碲的金属形貌和性质

碲金属锭。 Strategic Metal Investments Ltd.

碲是重金属和稀有金属,用于合金和太阳能电池技术中的光敏半导体。

属性

特点

碲实际上是一种准金属 。 类金属或半金属是具有金属和非金属性质的元素。

纯碲是银色,脆而且有毒。 食入可能导致困倦以及消化道和中枢神经系统问题。 碲中毒是由它在受害者身上产生的有效的大蒜样气味确定的。

该准金属是一种半导体,当暴露在光线下并且取决于其原子排列时显示更大的导电性。

自然产生的碲比金更稀有,在地壳中难以找到任何铂族金属 (PGM),但由于其存在于可提取的铜矿体内,并且其有限数量的最终用途碲的价格远低于比任何贵重金属。

碲不会与空气或水发生反应,并且以熔融形式对铜, 和不锈钢具有腐蚀性

历史

尽管他没有发现他的发现,Franz-Joseph Mueller von Reichenstein在1782年研究并描述了他最初认为是锑的碲,同时研究了特兰西瓦尼亚的金样。

二十年后,德国化学家马丁·海因里希·克拉普罗斯孤立了碲,并将它命名为拉丁文“地球”。

碲能够与金形成化合物 - 这是一种独特的属性 - 导致它在西澳大利亚19世纪淘金热中的作用。

Calaverite是一种碲和金的混合物,在高峰开始时被误认为是一种无价值的“傻瓜黄金”,导致其被用于填充坑洼。

一旦意识到黄金可能 - 实际上很容易 - 从该化合物中提炼出来,那么探矿者就会在卡尔古利的街道上挖掘废弃的钙银矿。

1887年,哥伦比亚,科罗拉多州在该地区的矿石中发现黄金后更名为特柳赖德。 具有讽刺意味的是,这些金矿不是钙银矿或任何其他含碲化合物。

然而,碲的商业应用还没有发展到接近一个世纪。

在20世纪60年代,热电半导体化合物铋 -碲化物开始用于制冷设备。 而且,大约与此同时,碲也开始用作钢铁和金属合金的冶金添加剂。

对20世纪50年代的碲化镉(CdTe)光伏电池(PVC)的研究在20世纪90年代开始取得商业进展。 由于2000年以后对替代能源技术的投资,对元素的需求日益增加,导致人们对该元素供应有限表示担忧。

生产

在电解铜精炼期间收集的阳极污泥是碲的主要来源,其仅仅作为铜和贱金属的副产物而产生。

其他来源可能包括 ,铋,金, 冶炼过程中产生的烟尘和气体。

这种含有硒化物(硒的主要来源)和碲化物的阳极污泥通常具有超过5%的碲含量,并且可以在932°F(500℃)下用碳酸钠进行焙烧以将碲化物转化为钠亚碲酸盐。

使用水,然后从剩余的材料中浸出亚碲酸盐并转化为二氧化碲(TeO 2 )。

二氧化碲通过使氧化物与二氧化硫在硫酸中反应而被还原为金属。 然后可以使用电解来纯化金属。

关于碲生产的可靠统计数字很难得出,但全球炼油厂的产量估计每年在600公吨左右。

最大的生产国包括美国,日本和俄罗斯。

直到2009年La Oroya矿山和冶金设施关闭之前,秘鲁才是大型碲生产商。

主要的碲精炼厂包括:

由于其用于耗散应用(即那些不能有效或经济地收集和处理的应用),碲的回收仍然非常有限。

应用

碲的主要最终用途,占每年生产的碲总量的一半多,用于钢铁合金,可提高机加工性。

不降低电导率的碲也与铜合金用于相同的目的,并导致抗疲劳性的提高。

在化学应用中,碲被用作橡胶生产中的硫化剂和促进剂,以及合成纤维生产和炼油中的催化剂。

如上所述,碲的半导体和光敏性质也导致其在CdTe太阳能电池中的使用。 但高纯度碲也有许多其他电子应用,包括:

其他碲使用包括: