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锂矿加工 2024-09-30 20:20:31

碲化铜渣回收碲(回收金属碲)

一、碲化碲废贵重金属如何提炼

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二、碲的地球化学及矿物学

一、碲的地球化学

碲在元素周期表中位于第五周期ⅥA族(氧亚族)S-Se-Te系列,与硫的性质颇相似,但显示出某些金属的性质。Goldsmit(1924)将其划入亲铜元素组,得到B.B.Cepъина的补充,E.Caдeчки-Кардаш(1952)进一步细分为亲硫一铜元素组与亲氧铜元素组。碲的地球化学参数列于表7-1。

表7-1碲地球化学参数一览表

自然界已发现90余种碲的矿物,其中包括自然元素(自然碲和碲硒矿)两种;硫化物及含硫盐类11种;碲化物39种(含未定名矿物);氧化物及含氧盐20种。其余多数资料不全或与Se、S等构成类质同象系列。

碲元素的地壳克拉克值很低,一般为(1~10)×10-9(n×10-9,F.W.Clarke,1924;1×10-9,A.E.Φepcан1962;A.A.бeyc,1975;10×10-9A.П.вцноградов,1935)。黎彤(1973)的陆壳丰度是16×10-9。陨石、各类地质体及硫化物矿物中碲的含量如表7-2,可见Te主要富集在硫化物中,它们是碲元素的工业来源,通过综合回收(利用)获得。研究证明,碲仅在贫硫的情况下(如金矿床)形成独立矿物,但分布很少。

表7-2碲在各种岩石(地质体)及矿物中的含量(wB/10-6)

二、碲的矿物学

重点简述铋的碲化物矿物辉碲铋矿族矿物学的研究现状。

辉碲铋矿族矿物的最早定义是仅仅包括Bi2(S+Se+Te)3在内的矿物(Strunz,1970),它们均属六方或三方晶系,具有近似立方最紧密堆积层晶体结构(Pauling,1975)。但是Bayliss等(1986)将辉碲铋矿族矿物的范围扩大到其成分具有从周期表Va族(As,Sb和Bi)到VIa族(S,Se和Te)的化学成分的矿物,并依据单位晶胞中基元层的数量分为8个亚族。表7-3仅列出包括S、Te、Bi的矿物,它们之间的共生组合关系可在Bi-S-Te三角图解中表示(图7-1)。

图7-1辉碲铋矿族矿物的S-Te-Bi图解

(一)自然碲亚族

在该亚族中,包含自然硒和自然碲。最早发现的自然硒-碲合金(Selen-tellurium)(Se,Te)[Se∶Te=2∶3]是1890年Dana和Wells在洪都拉斯的El Plomo银矿发现的。但到目前为止,全世界亦仅在Smithsonian博物馆存有一块标本(NMNH R186)。由于该样品细小,不易分选,对此进行的X射线分析表明它们完全是自然硒和自然碲的混合物,所以自然硒-碲被废除,而确定为两个矿物种——自然硒和自然碲。

(二)楚碲铋矿亚族

楚碲铋矿由Shimazaki和Ozawa于1978年在日本Tsumo矽卡岩矿床中首次发现,其后相继在前苏联东北地区(Gamyanin et al.,1982)、Madagan(Zav'yaoov et al.,1982)和瑞典Tunaberg(Dobbe,1993)等地报道。因碲铋矿是Zav'yalov和Begizov(1981)在前苏联发现的,其化学成分从Bi2.00Pb0.02S1.12Se0.02Te0.86到B1.38Pb0.24S0.95Te1.42。但对两个样品进行的晶体结构精修表明,它们和楚碲铋矿具有相同的晶体结构,硫楚碲铋矿亦是由Zav'yalov和Begizov(1982)发现,其晶体结构和楚碲铋矿相似。很显然,楚碲铋矿、因碲铋矿和硫楚碲铋矿应具有相似的化学成分,其矿物化学式可一致简化为Bi(Te,S),在三者之间存在Te、S的有序度差别。

表7-3辉碲铋矿族矿物分类

由人工合成的两个矿物(Bi0.58Te0.42)Te和Bi(Te0.75Bi0.25),由于其具体结构与楚碲铋矿相同,而分别被称为碲质楚碲铋矿(tellurian tsumoite)和铋质楚碲铋矿(bismuthian tsumoite),表明楚碲铋矿固溶体范围可远离标准成分,Te扩展为38%~71%,并覆盖赫碲铋矿、叶碲铋矿、碲铋矿的化学成分。而Dobbe(1993)在瑞典Tunaberg更发现了成分为(Bi1.17-1.40Te0.54-0.82Pb0.01-0.02Sb0.00-0.09S0.00-0.03)2.00的楚碲铋矿,表明在楚碲铋矿中在Te为30%~43%之间存在连续固溶体系列。因此,有必要将成分为BiTe的楚碲铋矿称为狭义(或标准)楚碲铋矿,而把偏离了标准成分的楚碲铋矿称为广义的楚碲铋矿。

(三)辉碲铋矿亚族

辉碲铋矿(Bi2Te2S)已经由Glat(1967)、Evdovimenko和Tsypin(1971)以及Abrikosov和Beglaryan(1973)等通过人工合成得到,其化学成分的变化范围为Bi2Te2S-Bi2Te1.7S1.3。Pauling(1975)认为Te被替代后,辉碲铋矿的化学稳定性会增加。Liu等(1995)通过实验得出,由成分相当于1/3辉铋矿+2/3碲铋矿的溶液在600℃时可有辉碲铋矿晶出。

硒硫碲铋矿(Csikbvaite)由Koch(1948)在罗马尼亚的Csiklova发现,其化学式为Bi2S2Te。但近年的研究发现,它实际上是由60%的硒质辉碲铋矿(Bi2S1.1Se0.1Te1.8)和40%的辉铋矿组成的混合物,因而该矿物已被国际矿物学会新矿物命名委员会废除。

(四)硫碲铋矿亚族

硫碲铋矿-A首次于1853年发现于巴西San Jose,因而得名Joseite-A,其化学式为Bi4TeS2,硫碲铋矿-B的化学式为Bi4Te2S,但两者都存在(Te,S)的有序与无序排列问题,因此,它们的化学式均可表示为Bi4(S,Te)和Bi4(Te,S)3.。S、Te有序的硫碲铋矿-A的(006)的衍射峰较强,而S、Te有序的硫碲铋矿-B的(003)的衍射峰强。此外,在叶碲铋矿(Bi4Te3)和脆硫铋矿(Bi4S3)之间存在较宽的连续固溶体范围,如Godovikov等(1970)描述的Bi4.1S2.2Te0.7。因此,可以将无序的硫碲铋矿-A——Bi4(Te,S)3看作为碲质脆硫铋矿,而硫碲铋矿-B,可以看作为与硫质叶碲铋矿具有相同的化学成分,事实上在我国的盘古山已经发现了成分为(Bi3.5Te0.5)(S2.0Te1.0)的碲质脆硫铋矿。

Wehrlite由Ozawa和Shimazaki(1982)重新研究,发现它实际上是叶碲铋矿和碲银矿(hessite)Ag2Te的混合物,因此,它已被国际矿物学联合会新矿物及矿物命名委员会废除。

(五)赫碲铋矿

赫碲铋矿,由于未能有人工合成矿物,其真实性曾经受到怀疑,如Godovikov等(1966)曾认为它是Bi5Te3和细粒自然铋的混合物。但此后的工作证实了赫碲铋矿的存在(Rikhter,1967),它的晶体结构衍生于楚碲铋矿(Bayliss,1991)。

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