碲的金屬形貌和性質

碲金屬錠。 Strategic Metal Investments Ltd.

碲是重金屬和稀有金屬,用於合金和太陽能電池技術中的光敏半導體。

屬性

特點

碲實際上是一種準金屬 。 類金屬或半金屬是具有金屬和非金屬性質的元素。

純碲是銀色,脆而且有毒。 食入可能導致困倦以及消化道和中樞神經系統問題。 碲中毒是由它在受害者身上產生的有效的大蒜樣氣味確定的。

該準金屬是一種半導體,當暴露在光線下並且取決於其原子排列時顯示更大的導電性。

自然產生的碲比金更稀有,在地殼中難以找到任何鉑族金屬 (PGM),但由於其存在於可提取的銅礦體內,並且其有限數量的最終用途碲的價格遠低於比任何貴重金屬。

碲不會與空氣或水發生反應,並且以熔融形式對銅, 和不銹鋼具有腐蝕性

歷史

儘管他沒有發現他的發現,Franz-Joseph Mueller von Reichenstein在1782年研究並描述了他最初認為是銻的碲,同時研究了特蘭西瓦尼亞的金樣。

二十年後,德國化學家馬丁·海因里希·克拉普羅斯孤立了碲,並將它命名為拉丁文“地球”。

碲能夠與金形成化合物 - 這是一種獨特的屬性 - 導致它在西澳大利亞19世紀淘金熱中的作用。

Calaverite是一種碲和金的混合物,在高峰開始時被誤認為是一種無價值的“傻瓜黃金”,導致其被用於填充坑洼。

一旦意識到黃金可能 - 實際上很容易 - 從該化合物中提煉出來,那麼探礦者就會在卡爾古利的街道上挖掘廢棄的鈣銀礦。

1887年,哥倫比亞,科羅拉多州在該地區的礦石中發現黃金後更名為特柳賴德。 具有諷刺意味的是,這些金礦不是鈣銀礦或任何其他含碲化合物。

然而,碲的商業應用還沒有發展到接近一個世紀。

在20世紀60年代,熱電半導體化合物鉍 -碲化物開始用於製冷設備。 而且,大約與此同時,碲也開始用作鋼鐵和金屬合金的冶金添加劑。

對20世紀50年代的碲化鎘(CdTe)光伏電池(PVC)的研究在20世紀90年代開始取得商業進展。 由於2000年以後對替代能源技術的投資,對元素的需求日益增加,導致人們對該元素供應有限表示擔憂。

生產

在電解銅精煉期間收集的陽極污泥是碲的主要來源,其僅僅作為銅和賤金屬的副產物而產生。

其他來源可能包括 ,鉍,金, 冶煉過程中產生的煙塵和氣體。

這種含有硒化物(硒的主要來源)和碲化物的陽極污泥通常具有超過5%的碲含量,並且可以在932°F(500℃)下用碳酸鈉進行焙燒以將碲化物轉化為鈉亞碲酸鹽。

使用水,然後從剩餘的材料中浸出亞碲酸鹽並轉化為二氧化碲(TeO 2 )。

二氧化碲通過使氧化物與二氧化硫在硫酸中反應而被還原為金屬。 然後可以使用電解來純化金屬。

關於碲生產的可靠統計數字很難得出,但全球煉油廠的產量估計每年在600公噸左右。

最大的生產國包括美國,日本和俄羅斯。

直到2009年La Oroya礦山和冶金設施關閉之前,秘魯才是大型碲生產商。

主要的碲精煉廠包括:

由於其用於耗散應用(即那些不能有效或經濟地收集和處理的應用),碲的回收仍然非常有限。

應用

碲的主要最終用途,佔每年生產的碲總量的一半多,用於鋼鐵合金,可提高機加工性。

不降低電導率的碲也與銅合金用於相同的目的,並導致抗疲勞性的提高。

在化學應用中,碲被用作橡膠生產中的硫化劑和促進劑,以及合成纖維生產和煉油中的催化劑。

如上所述,碲的半導體和光敏性質也導致其在CdTe太陽能電池中的使用。 但高純度碲也有許多其他電子應用,包括:

其他碲使用包括: