Te(化学元素)
发布时间:2026-07-27 | 浏览:1
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化学物质,碲是1782年赖兴施泰因在含金的矿石中发现的,也有说法是1798年M.H.克拉普罗兹在一种白色金属中首先发现了碲。碲及硒、铼等一般被称作"稀有元素"、"分散元素"或"稀散金属"。它在地壳中平均丰度值很低(6×10^-5),碲与镉、锗、镓、硒、铟、铊、钪、铼等均属分散元素。在自然界,碲矿物除了自然碲外,主要是与Au、Ag和铂族元素以及Pb、Bi、Cu、Fe、Zn、Ni等金属元素形成碲化物、碲硫(硒)化物以及碲的氧化物和含氧盐等矿物种类。
原子化焓 kJ /mol @25℃
原子化焓:kJ /mol @25℃
导电性:10^6/(c m ·Ω)
导热系数:W/ 两只 (m·K)
汽化热 :( 再跑 千焦/摩尔)
元素在宇宙中的含量:(ppm)
相对原子质量:127.6 常见化合价:-2,+ 4,+6 电负性:2
外围电子排布:5s2 5p4 核 破花事承须敌浓 外电子排布 :2,8,18,18,6
同位素 及放射线:Te-119[4.6 绝加间义挥频职酒烟 9d] Te-120 Te- 景才与绿强 121[16.8d] Te-121m[154d] Te-122 Te-123( 放 ε[1.3E12y]) Te- 124 Te-125 Te-126 Te-127[9.4 修 h] Te-128 Te-129[1.16h] *Te-130 [2.5E21y]
电子亲合和能:190 KJ ·mol-1
第一电离能:869 KJ·mol-1 第二电离能:1790 KJ·mol-1 第三电离能:30 00 KJ·mol-1
单质密度:6.24 g/cm3 单质熔点:449.5 ℃ 单质沸点:989.8 ℃
原子半径:1.42 埃 离子半径:0.97(+4) 埃 共价半径:1.36 埃
常见化合物:H2Te TeO2 H 机用引端治必 2TeO3 TeO3 H2Te O4
发现人:F.J.缪勒、M.H. 克拉普罗特 、基塔 时间:1782 地点 :罗马尼亚
拉丁文:tellus(大地 )。
碲是1782年赖 步测洋次工成苦 兴施泰因在含金的矿石 中发现的,也有说法是17 98年M.H.克拉普罗兹在一种白色金属中首先发现了碲。 碲及硒、铼等一般被称作" 稀有元素"、"分散元素"或" 稀散金属"。它在地 壳中平均丰度值很低(6 文普金帝万它负汽升的 ×10^-5),碲与镉、锗、镓、硒、铟、铊、钪、铼等均属分散元素。在自然界,碲矿物除了自然碲外,主要是与Au、Ag和铂族元素以及Pb、 Bi、Cu、Fe 、Zn、Ni等金属元素形成碲化物、碲硫(硒)化物以及碲的氧化物和含氧盐等矿物种类 。
单质碲为松脆的银白色非金属,粉状时为灰黑色,化学性质稳定,在空气中少量存在时具有大蒜气味。固体不挥发,人体摄入后可引 发神经衰弱等症状。
由 帝到乡危轴义 于在上个世纪90年代以前,人们普遍认为世界大部分可回收的碲都伴生于铜矿床中,所以美国矿业局以铜资源为基础,按每吨铜可 入政春染神训须粮 回收0.065kg碲计 井众毛屋 算,推算出全球碲储量在22000t左右,储量基 剂济否质散劳 础38000t, 主要分布在美国、加 拿大、秘鲁、智利、赞比 亚、扎伊尔、菲律宾、澳大利 亚、日本、欧洲等国家和地 运回富尼正块告短次可 区。然而,近年来国内外一系列重要的碲化物型金银矿床 的发现和 地质勘查 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 起显 可以大规模富集、矿化形成具有 经济价值的独立的矿床或工 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 在室 矿等。这使得人类不得 语 不对碲资源的分布有 了重新的认识。
中国现已探明伴生 胞心固基意述殖置科 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 今时屋可达很 ,有储量近14000t,碲矿区散布于全国16个省(区),但储量主要集中于广东(占全国总量 的42%)、江西( 41%)和甘肃(1 1%)三省。中国的 碲矿也主要伴生于铜、铅锌等金属矿一直以来中国碲矿资源集中在热液型多金属矿床、矽卡岩型铜矿床和岩浆铜镍硫化物型矿床中,它们分别占中国伴生碲储量的44.77%、43.9%和11.34%。广东曲江大宝山、江西九江城 门由铜矿(占全国伴生碲储量 的23.6%,碲矿石品位为0.0028%)、甘肃金 包大易运概系完 JⅡ自家嘴子为中国三个 游积丝南的讲温乙穿距子 大型一特大型伴生碲矿床,三者储量之和为全国伴 生碲储量的94%E 7]。1991年8月, 全球第一例独立碲矿 床在中国四川I省石棉县大水沟发现,从而彻底打破了分散元素碲"能形成独立矿物,但没有可开采的独立矿床,的传统认识,填补了矿床学理论上的一项空白,并将改变对 职盾的呀术经维生呼照 稀有元素成矿能力的认 上企地队易 识,同时也必将改变现有的只能 从其它矿种中提取伴生碲 的现状,改变碲资源的 你露船好标杂 分布格局并有可能 使中国成为一个碲矿资 源大国。除了达到工业 品位的已查明的铜矿床中所含的大 量副产品碲储量基础以外,还有一些副产品。
铅矿床储量基础 判喜批失客 中所含的碲是工业铜矿床中碲的25%,但现在很少用电 解法提炼铅,而只有用这种方 法才能顺便回收碲;从金 碲化物矿石中也能回收少量 碲,未开发的、不够工业品位的 或尚未发现的铜及其它金 属资源中所含碲的数量 他活菜比临大施 是已查明工业铜矿中碲的数倍,据估计,煤矿中平均含碲0.015×10^-4%,即煤矿中所含的碲是工业铜矿床中碲的4倍, 但在近期内从煤中 回收碲仍是不可能的。
稀散元素碲被誉为 亲春包解款起沿制岁安 "现代工业、国防 跑和控采 与尖端技术的维生素,创造人 间奇迹的桥梁", "是当代高技术新材料的支撑材料"。这是因为随着宇航、原子能、电子工业等领域对包括碲在内的稀散金属的需 求与日俱增,使得 碲已经成为电子计算机、通讯及宇航开发、能源、医药卫生所需新材料的支撑材料。
碲在冶金工业中的应用占了应用总量的78%。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。工业纯 神化西自宪划清践孩优油 的碲(99%)广泛用作合金添加剂,以改良钢和钢的机 械加工性能。仅仅添加少量 的碲就能改善低碳钢、不锈钢的切 观 削及加工性能;可 混所方包九阻八支 以增加切削工具寿命并获得优良的光洁度。在铸造 过程中,添加小于0.1% 重量的碲能够用来控制冷却结晶深度,向铅(锡或铝)合金中添加碲可提高其抗疲 劳及抗腐蚀性能,并可提高其硬度 与弹性。例如,在锡中添加 0.05%的碲可以生产一种锡合 金,在进行冷轧且减 此受么究存降 缩率均为50%的情况下,这种锡 旧微 合金的拉伸强度是普通锡的两倍。
石油和化学工业占碲应用总量的12% 左右。主要用作石油裂解催化 剂的添加剂、橡胶的二次催化剂 及制取乙醇的催化剂,碲催化剂在 石油裂化、煤的氢化等方面得以应 用。加碲还可以防止 评式米染那跟历感效终市 聚甲基硅氧化烷的氧化。碲的 还变坚名居亮久女场落 化物还可以制成各种触媒,用于医药(作为杀茵剂)、玻璃着色剂 衡提安进局建下而面面呀 、陶瓷、塑料、印 雨矿行查看建弱样剂粉法 染、油漆、护肤药品及搪瓷行等。碲可在镍的电 解中起到重要的作用,在电 解液中添加NaTeO 啊城指 ,(75 ml/L)就能生成一层过度镍层,后者能够最终形成抗腐蚀很强的电解镍层。在摄影、印刷业上用作调色剂和固体润滑剂等方面,碲也展 算 现了良好的应用效果。
碲 在电子和电气工业上的 用量超过了8%。它主要用于感光器。由于SeTe和S eAs合金在单位时 问内的感光量较高,碲 与结较相变球台六套以卫 铬汞化合物是用于军事和航天系统红外探测器的 越执边油哥要日形伯将 主要光敏材料,碲化铬则 以其良好的吸光特性而被 应用于光电系统,美国在军事上使用的高纯度碲达99.99999%。利 律留孔象胶记约次雷 用含碲化合物性能优良的光敏 特性,在资源普查、卫星 航测、激光制导等方面显示了突 配带器 出的优势,并且在近代美国对伊拉克战争中得到淋漓尽致的表现。在太阳能电池、二极管、探测器、薄膜场效应器件、 房去外 温差发电等方面,碲也有广泛的应用。在 照相制版与激光打印及复的感 光元件中,碲是一个重要 映治难地山呼决怀氢课明 的光阻元件。正是碲在光电子方面 的上述性能,才在 21世纪最具魅力产业中发挥着重要作用。较 高质量的碲(99.99%或 更高)可以应用在各种电子学中。例如,化合物半导体 鲜地广只松印跑判措课 碲化铋可同碲化锑 批即案 一起用在温差电器件中。碲化铋在温差致冷中是重 要的材料,因为它是 具有高电子迁移率的" 多谷"半导体,具有高的 导电率和能产生高温差功率的 高有效质量。因此具有良好致 冷性能的碲化铋可替代氟里昂并成为减少大气污染与环境的理想材料。碲及其化合物的其他电子应用是红外探测器和发射器、 脱练点娘洲席印 太阳能电池及静电印刷术。少量的碲可用作砷化镓器件的电子施主掺杂剂。
加入碲的氧化物(TeO2)可以制作某些特殊玻璃。与普通的硅酸盐玻璃相比较,碲玻璃具有折射率大、形变温度低、密度大以及红外透明等特点。含有一定量锗、硫和碲的玻璃在红外区域内具有良好的化学性能,较高的机械强度、较好的耐热性(软化点385℃)和耐热冲击等特点。碲玻璃的红外透明性能有助于在红外光学方面的应用,如用作红外窗等。良好的光敏性,预示着可以用作光导摄像管的应用,软化温度低的特点,则可能制作真空密闭半导体元件材料。
在医药方面,碲也有独特的效果。碲的有机化合物具有明显的抗肿瘤作用,还具有抑制白血病细胞增殖的应效应。此外,它可以用于杀虫剂、杀菌剂,用于生产放射性同位素,还可以用于治疗脱发、梅毒等疾病。研究发现,碲及其化合物的毒性小于硒,水溶性的碲盐和亚碲酸盐毒性最高,元素碲的毒性最低。对于碲,联合国、美国、前苏联等其他国家和组织已提出了卫生标准的接触阈限值。美国:短时间接触限值(TI 一STEL)为0.1 mg/m^3。美国职业安全与卫生局(OSHA):建议接触限值(REL-TWA)为0.1 mg/m^3。国家职业安全卫生研究所(NIOSH):建议接触限值(REL-TWA)为0.1 mg/m^3。澳大利亚:时间加权平均浓度(TWA)为0.1mg/m^3(1990)。瑞士:TwA为0.1 mg/m^3(1990)。联合国:TwA为0.1 mg/m^3 (1991)。前苏联:最高容许浓度(MAC)为0.01 mg/m^3。
目前碲的主要来源还是铜精炼厂的阳极泥,含碲高达9%。其它可能来源是硫酸厂的泥浆以及硫酸厂和冶炼厂的静电集尘器中的尘埃。碲的提取主要有纯碱焙烧法,硫酸化焙烧,液膜分离法,微生物提取法。下面介绍纯碱焙烧法。
将碳酸钠和水与阳极泥充分混合形成一种浓膏,在530~650℃的温度下进行焙烧,在不考虑碲挥发的情况将其完全转化为六价状态。焙烧过的球粒或团块经磨细后,用水浸出,由于阳极泥中的另一种元素硒在此过程已形成硒酸钠,同时由于碲酸钠极难溶解于此种强碱性溶液而残留在渣中。此时脱硒的纯碱浸出渣用稀硫酸处理会使不
溶解的碲酸钠转化为可溶解的碲酸:Na2Te04(不溶)+H2S04=HzTe04(可溶)+Na2S04。碲酸还原为碲可用盐酸和二氧化硫处理来实现:H2Te04+2HCl=H2Te03+H20+C12, H2Te03+HzO+2S02=2H2S04+Te。
在一定的酸性条件下,碲酸用亚硫酸钠还原成二氧化碲,可从加热的溶液中回收得到致密的、浅黄色的体。
H2Te04+Na2S03=TeOz+Na2S04+H20。转化为金属碲最好的方法使在氢氧化钠中溶解,用电解碲酸钠的方法来完成:Na2Te03+H20+4e一=Te+2Na20H+02。再生的碱可返回到溶解二氧化碲的过程中再利用。
电解得到的碲经过离心分离,干燥,浇铸后可达到99%的纯度。以99%碲为原料,经过减压蒸馏,一次氢化,粉碎后混合可得到99.99%纯度碲。以99.99%碲为原料,经过二次减压蒸馏,浇铸,二次氢化,表面处理,可得到99.999%纯度的碲。在上述提纯过程,均为间歇性生产,应注意产品的批次标号及产品检验,剔除不到标产品。