碲是一種稀散有色金屬，一種半金屬，有兩種同素異性變體：結(jié)晶形式和無(wú)定形形式。結(jié)晶碲具有銀白色的金屬外觀，與灰硒B(niǎo)同晶型；無(wú)定形碲呈黑色粉末。碲的電導(dǎo)率基極低，0℃時(shí)的電阻率1.6×105μΩ·Cm，當(dāng)有微量雜質(zhì)存在時(shí)電導(dǎo)率上升，光可使它的電導(dǎo)率略有上升。它的熔點(diǎn)449.8℃，沸點(diǎn)988℃，也有文獻(xiàn)稱為1390℃。20℃時(shí)結(jié)晶形碲密度6.25g/cm3，無(wú)定形碲的為6.015g/cm3，0°~100℃的平均比熱134J/（kg·k），熔化熱17.6kJ/mol，Te2的汽化熱107.6kJ/mol，0°~100℃的平均熱導(dǎo)率3.8W/（m·k）。它的莫氏硬度2.5，特魯頓（Trouton）常數(shù)只有13.2，碲不溶于所有不與它反應(yīng)的溶劑。
碲在溫室時(shí)的分子量至今尚未確定，在1400℃~1800℃，它的化學(xué)式是Te2，Te-Te距離為2.6A。碲在水中的紅色溶膠是用肼還原碲酸制得的。碲在空氣中燃燒冒出藍(lán)色火焰，形成二氧化碲。碲可與鹵素反應(yīng)，但不與硫、硒反應(yīng)。和硒相反，碲在高溫下幾乎不與氫發(fā)生反應(yīng)。
碲可溶于硫酸、硝酸、氫氧化鉀和氰化鉀溶液。碲在氧化條件下已失去外層電子形成Te（IV），如TeO2或Te（VI）價(jià)態(tài)，如復(fù)碲鉛石Pb32H2（TeO3）（TeO6），在還原條件及酸性介質(zhì)條件下可被還原成單質(zhì)。
全世界及中國(guó)的碲資源
碲在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1×10-6%，甚為稀少，比其伴生元素硒的更少一些，不過(guò)加上去年發(fā)現(xiàn)的西班牙加那利群島的海底富礦的2670t儲(chǔ)量，可使它的儲(chǔ)量上升到高的數(shù)值。碲是親硫元素，所以多以硫化物形態(tài)富集于地殼中，常見(jiàn)的有硫化銅礦和多金屬礦石，黃鐵礦與銻汞礦中碲含量最高，金礦的含碲量也較高，煤礦中的碲含量約0.015g/t，2016年碲儲(chǔ)量50kt。
從金碲化物礦石中也可以回收少量碲，未開(kāi)發(fā)的、不夠工業(yè)品位的或尚未發(fā)現(xiàn)的銅及其他金屬資源中所含的碲是已查明工業(yè)銅礦中碲的幾倍；煤礦中的儲(chǔ)量約為銅礦中的4倍。不過(guò)遺憾的是，現(xiàn)有技術(shù)還不能有效地提取金礦及煤礦中的碲。
中國(guó)現(xiàn)已探明伴生碲儲(chǔ)量居世界第三位，僅次于美國(guó)及加拿大的，全國(guó)已發(fā)現(xiàn)伴生碲礦產(chǎn)地24處，查明資源儲(chǔ)量約12kt，散布于全國(guó)16個(gè)省、區(qū)、主要集中于廣東，占43%；江西，占42%；甘肅，占10%。中國(guó)的碲礦也主要伴生與銅、鉛、鋅等金屬礦產(chǎn)中，據(jù)主礦產(chǎn)儲(chǔ)量推算，中國(guó)還有未計(jì)入儲(chǔ)量的碲資源約10kt。
中國(guó)碲礦資源集中在熱液型多金屬礦床、硅卡巖型銅礦床和巖漿銅鎳硫化物型礦床中，分別占中國(guó)伴生碲儲(chǔ)量的44.77%、43.89%和11.34%。廣東曲江大寶山、江西九江城門山銅礦、甘肅金川白家嘴子礦為中國(guó)三大大型伴生碲礦，它們的儲(chǔ)量占全國(guó)總量的94%。
在這里要講兩個(gè)故事，一是1991年8月，全球第一例獨(dú)立碲在中國(guó)四川省石棉縣大水溝發(fā)現(xiàn)，從而徹底改變了分散元素碲“可以形成獨(dú)立礦物，但沒(méi)有可開(kāi)采的獨(dú)立礦床”的傳統(tǒng)觀念，填補(bǔ)了礦床學(xué)理論上的一項(xiàng)空白，也改寫(xiě)了對(duì)稀散元素成礦能力的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也將改變現(xiàn)有的只能從其他礦物中提取伴生碲的固有模式，改變碲資源的分布格局，中國(guó)也可能躍升為碲資源大國(guó)。
第二個(gè)值得一寫(xiě)的是中國(guó)科學(xué)家于2014年發(fā)現(xiàn)新礦物碲鎢礦，它是中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）科學(xué)研究院?jiǎn)尉射線衍射晶體結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室李國(guó)武教授發(fā)現(xiàn)的，并于2014年10月得到國(guó)際礦物學(xué)會(huì)礦物分類及新礦物命名委員會(huì)的認(rèn)可與批準(zhǔn)。
這種新礦物發(fā)現(xiàn)于云南省華坪縣境內(nèi)一半風(fēng)化花崗巖中，是一種以半金屬碲和鎢、鉀構(gòu)成的全新成分和新結(jié)構(gòu)的新礦物，這是在世界上首次發(fā)現(xiàn)該成分及結(jié)構(gòu)的礦物，是當(dāng)前唯一一種K-Te-W的天然礦物，此前從沒(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)類似的天然礦物。該新礦物以其特殊的成分命名為“碲鎢礦”，它的晶體結(jié)構(gòu)具有鎢青銅型結(jié)構(gòu)的衍生結(jié)構(gòu)，W-O八面體共頂角連接六方環(huán)狀孔道結(jié)構(gòu)。單晶衍射觀察到弱的衛(wèi)星衍點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)有二維的非共度調(diào)制結(jié)構(gòu)現(xiàn)象，可能是K和Te、W的占位或變價(jià)及空位變化導(dǎo)致了該礦物某種程度的調(diào)制結(jié)構(gòu)。
此次發(fā)現(xiàn)的碲與鎢、鉀形成鎢碲氧化物是目前首次發(fā)現(xiàn)的這類天然氧化物，對(duì)于研究碲的晶體化學(xué)特性及碲礦新獨(dú)立礦床以及花崗巖型碲礦床新類型具有重大理論和實(shí)際意義，是近些年來(lái)礦物學(xué)中的重大新發(fā)現(xiàn)。
碲的工業(yè)化提取
碲是稀散元素，除在中歐、玻利維亞及中國(guó)發(fā)現(xiàn)少量的單質(zhì)碲外，碲礦物大都是與黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等共生，產(chǎn)量?jī)H0.001%~0.1%。碲礦物有碲金礦（AuTe2）、輝碲鉍礦（Bi2Tes2）和碲銅礦等，但是都是稀少，無(wú)開(kāi)采價(jià)值，幾乎全是從精煉銅和鉛的陽(yáng)極中回收的，而且銅電解精煉的陽(yáng)極泥是提取碲的主要原料，處理陽(yáng)極泥的基本工藝是硫酸化焙燒法，其他工藝如蘇打燒結(jié)法等用的很少，可按陽(yáng)極泥碲含量高低采用不同的工藝處理，高純碲是用電解制取的。
對(duì)含碲高的（約3%）陽(yáng)極泥先在250℃進(jìn)行硫酸化焙燒，然后在約700℃使二氧化硒揮發(fā)，碲留在焙燒渣中，先用水浸出渣中硫酸銅，再用NaOH溶液浸出后可得到亞碲酸鈉溶解，加硫酸中和，生成粗氧化碲沉淀，沉淀物經(jīng)凈化后將其溶于NaOH液中，保持溶液中碲的濃度100g/L。NaOH的160g/L，然后電解可制備純度為98%~99%碲。
含碲低的銅陽(yáng)極泥和鉛陽(yáng)極混合物經(jīng)還原熔煉與一系列處理處后可電解得純度為98%工業(yè)碲。
高純碲是用電解法制備的，以工業(yè)碲為陽(yáng)極，外表面用微孔聚氯乙烯膜作隔膜，陰極為不銹鋼板，電解液為亞碲酸鈉Na2TeO3溶液、TeO2濃度168g/L~183g/L，電解溫度45℃，電流密度200A/m2，在陰極上可獲得4N5碲。以電解Te為原料，在460℃~500℃、0.0133~0.133N/m2真空爐內(nèi)精餾提純，可得5N的高純碲。采用H2可與Se發(fā)生反應(yīng)而不與Te反應(yīng)原理，可以進(jìn)一步出去雜質(zhì)Se，可獲得6N碲，最后可用拉晶法作進(jìn)一步的提純，從而可得到純度＞6N碲。
碲：支撐高精技術(shù)發(fā)展的尖端材料
碲的應(yīng)用領(lǐng)域有傳統(tǒng)方面與高精技術(shù)方面的，在前一領(lǐng)域主要是作為微量合金化元素與化工催化劑，在后一領(lǐng)域則是在光電及熱電方面。
鋼鐵及有色金屬合金的有效微量合金元素：向低碳高速切削鋼和高強(qiáng)度鋼添加0.04%Te，可以改善其可切削性能，可切削速度可提高到195m/min，較一般的高3倍；向可鍛鑄鐵加入0.01%Te~0.1%Te可以顯著細(xì)化晶粒；含0.5%Te的14500易切削銅，除有很好的可切削性能外，還有高的電導(dǎo)率與熱導(dǎo)率和抗疲勞性能等，是制造電子儀表元器件的良好材料；向鋁、錫、鉛合金添加0.01%Te~0.5%Te可以提高它們的抗蝕性、硬度等，含Te的鉛合金是制造海底電纜的上乘材料。碲在冶金方面2015年的用量約占總消費(fèi)的45%，全世界的總消費(fèi)量約500t。
碲在高技術(shù)方面的應(yīng)用是指在光電及熱電方面：用CdTe制備的核輻射探測(cè)器有大禁寬帶度，波長(zhǎng)協(xié)調(diào)范圍大到0.4μm~50μm，并允許在室溫下工作。pbTe、HgCdTe、PbSnTe等是制造夜視鏡、紅外探測(cè)儀、激光和紅外雷達(dá)的良好材料。
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