碲的提取研究现状

程籽毅; 朱勋梅; 曾英; 谢鸿观; 周堃

doi:10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2020.05.010

碲的提取研究现状

成都理工大学材料与化学化工学院，四川成都 610059

详细信息

作者简介: 程籽毅(1996-), 男, 四川德昌人, 硕士研究生, 主要从事矿产资源综合利用研究与固废资源化, E-mail:1175340716@qq.com

通讯作者: 周堃(1981-), 男, 天津人, 博士, 副教授, 主要从事矿产资源开发与利用、分离与纯化技术, E-mail:kunzhou925@163.com

中图分类号: TF843.5;TD955

收稿日期: 2020-09-07

刊出日期: 2020-10-25

Research Status of Tellurium Extraction

College of Materials and Chemistry&Chemical Engineering, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China

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Corresponding author: ZHOU Kun, kunzhou925@163.com

Received Date: 07 September 2020

Publish Date: 25 October 2020

摘要

摘要:
碲是一种具有特殊物化性能的稀散元素，被广泛应用于多个领域，特别是在新能源、新材料、国防与尖端技术等领域中显示出不可替代性，并随着应用范围日益扩大，用量大幅度增加。但由于碲资源的伴生属性，产量受矿种生产制约。对当前碲的主要提取原料-铜阳极泥、铅精炼的中间产物、碲铋矿、碲金矿提碲工艺技术现状进行归纳总结和概述，以期为相关科研工作者提供参考。
- 碲 /
- 碲铋矿 /
- 铜阳极泥 /
- 铅精炼 /
- 碲金矿 /
- 提取
Abstract:
Tellurium is a rare metal with special physicochemical properties, which is widely used in many fields, especially in the fields of new energy, new materials, national defense and cutting-edge technology. With the application scope expands day by day, the dosage increases greatly. However, due to the associated properties of tellurium resources, the output is restricted by the main mineral production. This paper summarizes current main extraction and recovery raw materials of tellurium, outlines the current situation of tellurium extraction technology from copper anode slime, lead refining intermediate products, tellurium bismuth ore and tellurium gold ore.
- tellurium /
- tellurium bismuth ore /
- copper anode slime /
- lead refining /
- tellurium gold mine /
- extraction

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图 1 2019年全球碲消费量行业占比

Figure 1.

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图 2 碲资源主要区域储存量

Figure 2.

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图 3 2019年主要碲生产国产量

Figure 3.

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图 4 2008~2019年碲价格走势图

Figure 4.

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图 5 铜阳极泥卡尔多炉火法处理工艺流程^[28]

Figure 5.

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图 6 肯尼科特全湿法处理工艺流程^[29]

Figure 6.

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图 7 阳极泥卡尔多炉火法工艺中碲的主要分布^[31]

Figure 7.

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图 8 铜阳极泥硫酸焙烧—酸浸—电解提碲工艺流程^[43]

Figure 8.

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图 9 铜阳极泥选冶联合工艺提碲工艺流程^[46]

Figure 9.

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图 10 铜阳极泥苏打焙烧提碲工艺流程^[43]

Figure 10.

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图 11 含碲铅精矿的通用铅生产流程^[14]

Figure 11.

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图 12 铅精炼浮渣中生产碲的流程^{[25, 48]}

Figure 12.

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图 13 大水沟碲铋矿焙烧—酸浸—萃取工艺流程^[49]

Figure 13.

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图 14 大水沟碲铋矿氧化浸出—选择性还原法工艺流程图^[58]

Figure 14.

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图 15 大水沟碲铋矿生物浸出分离提取碲工艺流程^[61]

Figure 15.

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表 1 各种矿物中碲的含量^[14-16]

Table 1. Tellurium content of various minerals

矿物	结构式	最大含量/%
方铅矿	PbS	0.37
二硫化钼	MoS₂	0.04
黄铜矿	CuFeS₂	0.05
黄铁矿	FeS₂	0.1
硫镍铁矿	(FeNi)₉S₈	0.0016
磁黄铁矿	FeS	0.0056
胶黄铁矿	Fe₅S₇	0.043
辉铋矿	Bi₂S₃	0.53
砷黄铁矿	FeAsS	0.223
铜蓝矿	Cus	0.043
黄锡矿	Cu₂FeSnS₄	0.0015
锡矿	SnO₂	1.42
硫砷钢矿	Cu₅FeS₄	0.004
斜方砷铁矿	FeAs	0.024
钼钨钙矿	CaMoO₄	0.0032
黄钾铁矾	KFe₃(SO₄)₂(OH)₆	0.033
硅镁铀矿	Mg(UO₂)₂Si₂O₇·6H₂O	3
线铜矿	Cu₄Al₂[(OH)₁₂\|SO₄]·2H₂O	0.011
钼钙矿	CuSO₂·3Cu(OH)₂	0.033
钴华矿	Co₂(AsO₄)₂·8H₂O	0.001
氢氧化铁	Fe(OH)₃	0.0027
菱锌矿	ZnCO₃	0.0011

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表 2 碲及其化合物的反应方程

Table 2. Reaction equations of tellurium and its compounds

处理方法	化学反应方程式	参考文献
氧化/还原浸出	Te(s)+O₂(g)=TeO₂(s)	Chizhikov and Shchastlivyi (1970)^[14]
	TeO₂(s)+C(s)=Te(s)+2CO₂(g)
	2Te+4NaOH=Na₂Te+Na₂TeO₂+2H₂O	Davey (1980)^[18]
	xTe+Na₂Te=Na₂Te_x+1
	AuTe₂(s)+2O₂(g)=Au(s)+2TeO₂(s)	Zhang et al. (2010)^[19]
	Cu₂Te(s)+2H₂SO₄+2O₂(g)=H₂TeO₃+2CuSO₄+H₂O	张博亚(2008)^[20]
	2Cu₂Te(s)+4H₂SO₄+5O₂(g)=2H₂TeO₄+4CuSO₄+2H₂O
	H₂TeO₄+5Cu+3H₂SO₄=Cu₂Te+3CuSO₄+4H₂O	田中秀明，清水文彦(1986)^[21]
	BiTe₂S+14Fe³⁺=2Bi³⁺+2Te⁴⁺+14Fe²⁺+S	刁江(2020)^[22]
	BiTe+7Fe³⁺=Bi³⁺+Te⁴⁺+7Fe²⁺
	FeS₂+2Fe³⁺=3Fe²⁺+2S
	2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+2H⁺+S
生物浸出	$\mathrm{FeS}_{2}+\frac{7}{2} \mathrm{O}_{2}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \stackrel{\text { 细困参与 }}{\longrightarrow} \mathrm{Fe}^{2+}+2 \mathrm{SO}_{4}^{2-}+2 \mathrm{H}^{+}$	冯振华(2012)^[23]
	FeS₂+14Fe³⁺+8H₂O=15Fe²⁺+2SO₄^2-+16H⁺
	$\mathrm{Fe}^{2+}+\frac{1}{4} \mathrm{O}_{2}+\mathrm{H}^{+} \stackrel{\text { 细菌参与 }}{\longrightarrow} \mathrm{Fe}^{3+}+\frac{1}{2} \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}$
	$\mathrm{MeS}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}+2 \mathrm{Fe}^{3+}+\frac{3}{2} \mathrm{O}_{2}=\mathrm{Me}^{3+}+\mathrm{SO}_{4}^{2-}+2 \mathrm{Fe}^{2+}+2 \mathrm{H}^{+}$
硫酸化焙烧	TeO₂(g)+2SO₂(g)=Te(s)+2SO₃(g)	Chizhikov and Shchastlivyi (1970)^[14]
	Te(g)+H₂SO₄=TeSO₃(S)+H₂O(g)
	Cu₂Te(s)+5H₂SO₄(l)=TeSO₃(s)+2CuSO₄(s)+2SO₂(g)+5H₂O(l)
	AuTe₂(s)+2H₂SO₄(l)=2TeSO₃+Au(s)+2H₂O(g)
	2TeSO₃(s)+3H₂SO₄(l)=(TeO₂)₂·SO₃(s)+4SO₂(g)+2H₂O(g)
	(TeO₂)·SO₃(s)=TeO₂(s)+SO₃(g)
	Cu₂Te(s)+6H₂SO₄(l)=TeO₂(s)+2CuSO₄(s)+4SO₂(g)+6H₂O(g)	Hoffmann (1989)^[24]
苏打冶炼和焙烧	2NaOH+C(s)+Te(s)=Na₂Te(s)+CO(g)+H₂O(g)	Smirnov (1977)^[25]
	6NaOH+C(s)+Te(s)=2Na₂Te(s)+Na₂CO₃(s)+3H₂O(g)
	Cu₂Te(s)+Na₂CO₃(s)+2O₂(g)=Na₂TeO₃(s)+2CuO(s)+CO₂(g)	Cooper (1971)^[15]
	Cu₂(s)+Na₂CO₃(s)+2.5O₂(g)=Na₂TeO₄(s)+2CuO(s)+CO₂(g)
	Cu₂Te(s)+Na₂CO₃(s)+2O₂(g)=Na₂TeO₃(s)+2CuO(s)+CO₂(g)
	Na₂TeO₄(s)=Na₂TeO₃(s)+0.5O₂(g)	Chizhikov and Shchastlivyi (1970)^[14]

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