專利名稱：一種由二氧化碲制備高純碲的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于分離化學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及從二氧化碲中除雜質(zhì)，制備高純碲的方法。
背景技術(shù)：
稀散元素碲被譽(yù)為“現(xiàn)代工業(yè)、國(guó)防與尖端科技的維生素，創(chuàng)造人間奇跡的橋梁”，“是當(dāng)代高技術(shù)新材料的支撐材料”。這是因?yàn)殡S著宇航、原子能、電子工業(yè)等領(lǐng)域?qū)Π谠趦?nèi)的稀散金屬的要求與日俱增，使得碲已經(jīng)成為電子計(jì)算機(jī)、通訊及宇航開發(fā)、能源、醫(yī)藥衛(wèi)生所需新材料的支撐材料。工業(yè)純的碲(99%)廣泛用作合金添加劑，以改良鋼和鋼的機(jī)械加工性能。僅僅添加少量的碲就能改善低碳鋼、不銹鋼的切削及加工性能，可以增加切削工具壽命并獲得優(yōu) 良的光潔度。在鍛造過(guò)程中，添加小于O. 1%重量的碲能夠用來(lái)控制冷卻結(jié)晶深度，向鉛(錫或鋁)合金中添加碲可提高其抗疲勞及抗腐蝕性能，并可提高其硬度與彈性。在化學(xué)工業(yè)中，碲主要用作石油裂解催化劑的添加劑、橡膠的二次催化劑及制取乙醇的催化劑，碲的化合物還可以制成各種觸酶，用于醫(yī)藥(作為殺菌劑)、玻璃著色劑、陶瓷、塑料、印染、油漆、護(hù)膚藥品及搪瓷行業(yè)等。較高質(zhì)量的碲(99. 99%或更高)可以應(yīng)用在各種電子學(xué)中。例如，化合物半導(dǎo)體碲化鉍可同碲化銻一起用在溫差電器件中。碲化鉍在溫差制冷中是重要的材料，因?yàn)樗哂懈唠娮舆w移率的“多谷”半導(dǎo)體，具有高的導(dǎo)電率。因此具有良好的制冷性能的碲化鉍可代替氟里昂并成為減少大氣污染和環(huán)境的理想材料。碲及其化合物的其它電子應(yīng)用是紅外探測(cè)器和發(fā)射器、太陽(yáng)能電池及靜電印刷術(shù)。少量的碲可用作砷化鎵器件的電子施主參雜劑。目前，碲的主要來(lái)源還是銅精煉廠的陽(yáng)極泥，其它可能來(lái)源是硫酸廠的泥漿以及硫酸廠和冶煉廠的靜電集塵器中的塵埃。因此獲取碲的途徑還是主要從陽(yáng)極泥中提取。碲的提純方法分為物理法和化學(xué)法。物理法包括蒸餾法、區(qū)熔法、直拉法等；化學(xué)法包括電解和萃取法等。化學(xué)法，一方面由于工藝試劑用量大，純度難以保證；另一方面方法非常復(fù)雜，不易操作，這是目前化學(xué)法制備高純碲存在的主要問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝合理、無(wú)污染、流程簡(jiǎn)單、碲的回收率高、及碲純度高的以二氧化碲作為原料制備高純碲的方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種由二氧化碲制備高純碲的方法，其特征在于方法如下二氧化碲經(jīng)NaOH溶解后，調(diào)pH到13，攪拌2_4h，過(guò)濾；向?yàn)V液中加入Na2S溶液，攪拌l_3h，過(guò)濾，得亞碲酸鈉溶液，向亞碲酸鈉溶中加入過(guò)氧化氫溶液，在冰水浴中攪拌3-5h，產(chǎn)生碲酸鈉沉淀，過(guò)濾，用無(wú)水乙醇洗滌，干燥，得碲酸鈉；將碲酸鈉按固液比I :6-8溶于6mol/L鹽酸，升溫至70-80°C，通入二氧化硫氣體，所得沉淀為碲。按固液比I : 7_9，將得到的碲加入2mol/L鹽酸中，60°C下攪拌1_1. 5h，過(guò)濾，洗至不顯酸性為止，干燥，得高純碲。本發(fā)明的原理是首先，溶解二氧化碲。TeO2 + 2Na0H = Na2TeO3 + H2OPb + NaOH = Na2Pb02+H20
Cu + NaOH = Na2CuO2 + H2OZn + NaOH = Na2ZnO2 + H2O
其次，由于二氧化碲中一般會(huì)含有Pb、Cu、Zn等雜質(zhì)，所以采用硫化鈉作為去除雜質(zhì)離子的凈化劑。硫化鈉要適量，太少雜質(zhì)離子除不盡，所得產(chǎn)品不純，而且導(dǎo)致H2O2分解，因?yàn)槿芤褐泻形⒘侩s質(zhì)或一些重金屬離子如Zn2+、Cu2+等離子都能加速過(guò)氧化氫的分解，會(huì)大大降低碲酸鈉的產(chǎn)量。硫化鈉也不能加入過(guò)多，如加入過(guò)多一方面會(huì)引入雜質(zhì)，另一方面，在堿性溶液中
E0, S/S2_=-0. 476V, E0, OHVHO2-=O. 87V 過(guò)多的硫化鈉會(huì)與過(guò)氧化氫反應(yīng)，從而消耗了過(guò)氧化氫也會(huì)影響碲酸鈉的產(chǎn)量。所以本發(fā)明是用醋酸鉛試紙檢測(cè)終點(diǎn)既方便又準(zhǔn)確。2H20+Na2Pb02+Na2S=PbS 丨 +4NaOH2H20+Na2Cu02+Na2S=CuS 丨 +4NaOH2H20+Na2Zn02+Na2S=ZnS 丨 +4NaOH
第三，向亞碲酸鈉溶液中加入30%過(guò)氧化氫溶液，在冰水浴中攪拌4h，產(chǎn)生碲酸鈉沉淀。Na2Te03+H2 O2=Na2TeO4
第四，溶碲酸鈉于鹽酸中，通SO2氣體還原碲。二氧化硫氣體可以由無(wú)水亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)制得。Na2Te04+4HCl=H2Te03+2NaCl+Cl2+H20H2Te03+2S02+H20=2H2S04+Te I
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的方法進(jìn)一步簡(jiǎn)化了制碲的生產(chǎn)工藝，方法中化學(xué)試劑用量少，流程簡(jiǎn)單，碲的直收率大于70 %，碲產(chǎn)品純度可達(dá)99. 99 %，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益顯著。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I由二氧化碲制備高純碲
原料市購(gòu)二氧化締，主要含有Se、Mo、Cd、Sb、Pb、Cu、Zn等元素,經(jīng)計(jì)算此物料中二氧化碲純度在99. 977 %，含碲79. 856 %，列于表I中。表I 二氧化碲中各雜質(zhì)含量___
權(quán)利要求
1.一種由二氧化碲制備高純碲的方法，其特征在于方法如下二氧化碲經(jīng)NaOH溶解后，調(diào)pH到13，攪拌2-4h，過(guò)濾；向?yàn)V液中加入Na2S溶液，用醋酸鉛試紙檢測(cè)終點(diǎn)，攪拌l_3h，過(guò)濾，得亞碲酸鈉溶液，向亞碲酸鈉溶中加入過(guò)氧化氫溶液，在冰水浴中攪拌3-5h，產(chǎn)生碲酸鈉沉淀，過(guò)濾，用無(wú)水乙醇洗滌，干燥，得碲酸鈉；將碲酸鈉按固液比I :6-8溶于6mol/L鹽酸,升溫至70-80°C,通入二氧化硫氣體,所得沉淀為締。
2.按照權(quán)利要求I所述的一種由二氧化碲制備高純碲的方法，其特征在于方法還包括按固液比I :7-9，將得到的碲加入2mol/L鹽酸中，60°C下攪拌1_1. 5h，過(guò)濾，洗至不顯酸性為止，干燥，得高純碲。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由二氧化碲制備高純碲的方法。采用的技術(shù)方案是二氧化碲經(jīng)NaOH溶解后，調(diào)pH到13，攪拌3h，過(guò)濾，向?yàn)V液中加入Na2S溶液，用醋酸鉛試紙檢測(cè)終點(diǎn)，攪拌2h以除去雜質(zhì)離子，過(guò)濾。向亞碲酸鈉溶液中加入過(guò)氧化氫溶液，在冰水浴中攪拌4h，產(chǎn)生碲酸鈉沉淀，過(guò)濾，用無(wú)水乙醇洗滌，干燥，得碲酸鈉。將碲酸鈉溶于6mol/L鹽酸，升溫至75℃，通入二氧化硫氣體，生成碲，過(guò)濾。在2mol/L鹽酸中，60℃下攪拌1h，過(guò)濾，用亞沸水洗至不顯酸性為止，干燥，得高純碲。碲的產(chǎn)率可達(dá)70.12%，碲產(chǎn)品純度高于99.99%。
文檔編號(hào)C01B19/02GK102874772SQ201210341229
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者單煒軍, 婁振寧, 熊英, 常曉紅, 房大維 申請(qǐng)人:遼寧大學(xué)