專利名稱：一種由二氧化碲制備高純碲的方法
技術領域：
本發明屬于分離化學領域，尤其涉及從二氧化碲中除雜質，制備高純碲的方法。
背景技術：
稀散元素碲被譽為“現代工業、國防與尖端科技的維生素，創造人間奇跡的橋梁”，“是當代高技術新材料的支撐材料”。這是因為隨著宇航、原子能、電子工業等領域對包括碲在內的稀散金屬的要求與日俱增，使得碲已經成為電子計算機、通訊及宇航開發、能源、醫藥衛生所需新材料的支撐材料。工業純的碲(99%)廣泛用作合金添加劑，以改良鋼和鋼的機械加工性能。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 良的光潔度。在鍛造過程中，添加小于O. 1%重量的碲能夠用來控制冷卻結晶深度，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。在化學工業中，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，用于醫藥(作為殺菌劑)、玻璃著色劑、陶瓷、塑料、印染、油漆、護膚藥品及搪瓷行業等。較高質量的碲(99. 99%或更高)可以應用在各種電子學中。例如，化合物半導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，因為它具有高電子遷移率的“多谷”半導體，具有高的導電率。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境的理想材料。碲及其化合物的其它電子應用是紅外探測器和發射器、太陽能電池及靜電印刷術。少量的碲可用作砷化鎵器件的電子施主參雜劑。目前，碲的主要來源還是銅精煉廠的陽極泥，其它可能來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極泥中提取。碲的提純方法分為物理法和化學法。物理法包括蒸餾法、區熔法、直拉法等；化學法包括電解和萃取法等。化學法，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雜，不易操作，這是目前化學法制備高純碲存在的主要問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種工藝合理、無污染、流程簡單、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。本發明采用的技術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NaOH溶解后，調pH到13，攪拌2_4h，過濾；向濾液中加入Na2S溶液，攪拌l_3h，過濾，得亞碲酸鈉溶液，向亞碲酸鈉溶中加入過氧化氫溶液，在冰水浴中攪拌3-5h，產生碲酸鈉沉淀，過濾，用無水乙醇洗滌，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，過濾，洗至不顯酸性為止，干燥，得高純碲。本發明的原理是首先，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含有Pb、Cu、Zn等雜質，所以采用硫化鈉作為去除雜質離子的凈化劑。硫化鈉要適量，太少雜質離子除不盡，所得產品不純，而且導致H2O2分解，因為溶液中含有微量雜質或一些重金屬離子如Zn2+、Cu2+等離子都能加速過氧化氫的分解，會大大降低碲酸鈉的產量。硫化鈉也不能加入過多，如加入過多一方面會引入雜質，另一方面，在堿性溶液中
E0, S/S2_=-0. 476V, E0, OHVHO2-=O. 87V 過多的硫化鈉會與過氧化氫反應，從而消耗了過氧化氫也會影響碲酸鈉的產量。所以本發明是用醋酸鉛試紙檢測終點既方便又準確。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%過氧化氫溶液，在冰水浴中攪拌4h，產生碲酸鈉沉淀。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水亞硫酸鈉與硫酸反應制得。Na2Te04+4HCl=H2Te03+2NaCl+Cl2+H20H2Te03+2S02+H20=2H2S04+Te I
本發明的有益效果是本發明的方法進一步簡化了制碲的生產工藝，方法中化學試劑用量少，流程簡單，碲的直收率大于70 %，碲產品純度可達99. 99 %，經濟效益、社會效益和環境效益顯著。
具體實施例方式實施例I由二氧化碲制備高純碲
原料市購二氧化締，主要含有Se、Mo、Cd、Sb、Pb、Cu、Zn等元素,經計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 二氧化碲中各雜質含量___
權利要求
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NaOH溶解后，調pH到13，攪拌2-4h，過濾；向濾液中加入Na2S溶液，用醋酸鉛試紙檢測終點，攪拌l_3h，過濾，得亞碲酸鈉溶液，向亞碲酸鈉溶中加入過氧化氫溶液，在冰水浴中攪拌3-5h，產生碲酸鈉沉淀，過濾，用無水乙醇洗滌，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，過濾，洗至不顯酸性為止，干燥，得高純碲。
全文摘要
本發明涉及一種由二氧化碲制備高純碲的方法。采用的技術方案是二氧化碲經NaOH溶解后，調pH到13，攪拌3h，過濾，向濾液中加入Na2S溶液，用醋酸鉛試紙檢測終點，攪拌2h以除去雜質離子，過濾。向亞碲酸鈉溶液中加入過氧化氫溶液，在冰水浴中攪拌4h，產生碲酸鈉沉淀，過濾，用無水乙醇洗滌，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，過濾。在2mol/L鹽酸中，60℃下攪拌1h，過濾，用亞沸水洗至不顯酸性為止，干燥，得高純碲。碲的產率可達70.12%，碲產品純度高于99.99%。
文檔編號C01B19/02GK102874772SQ201210341229
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者單煒軍, 婁振寧, 熊英, 常曉紅, 房大維 申請人:遼寧大學