一种回收二氧化碲边角料制备高纯二氧化碲的方法技术

本发明专利技术公开了一种回收二氧化碲边角料制备高纯二氧化碲的方法，将二氧化碲边角料球磨获得二氧化碲粉，二氧化碲粉于氢气气氛下进行还原反应获得金属碲A，再将金属碲A氯化获得四氯化碲，然后将四氯化碲于氢气气氛下进行还原反应获得金属碲B，最后将金属碲B挥发获得碲蒸汽并与氧化气氛混合燃烧，即得高纯二氧化碲粉末，本发明专利技术所得高纯二氧化碲粉末的纯度达5N以上。上。

【技术实现步骤摘要】
一种回收二氧化碲边角料制备高纯二氧化碲的方法


[0001]本专利技术涉及一种回收二氧化碲边角料制备高纯二氧化碲的方法，属于有色金属冶炼中稀散金属化合物制备


技术介绍

[0002]二氧化碲是一种重要的化工原料，主要用于制备二氧化碲单晶，红外器件，声光器件，红外窗口材料，电子元件材料及防腐剂等。
[0003]目前的二氧化碲的制备方法，大多数是由单质碲经硝酸或双氧水氧化后制备的，普遍存在单质碲氧化不完全的情况，制备出的二氧化碲中通常还包裹着单质碲，由于在氧化单质碲和后续的工艺中使用了大量酸碱等其他试剂，会引入新的杂质元素，制备出的二氧化碲纯度一般为3N、4N(99.9
‑
99.99％)，很难制备出更高纯度的产品，并且强酸强碱对设备腐蚀严重，对环境有较大的污染。
[0004]目前火法生产高纯二氧化碲粉末的方法是通过氧化5N碲后制得，但同时也会生成颗粒或者块状二氧化碲边角料，这些边角料并不能用于后续的生产，并且杂质Pb含量高。
[0005]因此，回收低纯度的二氧化碲边角料，制备高纯二氧化碲具有现实意义。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种回收二氧化碲边角料制备高纯二氧化碲的方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]本专利技术一种回收二氧化碲边角料制备高纯二氧化碲的方法，将二氧化碲边角料球磨获得二氧化碲粉，二氧化碲粉于氢气气氛下进行还原反应获得金属碲A，再将金属碲A氯化获得四氯化碲，然后将四氯化碲于氢气气氛下进行还原反应获得金属碲B，最后将金属碲B挥发获得碲蒸汽并与氧化气氛混合燃烧，即得高纯二氧化碲粉末。
[0009]本专利技术首先将二氧化碲边角料磨碎后还原，里面夹杂的单质碲不受影响，还原后的金属碲通过氯化生成四氯化碲，然后通过蒸馏四氯化碲去除高沸点杂质Pb，得到高纯度的四氯化碲用氢气还原得到金属碲，还原过程中，进一步的通过高温还原反应去除四氯化碲中低沸点杂质，最终获得高纯的金属碲，再通过挥发与氧气反应，氧化为粉状的高纯二氧化碲，所得高纯二氧化碲粉末的纯度达5N以上。
[0010]优选的方案，将二氧化碲边角料放入球磨机内干磨，采用铁球为球磨，将球磨机内衬、铁球包裹聚氨酯。
[0011]专利技术人发现，将球磨机内衬、铁球包裹聚氨酯，可以有效的避免二氧化碲边角料的污染，提高纯度。
[0012]优选的方案，所述球磨的球料比为3～5:1，球磨的转速为35～45转/min。专利技术人发现，将球磨的参数控制在上述范围内，所得二氧化碲粉的粒径≤150μm，此时二氧化碲粉的还原效果最优。
[0013]优选的方案，所述二氧化碲粉的粒度D50≤150μm。
[0014]优选的方案，将二氧化碲粉于氢气气氛下进行还原反应获得金属碲A时，所述氢气气氛的流量为2L～20L/min，还原反应的温度为600～650℃，还原反应的时间为7～9h。
[0015]在实际操作过程中，将二氧化碲粉置于石墨舟中，然后于氢气气氛下进行还原反应获得金属碲A，所述石墨舟的纯度≥4N。
[0016]优选的方案，金属碲A氯化的过程为：将金属碲A加热至200～250℃，以2～200ml/min的流量通入氯气反应获得四氯化碲粗产物，然后升温至380～420℃，再用氯气气流将四氯化碲蒸出，即得纯度≥99.999％的四氯化碲。
[0017]专利技术人发现，通过将金属碲A氯化过程的温度控制在上述范围内，可以使最终所得四氯化碲的纯度最高，同时避免温度过高四氯化碲沸腾挥发更快。
[0018]在实际操作过程中，将金属碲A装入容积为500～2000mL的耐热玻璃三口烧瓶中，从三口烧瓶一侧口将一耐热玻璃细管插到瓶子底部；先用经干燥的氩气将三口烧瓶中的空气赶掉，用电加热保温套将三口烧瓶加热到200～250℃，以2～200ml/min的流速通过耐热玻璃细管通入干燥氯气，碲开始氯化，逐渐转变为黑色的二氯化碲液体，继续通入氯气，二氯化碲渐渐转变为液态的四氯化碲，产品四氯化碲中仍含有若干二氯化碲；用电热套将盛装四氯化碲的三口瓶玻璃瓶加热到380～420℃，用氯气气流将三口瓶中的物料蒸馏出来，在另一收集瓶中得到纯度为99.999％的四氯化碲。
[0019]优选的方案，将四氯化碲于氢气气氛下进行还原反应获得金属碲B，所述氢气气氛的流量为2L～20L/min，还原反应的温度为500～550℃，还原反应的时间为7～9h。
[0020]优选的方案，将金属碲B于600℃
‑
800℃挥发获得碲蒸汽并与氧化气氛混合燃烧，所述氧化气氛中，氧含量的体积分数≥21％，优选为21％～99％。
[0021]专利技术人发现，采用氧含量为21％的空气即可以将碲蒸气氧化成二氧化碲。
[0022]进一步的优选，所述将金属碲B置于石墨舟中，然后于600℃～800℃挥发获得碲蒸汽并与氧化气氛混合燃烧，所述石墨舟的纯度≥4N。专利技术人发现，采用4N的石墨舟用于放置金属碲B，最终产品质量最可控，因为4N的石墨舟不会与单质碲反应，加热碲蒸气是挥发出来与上面通入的氧反应，氧气不会直接吹入石墨舟中，但是需要控制反应的温度，若温度过高，还是会造成石墨舟过度氧化。当然也可以用其他材质坩埚，但纯度不稳定，而且有的材质，比如刚玉抗热震差，容易在升温降温时破裂。
[0023]原理与优势
[0024]本专利技术首先将二氧化碲边角料磨碎后还原，里面夹杂的单质碲不受影响，还原后的金属碲通过氯化生成四氯化碲，然后通过蒸馏四氯化碲去除高沸点杂质Pb，得到高纯度的四氯化碲用氢气还原得到金属碲，还原过程中，进一步的通过高温还原反应去除四氯化碲中低沸点杂质，最终获得高纯的金属碲，再通过挥发与氧气反应，氧化为粉状的高纯二氧化碲，所得高纯二氧化碲的纯度达5N以上。
[0025]本专利技术在二氧化碲边角料在回收提纯时仅用到氯气和氢气，减少对环境的影响，满足生产需要。
具体实施方式
[0026]下面结合实施例对本专利技术及其具体实施方式作进一步详细说明。
[0027]本专利技术的特征在于以下步骤：
[0028]A、将二氧化碲边角料放入球磨机内干磨，球磨机内衬和铁球外部均包裹聚氨酯，防止球磨时污染二氧化碲边角料。球磨后粒度D50不低于100目(150μm)，球料比为3～5:1，转速35～45转/分钟。
[0029]B、将步骤A得到的二氧化碲粉放在石墨舟中，再将石墨舟放在设有石英炉管的管状电炉中；在管状电炉中以2L～20L/min的流速通入氢气，在600～650℃下还原7～9h，反应结束得到金属碲；
[0030]C、将步骤B得到的碲装入容积为500～2000mL的耐热玻璃三口烧瓶中，从三口烧瓶一侧口将一耐热玻璃细管插到瓶子底部；先用经干燥的氩气将三口烧瓶中的空气赶掉，用电加热保温套将三口烧瓶加热到200～250℃，以2～200ml/min的流速通过耐热玻璃细管通入干燥氯气，碲开始氯化，逐渐转变为黑色的二氯化碲液体，继续通入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回收二氧化碲边角料制备高纯二氧化碲的方法，其特征在于：将二氧化碲边角料球磨获得二氧化碲粉，二氧化碲粉于氢气气氛下进行还原反应获得金属碲A，再将金属碲A氯化获得四氯化碲，然后将四氯化碲于氢气气氛下进行还原反应获得金属碲B，最后将金属碲B挥发获得碲蒸汽并与氧化气氛混合燃烧，即得高纯二氧化碲粉末。2.根据权利要求1所述的一种回收二氧化碲边角料制备高纯二氧化碲的方法，其特征在于：将二氧化碲边角料放入球磨机内干磨，采用铁球为球磨，将球磨机内衬、铁球包裹聚氨酯。3.根据权利要求1所述的一种回收二氧化碲边角料制备高纯二氧化碲的方法，其特征在于：所述球磨的球料比为3～5:1，球磨的转速为35～45转/min。4.根据权利要求1
‑
3任意一项所述的一种回收二氧化碲边角料制备高纯二氧化碲的方法，其特征在于：所述二氧化碲粉的粒度D50≤150μm。5.根据权利要求1
‑
3任意一项所述的一种回收二氧化碲边角料制备高纯二氧化碲的方法，其特征在于：将二氧化碲粉于氢气气氛下进行还原反应获得金属碲A时，所述氢气气氛的流量为2L～20L/min，还原反应的温度为600～650℃，还原反应的时间为7～9...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵科湘，陈飞，
申请(专利权)人：株洲科能新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：