碲 -—— 元素描述

碲 - 元素描述
有结晶形和无定形两种同素异形体。电离能9.009电子伏特。结晶碲具有银白色的金属外观，密度6.25克/厘米3，熔点452℃，沸点1390℃，硬度是2.5（莫氏硬度）。不溶于同它不发生反应的所有溶剂，在室温时它的分子量至今还不清楚。无定形碲（褐色），密度6.00克/厘米3，熔点449.5±0.3℃，沸点989.8±3.8℃。碲在空气中燃烧带有蓝色火焰，生成二氧化碲；可与卤素反应，但不与硫、硒反应。溶于硫酸、硝酸、氢氧化钾和氰化钾溶液。易传热和导电。
碲 - 发现

碲(te)
1782年德要矿物学家米勒?冯?赖兴施泰因在研究德国金矿石时，得到一种未知物质。1798年德国人克拉普罗特证实了此发现，并测定了这一物质的特性，按拉丁文Tellus(地球)命名为tellurium。
碲在自然界有一种同金在一起的合金。1782年奥地利首都维也纳一家矿场监督牟勒从这种矿石中提取出碲，最初误认为是锑，后来发现它的性质与锑不同，因而确定是一种新金属元素。为了获得其他人的证实，牟勒曾将少许样品寄交瑞典化学家柏格曼，请他鉴定。由于样品数量太少，柏格曼也只能证明它不是锑而已。牟勒的发现被忽略了16年后，1798年1月25日克拉普罗特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的元素提出来。他将这种矿石溶解在王水中，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，命名为tellurium（碲），元素符号定为Te。这一词来自拉丁文tellus（地球）。克拉普罗特一再申明，这一新元素是1782年牟勒发现的。
碲 - 资源
碲的地壳丰度为lx10-7%，查明储量16万吨，主要分布在美国、加拿大、中国、智利等国家。尚未发现有碲的独立工业矿物。碲矿资源分布稀散，多伴生在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矿是至今发现的唯一碲独立矿床[1]。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。 1993年，中国碲的工业储量1.3446万吨，当年产量为3.990吨。美国、加拿大、日本、秘鲁和斐济等国1979年产金属碲约290吨，大约消费280吨。前苏联也是碲的重要生产国。中国辽宁、湖南、广东、台湾等地有工业规模的碲生产。1979年工业纯碲的价格为44.1-50.7美元/公斤。
碲 - 制取
硒和碲与硫的化学性质相近，它们均属典型的亲铜元素，因此硒和碲主要伴生在黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿。硒和碲的生产主要取决于铜的生产状况，铜阳极泥是生产硒和碲的主要原料（一般含硒3%-28%,碲1.5％-10%)。

硒和碲的另一重要来源是铅或镍的阳极泥和有色金属冶炼的烟尘，硫酸生产中产出含硒、碲的酸泥分别波动在3％-52％和0.2％-14%。从这些原料中提取硒和碲主要包括富集和硒碲的制取和提纯两大环节，回收方法因原料不同而异，一般分为Seq和Teq制备。
铜电解精炼所得的阳极泥是碲的主要来源。处理阳极泥的主要方法是硫酸化焙烧法。其他方法如苏打烧结法等应用较少。据阳极泥中碲含量的高低，采用不同的处理方法：对含碲高的阳极泥，干燥后在250℃下进行硫酸化焙烧，然后在700℃使二氧化硒挥发，碲则留在焙烧渣中。对含碲低的铜阳极泥和铅电解阳极泥混合处理时，可进行还原熔炼。对于高纯碲的制取主要采用电解法。
碲 - 用途
碲主要用于冶金、电子工业、化学工业、玻璃等方面，约55%碲在冶金中用作合金添加剂增强钢、铜及铜合金、铅等的机械性能；化学工业中用碲作橡胶硫化过程的加速剂、有机反应催化剂；玻璃陶瓷工业用碲作脱色剂、着色剂和制造特种光学玻璃；制药工业用谛作消毒剂、杀虫剂、灭菌剂和抗氧化剂。碲也用于复印机。碲金属化合物是制造太阳能电池、辐射探测器和红外探测器的材料，用于夜视仪、地面资源勘探。碲热电转换器用于宇航动力系统的热发电机、微波装置、水底导弹特殊冷却装置等方面。
在冶金工业中应用
碲在冶金工业中的用量约占碲的总消费量的80%以上。钢和铜合金加入少量碲，可增加钢得延展性，能改善低碳钢、不锈钢和铜的切削加工性能并增加硬度；在白口铸铁中碲被用作碳化物稳定剂，使表面坚固耐磨；含少量碲的铅，可提高材料的耐蚀性、耐磨性和强度，用作海底电缆的护套；铅中加入碲能增加铅的硬度，用来制作电池极板和印刷铅字。碲可用作石油裂解催化剂的添加剂以及制取乙二醇的催化剂。氧化碲用作蓝、棕、红色玻璃的着色剂高纯碲可作温差电材料的合金组分。高纯碲可用作温差电材料的合金组分，其中碲化铋为良好的制冷材料。碲和若干碲化物As32Te48Si20是制作电子计算机存贮器的半导体材料。超纯碲单晶是新型的红外材料。高纯碲用量虽少，作用颇大。
1.1.1碲的性质
碲是稀散金属之一，有两种同素异形体，一种为结晶形、具有银白色金属光泽，与锑(Sb)相似；另一种为无定形，为黑色粉末，具有十分良好的传热和导电本领。电离能9.009电子伏特。结晶碲具有银白色的金属外观，密度6.25克/厘米3，熔点452 ℃，沸点1390 ℃，硬度是2.5（莫氏硬度）。不溶于同它不发生反应的所有溶剂，在室温时它的分子量至今还不清楚。无定形碲（褐色），密度6.00克/厘米，熔点449.

5±0.3 ℃，沸点989.8±3.8 ℃，性脆。碲的化学性质与硒相似，碲在空气或氧中燃烧带有蓝色火焰，并散发出腐烂的萝卜气味，生成二氧化碲，在常温下不与氧起反应；可与卤素反应，但不与硫、硒反应，在高温下不与氢作用。溶于硫酸、硝酸、氢氧化钾和氰化钾溶液。易传热和导电。碲比硒有较高的导电性，且其电阻在高压下能猛烈增大。并随温度升高而下降。在氧化（表生）作用阶段，由于碲化物的化学性质稳定，因此，碲的表生矿物相对比较少见。碲与氧化合时失去电子，表现为+4价，如TeO2 。在复碲铅石Pb3H2(TeO3)(TeO6)碲甚至呈+6价[7、8]。
在氧化条件下，碲易失去外层电子形成Te（Ⅳ）、或Te（Ⅵ）价态。在还原条件及酸性介质条件下，可还原成自然碲或以Te、Te形式出现。由于氧化带中，碲化物通常稳定，因此他们常见于砂矿床中，且距原生矿床露头较近，故可作为寻找金、银贵金属矿床的重要的地球化学标志之一。
研究发现，碲的地球化学性质受其电子构型和地质化学作用的制约，在不同的物理化学条件下明显的表现出在高温时高度分散，在中、低温条件下富集和成矿，呈现出亲硫性的双重地球化学特点。对碲矿物的共生组合和矿物析出顺序特征的观察结果表明，碲化物的生成明显晚于硫化物，与自然金的形成时间相近，且多与自然金共生。碲在大多数矿床中形成许多含金（银）贵金属的碲化物矿。碲化物矿物在一些与岩浆热液和火山作用密切相关的金银矿床中表现出一些独特碲化物多金属矿物组合和特殊的地球化学特征[9]。
碲在地壳中平均丰度值很低（6*10-6），曾经有些学者认为碲是“分散元素不形成独立的矿床，它以伴生元素的方式赋存于其他元素的矿床内”。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，稀散元素碲的地球化学性状远比传统认识要活跃得多，它不仅可以大规模富集、矿化，在一定条件下可以形成独立的、具有经济价值的矿床和工业矿体[10]。
到目前为止，全世界已发现一系列碲化物型矿床，如古巴的佛罗伦萨碲金银矿、美国的科罗拉州的克里普克矿床，四川大水沟碲铋金矿、山东归来庄碲金矿床、河南北岭碲化物型金矿和湖南大坊金银碲化物型多金属矿床等。为碲的研究与应用提供了可靠的资源来源。