Как рождается Te

Теллур — химический элемент 16–й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы VI группы, халькогены) 5–го периода в периодической системе, имеет атомный номер 52; относится к семейству металлоидов.

История открытия

Элемент № 52 был открыт в 1782 году горным инспектором Францем Иозефом Мюллером, исследовавшим золотоносную руду, найденную в Семигорье, в те времена территории Австро–Венгрии. Расшифровка состава руды оказалась настолько сложной, что её назвали Aurum problematicum — «золото сомнительное». Именно из этого «золота» Мюллер выделил новый металл, а за помощью в его классификации обратился к известному шведскому минералогу и химику–аналитику Бергману. Учёный скончался, не успев закончить анализ присланного вещества. За изучение элемента, открытого Мюллером, взялись другие ученые, однако лишь через 16 лет после его открытия Мартин Генрих Клапрот, один из крупнейших химиков того времени, неопровержимо доказал, что этот элемент на самом деле новый, и предложил для него название — «теллур», что означает с латыни «земля».

Теллур — редкий элемент, и значительный спрос при малом объёме добычи определяет его высокую цену (около $200–300 за кг в зависимости от чистоты).

Известно около 100 минералов теллура. Наиболее часты теллуриды меди, свинца, цинка, серебра и золота. Среди минералов теллура особое значение имеют алтаит, сильванит, калаверит, гессит, креннерит, петцит, мутманнит, монбрейит, нагиагит, тетрадимит. Встречаются кислородные соединения теллура, например, ТеО2 — теллуровая охра. Встречается самородный теллур вместе с селеном и серой.

Большая часть упомянутых минералов развита в низкотемпературных золото–серебряных месторождениях, где они обычно выделяются после основной массы сульфидов совместно с самородным золотом, сульфосолями серебра, свинца, а также с минералами висмута. Основной источник теллура — шламы электролитического рафинирования меди и свинца. Шламы подвергают обжигу, теллур остаётся в огарке, который промывают соляной кислотой. Из полученного солянокислого раствора теллур выделяют, пропуская через него сернистый газ SO2.

В недрах Таймыра

Потребление теллура в странах мира распределено следующим образом: Китай — 80–100 тонн, Россия — 10 тонн, США — 50–60 тонн. Всего в мире ежегодно потребляется около 400 тонн теллура.

Добыча теллура в Красноярском крае ведётся попутно при отработке медно–никелевых руд. Запасы теллура по категории С2 — 12 тыс. тонн, забалансовые — 308 тонн.

В металлургии теллур интересен благодаря его свойствам, передающимся другим металлам при легировании. Небольшие добавки теллура к свинцу значительно повышают его прочность и химическую стойкость, что позволяет использовать легированный теллуром свинец в кабельной и химической промышленности. Присадка теллура к меди и стали облегчает их механическую обработку.

Норильский теллур присутствует во всех типах добываемых руд, в составе комплексных минералов платины и палладия.

Технология успеха

В богатых и вкрапленных рудах рудника «Октябрьский» теллур встречается в составе минералов, относящихся к группе теллуровисмутидов — масловите, котульските, мончеите, соболевските. Минералы представлены свободными частицами мономинеральных зёрен, полифазными зёрнами, срастаниями с нерудными минералами. В богатой руде рудника «Таймырский» в срастаниях самородного золота с меренскиитом. В медистой руде рудника «Комсомольский» в виде мелких включений мончеита и висентита в сульфидах цветных металлов. В богатой руде рудника «Маяк» присутствует в виде микроскопических зёрен котульскита, связанных с халькопиритовыми рудами.

Вместе с драгоценными металлами теллур проходит весь цикл горно–металлургической переработки и концентрируется в электролитных шламах — основном сырье для получения драгоценных металлов Заполярного филиала, перерабатываемых в металлургическом цехе медного завода. Редкость металла и трудность его выделения в обособленный продукт длительное время препятствовали его производству. Однако рост потребительского спроса на высокочистый теллур к концу 80–х годов 20–го века потребовал разработки соответствующих технологий. Были разработаны технологические процессы, позволяющие получать из собственного сырья и промпродуктов теллур высокой чистоты. Технология включала выщелачивание теллуросодержащего сырья в растворе серной кислоты, цементацию теллура, повторное выщелачивание цементата теллура в едкой щёлочи, осаждение диоксида теллура из раствора, приготовление теллурового электролита и электролиз теллура и, наконец, рафинировочную плавку теллура. Эти разработки легли в основу строительства нового участка металлургического цеха медного завода, предназначенного для производства слитков теллура с чистотой 99,99%, пригодных для изготовления высокоточных полупроводниковых термоэлементов.

Несмотря на внедрённую технологию, теллур остается редким и труднодоступным металлом. Его годовое производство в Заполярном филиале составляет не более трёх тонн, тогда как выпуск драгоценных металлов в концентратах и файнштейне — более 100 тонн, катодной меди — более 350 тысяч тонн.

Товарный вид

Сплавы

Используется в производстве сплавов свинца с повышенной пластичностью и прочностью, применяемых, например, при производстве кабелей. При введении 0,05% теллура потери свинца на растворение под воздействием серной кислоты снижаются в 10 раз, и это используется при производстве свинцово–кислотных аккумуляторов. В составе сплава CZT (теллурид кадмия–цинка, CdZnTe) применяется в производстве детекторов рентгеновского и гамма–излучений. Также велика его роль в производстве полупроводниковых материалов, в частности, теллуридов свинца, висмута, сурьмы, цезия.

Электронная промышленность

Совершенно исключительное значение получили сплавы КРТ (кадмий–ртуть–теллур), которые обладают наивысшими характеристиками для обнаружения излучения от стартов ракет и наблюдения за противником из космоса через атмосферные окна (не имеет значения облачность). КРТ является одним из наиболее дорогих материалов в современной электронной промышленности.

Производство резины, стекла

В резиновой промышленности теллур как аналог серы иногда применяют для вулканизации каучуков. Также теллур используется при варке специальных марок стекла (достоинство таких стёкол — прозрачность, легкоплавкость и электропроводность). Специальные сорта теллурового стекла применяются в конструировании химической аппаратуры (реакторов). Также стёкла на основе теллура применяются в качестве активных тел оптических квантовых генераторов. Кроме того, некоторые такие стёкла являются полупроводниками, это свойство находит применение в электронике.