元素符號Te,半金屬,在元素週期表中屬ⅥA族,原子序數52,原子量127.60。碲有兩種同素異形體,一種屬六方晶系,原子排列呈螺旋形,具有銀白色金屬光澤;另一種為無定形,黑色粉末。常見化合價為+4、+6和-2。

  1782年德國礦物學傢米勒·馮·賴興施泰因(F.J.Müller von Reichenstein)在研究德國金礦石時,得到一種未知物質。1798年德國人克拉普羅特(M.H.Klaproth)證實瞭此發現,並測定定瞭這一物質的特性,按拉丁文Tel-lus(地球)命名為tellurium。

  碲是一種稀散元素,除在中歐和玻利維亞等地曾發現少量單質碲外,主要是和黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等共生,含量僅0.001~0.1%。碲礦物有碲金礦(AuTe2)、輝碲鉍礦(Bi2TeS2)和碲銅礦等,都很稀少,無工業開采價值。碲主要是從電解精煉銅和鉛的陽極泥及處理金、銀礦時回收。

  性質和用途 碲的化學性質和硒相似。碲在空氣或氧中燃燒生成兩性的二氧化碲,並發出藍色火焰。同鹵素發生強烈作用,生成碲的鹵化物。和硒相反,在高溫下碲幾乎不同氫發生作用(見硒)。

碲的主要物理性質

  碲在冶金工業中的用量約占碲的總消費量的80%以上。加入少量碲,可以改善低碳鋼、不銹鋼和銅的切削加工性能(見易切削鋼)。在白口鑄鐵中,碲用作碳化物穩定劑,使表面堅固耐磨。在鉛中添加碲,可提高材料的抗蝕性能,用作海底電纜的護套;也能增加鉛的硬度,用來制作電池極板和印刷鉛字。碲可用作石油裂解催化劑的添加劑以及制取乙二醇的催化劑。氧化碲用作玻璃的著色劑。

  高純碲可用作溫差電材料的合金組分,其中碲化鉍是良好的致冷材料。化合物半導體As32Te48Si20是制作電子計算機存貯器的材料。超純碲單晶是一種新型的紅外材料。高純碲用量雖少,作用頗大。

  產量和價格 美國、加拿大、日本、秘魯和斐濟等國1979年產金屬碲約290噸,大約消費280噸。蘇聯也是碲的重要生產國。中國遼寧、湖南、廣東、臺灣等地有工業規模的碲生產。1979年工業純碲的價格為44.1~50.7美元/公斤。

  陽極泥提取碲 銅電解精煉所得的陽極泥是碲的主要來源,處理陽極泥的主要方法是硫酸化焙燒法,其他方法如蘇打燒結法等應用較少。根據陽極泥中碲含量的高低,采用不同的處理方法:① 對含碲高的陽極泥(3%左右);幹燥後在250℃下進行硫酸化焙燒,然後在700℃使二氧化硒揮發,碲留在焙燒渣中。焙燒渣先用水浸出硫酸銅,再用NaOH堿液浸出,得到亞碲酸鈉溶液。浸出液用硫酸中和,生成粗氧化碲沉淀。沉淀物必須進行凈化,過程一般是一次或兩次重復沉淀氧化物(先溶於堿中,再用酸中和)。將凈化後的氧化碲溶解於NaOH溶液中,保持溶液中碲為100克/升、NaOH160克/升,然後進行水溶液電解,可得含碲為98~99%的碲。②含碲低的銅陽極泥和鉛電解陽極泥混合處理時,可進行還原熔煉。控制還原溫度和爐內氣氛,使碲和鉍進入貴鉛,再把貴鉛送入分銀爐進行氧化吹煉,生成含鉍15~30%的鉍渣。然後以碳酸鈉和鐵屑為熔劑在1000~1200℃高溫下處理鉍渣,可生成粗鉍,並產出含碲5~9%的蘇打渣。將蘇打渣破碎、水浸,浸出液用硫酸中和,生成粗氧化碲;用NaOH溶液溶解,並用Na2S除去雜質鉛,電解得純度為98%的工業碲。

  高純碲制取 采用電解法。以工業碲為陽極,外表面用聚氯乙烯微孔塑料作隔膜,用不銹鋼板作陰極,電解液為亞碲酸鈉(Na2TeO3)溶液,保持TeO2濃度為168~183克/升,電解溫度為45℃,電流密度為200安/米2,在陰極上可獲得純度為99.995%的碲。以電解碲為原料,在460~500℃、10-310-4托真空下精餾提純,可得99.999%的高純碲。采用氫氣氛水平區域熔煉法,利用H2與硒發生作用而幾乎不與碲反應的原理,進一步除去雜質硒,獲得純度為99.9999%碲。最後,可用拉晶法提純,純度可高於99.9999%。

  

參考書目

 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.