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高纯碲的制备“：
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协自要】高地碲根据其纯度可用于制作红外探测器材料、温差发电、潮汐发
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引言 ，
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碲是 色金属稀散元素之一，地壳 ＣｄＴ …，静ＩＵ复印机硒鼓感光利料 ．
资源稀少，为硫的墩代物，存在于铜、 ｝及Ｔｅ—ＣＩ什金九稍Ｉ致冷材料ＳＩ ］、
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越来越广泛，地壳叫＿碲资源不足 １９９０年 过近旧Ｉ 帕努力，高纯碲们质量已达到
肚界碲总产量２００～２５０ｔ，而¨乖产５８ｔ， 国际领先水平，下而列出ｌｌ本 务与我Ｊ
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１９９８年第４期
成多种物理与化学栩结合的提纯工艺，各
种规格碲的研制在国内一直为首创，现大
于７Ｎ碲的研制又达国际领先水半。
碲的提纯方法分物理法和化学法。化 学法包括水溶液还原法，电解和萃取法 由于工艺试剂用量大、纯度难以保证，因此 般用于碲的工业提纯。高纯碲提纯主要 采用物理法，包括蒸馏法、匠熔法、直拉法 等 其实质是利用金属桐变时杂质与主金 属在两相中分配的差异达到纯化金属的目 的。高纯碲制备所用的原料为工业纯４Ｎ 碲，主要杂质含量（ｐｐｍ）：ＡｇＯ ２～１０：Ｃｕ３ ２０；Ａ１０．２～１０；ＰＢ４～４０；Ｓｅｌ ０～９．０。 采用如下工艺获得不同纯度的高纯碲： 原料（４Ｎ）一｛真空蒸馏ｌ一５Ｎ碲一 ｌ区域熔炼Ｉ一６Ｎ或７Ｎ碲一ｌ拉品提纯；一 ７Ｎ碲 在工艺控制方面采取一系列强化措 施，严格工艺条件，防止各种因素对材料的 污染，训Ｅ特殊的产品包装，获得开封即可 用的产品 １ 过程实践及分析讨论 １ １真空蒸馏 蒸馏过程在竖式两段电阻炉内进行， 温度控制采用ＤＷＴ ７０３控制仪。蒸馏 炉分为获得高真空体系的密闭系统和物料 固一液一气一固的物料运行系统 蒸馏熔 炼料斗与冷却套管问采用特种的材料制成 特殊结构的密到塔盘，既起到传质传热交 换提纯作用，叉起上下两段密封作用 蒸 馏提纯效果取决于杂质金属与主金属蒸气 压之问的差别大小，在真空条件下 蒸馏温 度和冷凝条件的选择以及采用的塔盘结构 决定着蒸馏产品的纯度。蒸馏完毕后套管 下端为敛密银白色结品 ［Ｊ段为针状结品， 上端为薄层碲及粉状碲 ， 实践丧『＿Ｊ］；绎过蒸馏后，叮获得杂质含 量为（ｐｐｍ）ＡｇＯ ２；Ｃｕｔ）．２；ＡＩ＜０ ２；Ｎｉ＜ ０ ５；Ｐｂ＜０ ４’Ｓｎ＜０ ２；Ｆｅ０ ２；Ｃｄ＜０ ２； Ｓｉｌ ０；Ｓｅｌ ０的５Ｎ碲。合格率达到 １００％。采用塔板装置，延缓了碲蒸汽的冷
凝，有助于高沸点杂质与主体金属的分离。
过程对Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｐｂ、ＡＩ等杂质都能得到
较彻底的净化 值得注意的是 采用分级
冷凝刘除ｓｅ有一定效果，如果玲凝段能保
证一定的纵向温度梯度，以获得较长段而
均匀的结品物，到碲的进一步纯化是响益
的。另外，应该说明的是在处理高铅（±
５０ｐｐｍ）原料时．一次蒸馏产物中含Ｐｂ２～
５ｐｐｍ，须进一步蒸馏。
ｌ ２区熔精练
经蒸馏获得的５Ｎ产品作为区熔原
料。区熔车为峨半所新制全自动区熔车，
每台可四管半行作业，双排加热圈，采用
Ｊｋ ５０可控硅温度调节器控温 区熔设
备分为两大部分，即还原性气氛体系部分
和洁净度极高的装料部分 在通纯Ｈ 气
氛下熔蟓，连续区域熔练２０次卸车去掉头
尾后．再进行二次区域熔炼Ｌ２次。产品取
中段，作为７．５Ｎ制品，并采样分析
杂质浓度沿锭长分布可由下式给出：
Ｃ／ｑ ＝ｌ（１ ｋ）ｅ √
式中Ｋ＝Ｃ ／ｃ 为分配系数，Ｉ 为熔区宽
度， 为杂质平均浓度，ｘ为凝固界面与
始端问的距离
理－＾上区熔提纯效果取决于熔区宽
度，移动速度，及熔体搅拌状况 此外熔区
的波动直接影响到分离效果．尤其是在慢
速区熔条件下，因此稳定Ｈ２流量、 及精
确恒温保持熔区稳定也是至关重要的。
工艺实践表明，经一次区熔后中段产
品达到６ＮＴｅ质量要球，料锭曹端杂质富
集甚微、而在尾端杂质明 富集：
Ａｇｌ【）ｐｐｍ；Ｃｕ２ｐｐｍ；Ｐｂ＞３０１）ｐｍ；而Ｆｅ仍
为０．２ｐｐｍ，没响州 富集现象 埘二次匮
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《四川有色金属》
熔尾端采样分析，所有杂质浓度都＜０．
２ｐｐｍ。Ｓｅ杂质得到了深度净化，降到０． ０１ｐｐｍ。原因在于２３０℃ 上时ｓｅ与Ｈ２ 生成Ｈｚｓｅ并呈气态被气流带走。影响产 品合格率的主要杂质是 和Ｆｅ。浓度波 动范围０．０１～０ ０３ｐｐｍ。划Ｃａ（Ｉ（）３ｐｐｍ 进一步采用低速返拉ｌ２次后，ｃａ浓度由 Ｉ＿０３降至０ ０１ｐｐｍ，而刘Ｆｅ０．０３ｐｐｍ返拉 ８次后，Ｆｅ含量没有明显的变化，可见两杂 质无素在碲中的Ｋ值与ｌ相当接近。产 品合格率大于６２％。 工艺实践中区熔熔区返流现象值得引 起重视，熔区在舟尾ｔ／３长度范围内有不 同程度底部回流，降低了区熔提纯效率，原 因是区焙锭上下面冷却速度桐差较大，料 锭上下收缩不均匀料锭弯曲上翘所致。采 取措施防止回流就能进一步提高提纯效 果。 １ ３直拉提纯 理论上阱直拉法因有条件实现熔体搅 动，自利于杂质的分离扩散，可望得到更高 Ｕ度的碲。但划碲元素而肓．其晶体结构 复杂．键民ｄ＝２ ８２ ，键角 （Ｔｅ＇Ｉ、ｅ ｒｅ） １０２：．原子呈螺旋链状结构排列， 品拉制 难度大。另一方面为ｌ『有效抑制碲的挥 发， 苗在ｑ－压单品炉中进行，划设备牲能要 求较高 我们为了满足用户要求．在低压 单品炉中进行拉制７ ５Ｎ小棒工作，也获 得可喜的战绩 ２ 小 结 １．根据现有原料特点（主杂质为Ｃｕ、 Ａｇ、Ｐｂ、Ｆｅ；Ｓｅ＜１０ｐｐｍ）采用真空蒸馏与区 熔法栩结合的办法，最终可 制备纯度为 ７ ５ 超纯碲．产品食格率６２％。影响产 品合格率的有害杂质为ｃａ和Ｆｅ。进一步 试验 明（ 和 的Ｋ值较接近于］，区 熔过程中难以达到理想的净化效果，必须 在前级蒸馏过程中予以严格控制， 提高
产品合格率。
２．杂质ｓｅ在真空蒸馏过程中通过分
级冷凝自一定的分离净化效果，而在通Ｈ！
区熔时，可以达到深度净化。Ｐｂ在蒸馏巾
要引起一定的重视，尤其是在处理含高错
碲原料时。
３提高区熔净化效率的有效措施除
ｌ『车速及熔区宽度选择外，提高加热控温
精度，减少熔区宽度波动是ｔ 分必要的，尤
其划低速区熔更为重要。同时解决熔区回
流是一个现实的问题，以充分发挥工序潜
能。
４．对直拉法提纯作了初步探讨 由
于存在成品圉难单品拉制难度大， 及碲
易挥发的特性等诸多问题，因此在制备趟
纯碲实际应用方面仍应作进一步探训。到
目前为止采用真空蒸馏法与区熔法桐结俞
的物理方法是制备超纯碲最理想的首选方
法。
参考文献
【１】 凡著区域熔炼
【２】超纯金属与半导体材料译文集
【３ｌ孟祥盛译．现代无机化学
【４】有色金属抬金，北京：冶金工业出版社
作者简介：杨卫东．男．
３２岁．工程师．１ ９８７年毕
业于成都科技尢学化学冶
金专业， 年舟ｆｉｅ，ｔ￣３峨嵋半
导体材料厂、所第二研究室
工作 先后从事高地金属
忖料生产试制厦技术管理
工作．
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