Το τελλούριο είναι ένα βαρύ και σπάνιο δευτερεύον μέταλλο που χρησιμοποιείται σε κράματα χάλυβα και ως ένα φωτοευαίσθητο ημιαγωγό στην τεχνολογία των ηλιακών κυψελών.
Ιδιότητες
- Ατομικό Σύμβολο: Te
- Ατομικός αριθμός: 52
- Στοιχείο Κατηγορία: Μεταλλοειδές
- Πυκνότητα: 6,24 g / cm3
- Σημείο τήξης: 841,12 ° F (449,51 ° C)
- Σημείο ζέσεως: 1810 ° F (988 ° C)
- Hardness του Moh: 2.25
Χαρακτηριστικά
Το τελλούριο είναι στην πραγματικότητα ένα μεταλλοειδές . Τα μεταλλοειδή ή τα ημι-μέταλλα είναι στοιχεία που διαθέτουν και τις δύο ιδιότητες των μετάλλων και των μη-μετάλλων.
Το καθαρό τελλούριο είναι ασημί χρώμα, εύθραυστο και ελαφρώς τοξικό. Η κατάποση μπορεί να οδηγήσει σε υπνηλία καθώς και προβλήματα στο πεπτικό σύστημα και στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Η δηλητηρίαση από το τελλούριο αναγνωρίζεται από την ισχυρή οσμή που μοιάζει με σκόρδο που προκαλεί στα θύματα.
Το μεταλλοειδές είναι ημιαγωγός που παρουσιάζει μεγαλύτερη αγωγιμότητα όταν εκτίθεται στο φως και ανάλογα με την ατομική ευθυγράμμιση του.
Το φυσικώς απαντώμενο τελλούριο είναι πιο σπάνιο από τον χρυσό και είναι δύσκολο να βρεθεί στο φλοιό της γης ως οποιοδήποτε μέταλλο της ομάδας πλατίνας (PGM), αλλά λόγω της ύπαρξής του στα εξαγόμενα χάλκινα σώματα και του περιορισμένου αριθμού των τελικών χρήσεων, το τελλουρίου είναι πολύ χαμηλότερο από οποιοδήποτε πολύτιμο μέταλλο.
Το τελλούριο δεν αντιδρά με αέρα ή νερό και, σε τετηγμένη μορφή, είναι διαβρωτικό για χαλκό, σίδηρο και ανοξείδωτο χάλυβα
Ιστορία
Αν και αγνοεί την ανακάλυψη του, ο Franz-Joseph Mueller von Reichenstein μελέτησε και περιέγραψε τελλούριο, το οποίο αρχικά πίστευε ότι ήταν αντιμόνιο , ενώ μελέτησε δείγματα χρυσού από την Τρανσυλβανία το 1782.
Είκοσι χρόνια αργότερα, ο γερμανός χημικός Martin Heinrich Klaproth απομόνωσε το τελλούριο, ονομάζοντας το tellus , τα Λατινικά ως «γη».
Η ικανότητα του Tellurium να σχηματίζει ενώσεις με χρυσό - μια ιδιότητα μοναδική για το μεταλλοειδές - οδήγησε στο ρόλο του στη χρυσή χρυσή έκρηξη του 19ου αιώνα στη Δυτική Αυστραλία.
Ο Calaverite, μια ένωση του τελλούριου και του χρυσού, αναγνωρίστηκε εσφαλμένα ως «χρυσός ανόητος» για πολλά χρόνια στην αρχή της βιασύνης, οδηγώντας στη διάθεσή του και στη χρήση του για την πλήρωση λακκούβων.
Μόλις έγινε αντιληπτό ότι ο χρυσός θα μπορούσε - στην πραγματικότητα, αρκετά εύκολα - να εξαχθεί από την ένωση, οι ερευνητές κυριολεκτικά έσκαβαν τους δρόμους στο Kalgoorlie για να πετάξουν τον καλαβερίτη.
Η Κολομβία, το Κολοράντο άλλαξε το όνομά της στο Telluride το 1887 μετά την ανακάλυψη του χρυσού στα μεταλλεύματα στην περιοχή. Κατά ειρωνικό τρόπο, τα μεταλλεύματα χρυσού δεν ήταν καλαβερίτης ή οποιαδήποτε άλλη ένωση που περιέχει τελλούριο.
Οι εμπορικές εφαρμογές για το τελλούριο, ωστόσο, δεν αναπτύχθηκαν για σχεδόν έναν άλλο αιώνα.
Κατά τη δεκαετία του 1960, το βιτσουθικό νιτρίλιο, άρχισε να χρησιμοποιείται μια θερμοηλεκτρική ημιαγώγιμη ένωση σε ψυκτικές μονάδες. Και, περίπου την ίδια στιγμή, το τελλούριο άρχισε επίσης να χρησιμοποιείται ως μεταλλουργικό πρόσθετο σε χάλυβες και κράματα μετάλλων.
Η έρευνα για τα φωτοβολταϊκά κύτταρα (PVCs) από καδμίου-τελλουριού (CdTe), η οποία χρονολογείται από τη δεκαετία του 1950, άρχισε να κάνει εμπορική πρόοδο κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1990. Η αυξανόμενη ζήτηση για τα στοιχεία που προέκυψαν από επενδύσεις σε τεχνολογίες εναλλακτικής ενέργειας μετά το 2000 οδήγησε σε ορισμένες ανησυχίες σχετικά με την περιορισμένη διαθεσιμότητα του στοιχείου.
Παραγωγή
Η ιλύς ανόδου, που συλλέγεται κατά τη διύλιση του ηλεκτρολυτικού χαλκού, είναι η κύρια πηγή τελλουρίου, η οποία παράγεται μόνο ως παραπροϊόν χαλκού και βασικών μετάλλων .
Άλλες πηγές μπορούν να περιλαμβάνουν σκόνες καπναερίων και αέρια που παράγονται κατά τη διάρκεια της τήξης μολύβδου , βισμούθου, χρυσού, νικελίου και πλατίνας .
Αυτές οι λάσπες ανόδου, οι οποίες περιέχουν τόσο σεληνίδια (κύρια πηγή σεληνίου) όσο και τελουρίδες, συχνά έχουν περιεκτικότητα σε τελλούριο μεγαλύτερη από 5% και μπορούν να ψηθούν με ανθρακικό νάτριο στους 500 ° C για να μετατραπούν το Telluride σε νάτριο τελουρίτη.
Χρησιμοποιώντας νερό, οι τελλουρίτες εκπλύνονται από το υπόλοιπο υλικό και μετατρέπονται σε διοξείδιο του τελλουρίου (TeO 2 ).
Το διοξείδιο του τελλουρίου μειώνεται ως μέταλλο με αντίδραση του οξειδίου με διοξείδιο του θείου σε θειικό οξύ. Το μέταλλο μπορεί στη συνέχεια να καθαριστεί με ηλεκτρόλυση.
Είναι δύσκολο να επιτευχθούν αξιόπιστες στατιστικές σχετικά με την παραγωγή τελλουρίου, αλλά η παγκόσμια παραγωγή διυλιστηρίων εκτιμάται ότι ανέρχεται σε 600 μετρικούς τόνους ετησίως.
Οι μεγαλύτερες χώρες παραγωγής περιλαμβάνουν τις ΗΠΑ, την Ιαπωνία και τη Ρωσία.
Το Περού ήταν ένας μεγάλος παραγωγός τελουρίου μέχρι το κλείσιμο του ορυχείου και της μεταλλουργικής εγκατάστασης του La Oroya το 2009.
Τα μεγάλα εργοστάσια ραφιναρίσματος του τελλουρίου περιλαμβάνουν:
- Asarco (ΗΠΑ)
- Uralectromed (Ρωσία)
- Umicore (Βέλγιο)
- 5N Plus (Καναδάς)
Η ανακύκλωση του τελλουρίου εξακολουθεί να είναι πολύ περιορισμένη λόγω της χρήσης του σε διασκορπιστικές εφαρμογές (δηλ. Εκείνες που δεν μπορούν να συλλεχθούν και να υποστούν επεξεργασία αποτελεσματικά ή οικονομικά).
Εφαρμογές
Η κύρια τελική χρήση για το τελλούριο, που αντιπροσωπεύει το ήμισυ του συνολικού τελλουρίου που παράγεται ετησίως, είναι ο χάλυβας και τα κράματα σιδήρου όπου αυξάνει την ικανότητα επεξεργασίας.
Το τελλούριο, το οποίο δεν μειώνει την ηλεκτρική αγωγιμότητα , είναι επίσης κραματοποιημένο με χαλκό για τον ίδιο σκοπό και οδηγεί στη βελτίωση της αντοχής στην κόπωση.
Στις χημικές εφαρμογές, το τελλούριο χρησιμοποιείται ως παράγοντας βουλκανισμού και επιταχυντής στην παραγωγή καουτσούκ, καθώς και ως καταλύτης στην παραγωγή συνθετικών ινών και διύλισης πετρελαίου.
Όπως αναφέρθηκε, οι ημιαγώγιμες και φωτοευαίσθητες ιδιότητες του τελλουρίου έχουν επίσης ως αποτέλεσμα τη χρήση του σε ηλιακά κύτταρα CdTe. Ωστόσο, το τελλούριο υψηλής καθαρότητας έχει επίσης και άλλες ηλεκτρονικές εφαρμογές, όπως:
- Θερμική απεικόνιση (υδράργυρος-κάδμιο-τελλουρίδιο)
- Τσιπ μνήμης αλλαγής φάσης
- Υπέρυθρες αισθητήρες
- Θερμοηλεκτρικές συσκευές ψύξης
- Πυραυλικοί που αναζητούν θερμότητα
Άλλες χρήσεις του τελλουρίου περιλαμβάνουν:
- Καπάκια ανατινάξεων
- Γυάλινα και κεραμικά χρώματα (όπου προστίθενται αποχρώσεις του μπλε και του καφέ)
- Επαναληψιμα DVD, CD και δίσκοι Blu-ray (υποξείδιο του τελλουρίου)