。在薄膜太阳能行业的爆发性增长推动下,在没找到合适的替代品之前,下游企业对碲的需求量越来越大。

    碲的用途不断完善,我国作为一个碲资源丰富的国家,必须重视碲资源的开发和利用,要加强碲资源的?;ず涂⒗玫墓芾砗图喽?,要依靠科学技术进步,提高碲资源?;ず秃侠砝盟?。在参与全球资源开发的市场竞争中历练我们的队伍,增强我国在碲资源开发、生产利用上的科技、经济实力。



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