中和渣中碲的提取及电解制备高纯碲研究
随着世界能源的日益短缺，太阳能作为一种清洁无污染的可再生能源越来越受到人们的重视。高纯碲作为太阳能电池热门材料碲化镉的原料，需求量也越来越大。本文以铜阳极泥回收铂钯中的中和渣为原料，研究了从中回收碲，并且以回收的粗碲为原料用电解的方法制备高纯碲，采用循环伏安法和稳态阴极极化曲线研究了电解过程电化学行为。
中和渣含有大量的铜、锌、钠，烘干后中和渣中含碲11.24％。用硫酸浸出中和渣，考察了硫酸用量、硫酸浓度、反应温度、反应时间对碲浸出率的影响。确定适宜的条件是硫酸浓度53.9 g·L-1，硫酸用量为理论用量的1.5倍，反应温度30℃，反应时间30min，碲浸出率和铜浸出率达到100％。
在盐酸作为催化剂的条件下，用二氧化硫还原浸出液，考察了盐酸浓度、反应温度、反应时间和通气方式对碲还原率的影响。适宜的条件是盐酸浓度3.2 mol·L-1，反应温度75℃，反应时间2h，间歇通气30min，获得了纯度为98.27％的粗碲粉，为针状的单质碲。
双氧水氧化粗碲粉除杂时，考察了双氧水与碲物质的量的比、硫酸与碲物质的量的比和反应温度对碲氧化率及碲损失率的影响。在双氧水与碲物质的量的比5.72∶1，硫酸与碲物质的量的比0.47∶1，反应温度50℃时，碲的氧化率可以达到95％。
将二氧化碲用盐酸溶解后再用二氧化硫还原，可以得到99.9％的碲粉，碲粉再用双氧水氧化后，用氢氧化钠溶解制得电解液亚碲酸钠。电解亚碲酸钠制备高纯碲，考察了碲的浓度、氢氧化钠的浓度、电解温度、电解液的循环速度和电流密度对碲的纯度和电流效率的影响。适宜实验条件是碲的浓度150 g·L-1，氢氧化钠的浓度100 g·L-1，电解温度45℃，电解液的循环速度1mL·min-1，电流密度50A·m-2。电解的碲的纯度可以达到99.99％，长周期电解实验表明，碲的纯度可以达到99.99％，电流效率为98.14％，TeO32-的氧化率为11.42％。
利用稳态阴极极化曲线法和循环伏安曲线法研究TeO32-还原的电化学行为，实验结果TeO32-还原反应的表观传递系数α为0.195，交换电流密度io为8.08×10-4A·cm2，该反应的活化能44 KJ·mol-1，TeO32-还原过程为电化学反应控制。同时TeO32-的循环伏安曲线表明反应中所涉及的电化学反应为准可逆过程，且随着扫描次数的增加，峰电流随着增加，峰所对应的电极电势向着电化学极化增大的方向移动。TeO32-还原的电化学谱表明，TeO32-是催化反应的电荷传递反应。
中和渣;硫酸浸出;双氧水氧化;电解工芁;高纯碲;电化学行为
中南大学
硕士
冶金工程
郑雅杰
2012
中文
TM242
68
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）