[發(fā)明專利]5N高純碲冶煉方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710382623.3
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107313063A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李俊;譚小雄;楊安福;李紅貴;李水林
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南省金潤碲業(yè)有限公司
• 主分類號: C25B1/00
• 分類號: C25B1/00;C01B19/02
• 代理公司: 郴州大天知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)43212
• 代理人: 徐起堂

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種碲的提純方法，尤其涉及一種5N高純碲冶煉方法。

背景技術(shù)

碲的提純一直是困擾本領(lǐng)域技術(shù)人員的一個難題。

目前高純碲冶煉工藝一般采用真空真蒸溜3N或4N碲。這些方法存在嚴(yán)重缺陷：第一、與碲在真空狀沸點(diǎn)接近的元素殘留嚴(yán)重如硒，溫度偏高時(shí)鉛殘留亦很嚴(yán)重，影響碲的純度，使碲難于達(dá)到5N；第二、真空是相對的，蒸餾出來的碲表面總有一層黑灰色的氧化膜同樣影響碲的純度。目前傳統(tǒng)高純碲冶煉工藝生產(chǎn)出來的高純碲比YS/T222-2010標(biāo)準(zhǔn)中的4N碲錠品位高，但達(dá)不到5N碲，只能稱為蒸餾高純碲，尚不能稱為5N碲。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種5N高純碲冶煉方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的方法包括以下步驟：

（1）用低電流密度電積法產(chǎn)出符合YS/T222-2010標(biāo)準(zhǔn)的4N碲錠；

（2）將4N碲錠進(jìn)行低溫真空真餾，產(chǎn)出蒸餾碲；

（3）將蒸餾碲破碎成小顆粒，然后放入純石英坩堝中在氫氣流中加熱，鑄錠得5N高純碲錠。

步驟（1），將二氧化碲溶于氫氧化鈉溶液中使碲含量每升60-70克，保溫80-90℃攪拌3小時(shí)，加硫化堿1-10千克，加氫氧化鈣10-50千克，再攪拌1小時(shí)，化驗(yàn)鉛含量每升低于0.003克為止，壓濾，濾液用硫酸中和至pH值為5-5.5，再壓濾得精制二氧化碲，將所得精制二氧化碲用99%燒堿配制成每升含碲150-240克、每升含NaOH50-120克的電積液，在電流密度30-60范圍內(nèi)電積，析出碲，經(jīng)洗滌烘干鑄錠得符合YS/T222-2010標(biāo)準(zhǔn)的4N碲錠。

步驟（2），將所得4N碲錠裝入真空蒸餾爐中，真空度在5帕以下，碲錠在600℃定溫熔化，保溫3-8小時(shí)，蒸餾碲在石英盆中冷凝即得銀灰色針狀結(jié)晶蒸餾碲。

步驟（3），將所得蒸餾碲破碎成小顆粒，放入純石英坩堝中在氫氣流中加熱，石英坩堝在石英管道中加熱，加熱前通純氫氣5-20分鐘，氫氣流量保持每分鐘2-10升，碲熔化后，改通氮?dú)?，移除加熱裝置，至碲冷卻到常溫即得5N高純碲，所得5N高純碲錠為銀白色、表面光滑。

本發(fā)明的方法，第一步中的添加劑能有效地去除重金屬雜質(zhì)及硅酸根、亞錫酸根、偏鋁酸根等，低電流密度電積法有效地控制了雜質(zhì)硒元素的含量，該法可將硒降至5PPM以內(nèi)（標(biāo)準(zhǔn)為不大于20PPM），為后續(xù)工藝打下基礎(chǔ)，原理是利用硒和碲的4價(jià)陽離子的電極電位不同，獲得電子轉(zhuǎn)化成原子的能力不同，4價(jià)碲離子比4價(jià)硒離子更容易獲得電子轉(zhuǎn)化成碲原子，在低電流密度狀態(tài)下4價(jià)硒離子更難獲得電子在陰極析出硒原子，從而有效地降低了陰極析出碲中硒的含量。第二步中低溫（600℃）真空蒸餾4N碲有效地將雜質(zhì)鉛、鋁、鉍、鐵、鈉的含量降至1PPM以內(nèi)，雜質(zhì)銅、硅、鎂、砷、硫的含量降至0.5PPM以內(nèi)（其中的鉛如果不采用該法很難降至1PPM以內(nèi)，原理是鉛在真空狀態(tài)下的揮發(fā)點(diǎn)溫度和碲在真空狀態(tài)下的揮發(fā)點(diǎn)溫度差很小，只有盡量接近碲的揮發(fā)點(diǎn)溫度才能有效地抑制鉛的揮發(fā)，該溫度控制點(diǎn)在600攝氏度左右）。第三步采用將破碎成小顆粒的蒸餾碲放入純石英坩堝中在氫氣流中加熱鑄錠，可以有效地降低雜質(zhì)硒的含量至0.5PPM以內(nèi)，原理是硒在氫氣流中加熱熔化時(shí)產(chǎn)生易揮發(fā)的硒化氫除去，碲表面氧化膜去除，原理是氧化膜中的氧元素在加熱時(shí)與氫氣流中氫元素反應(yīng)產(chǎn)生水揮發(fā)，從而得到表面光滑呈銀白色的5N碲錠。

采用本發(fā)明的方法，第一步采用低電流密度（30-60A/平方米）電積法產(chǎn)出YS/T222-2010標(biāo)準(zhǔn)中的4N碲錠；第二步采用將4N碲錠進(jìn)行低溫真空真餾，產(chǎn)出蒸餾碲；第三步采用將破碎成小顆粒的蒸餾碲放入純石英坩堝中在氫氣流中加熱鑄錠得到5N碲錠，確保產(chǎn)品為真正5N碲，表面光滑無氧化膜，如銀錠一樣光亮銀白，克服了現(xiàn)有技術(shù)的各種缺陷，實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明的方法作詳細(xì)描述。

本發(fā)明的方法包括以下步驟：

第一步，用低電流密度電積法產(chǎn)出符合YS/T222-2010標(biāo)準(zhǔn)的4N碲錠，即將二氧化碲溶于氫氧化鈉溶液中使碲含量每升60-70克，保溫80-90℃攪拌3小時(shí)，加硫化堿1-10千克，加氫氧化鈣10-50千克，再攪拌1小時(shí)，化驗(yàn)鉛含量每升低于0.003克為止，壓濾，濾液用硫酸中和至pH值為5-5.5，再壓濾得精制二氧化碲，將所得精制二氧化碲用99%燒堿配制成每升含碲150-240克、每升含NaOH50-120克的電積液，在電流密度30-60范圍內(nèi)電積，析出碲，經(jīng)洗滌烘干鑄錠得符合YS/T222-2010標(biāo)準(zhǔn)的4N碲錠。