【分享】碲化氢、镉、铋、碲、硒 、介绍

镉
cadmium
　　元素符号Cd，银白带蓝色光泽的金属，在元素周期表中属ⅡB族，原子序数48，原子量112.41,六方棱锥晶体，常见化合价为+2。
　　1817年,德国人施特罗迈尔(F.Stromeyer)从碳酸锌中发现一种新元素,与此同时赫尔曼(K.S.L.Hermann)和罗洛夫(J.C.H.Roloff)也从氧化锌中发现了镉。根据拉丁文cadmia（菱锌矿）命名为cadmium。
　　镉的主要矿物有硫镉矿(CdS),赋存于锌矿、铅锌矿和铜铅锌矿石中。镉的世界储量估计为 900万吨。镉在浮选时大部分进入锌精矿，在焙烧过程中富集于烟尘中。在湿法冶金炼锌厂的硫酸锌溶液净化过程中产出的铜镉渣（含镉4～20％）,火法冶金炼锌厂的粗锌精馏过程中产出的镉灰（含镉10～30％）和某些铜、铅冶炼厂的富镉尘均可提取镉。由于镉污染环境，铅锌冶炼厂必须从排放物中回收镉。镍镉和铁镉蓄电池的极板等各种工业废料也是提取镉的二次原料。
　　性质和用途
　　镉在湿空气中缓慢氧化并失去光泽。加热时生成棕色的氧化层。镉蒸气燃烧产生棕色的烟雾。镉不溶于碱液，与硫酸、盐酸和硝酸作用生成相应的镉盐。镉对盐水和碱液有良好的抗蚀性能，可以用作钢构件的电镀防蚀层，但因镉的毒性较大，此项用途有减缩的趋势。镍-镉和银-镉电池的体积小、电能容量大，因而镉在电池制造中用量日增。镉是制造钎焊合金和易熔合金的主要成分之一。因为镉的热中子吸收截面较大（2450靶恩），含银80％、铟15％和镉 5％的合金可用作原子反应堆的控制棒。在铜中加入 0.05～1.3％的镉，可改进铜的机械性能，尤其是冷加工性能，对电导率则影响不大。镉的化合物曾经广泛用于制造颜料、塑料稳定剂、荧光粉。硫化镉 (CdS)、硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)具有较强的光电效应，用于制造光电池。


产量和价格 1852年德国生产镉约 100公斤，1918年产量已超过 100吨。此后，美国成为镉的主要生产国，1930年年产超过1000吨，1940年接近3000吨，占当时世界产量的70％。1977年世界镉产量为 19793吨。镉与锌的产量比约为4:1000。年产镉超过千吨的国家还有苏联、加拿大、日本、澳大利亚、墨西哥、联邦德国等。中国镉的年产量接近1000吨。1976～1979年世界市场金属镉（纯度99.9％）的价格为6.6美元／公斤,纯度99.999％金属镉的价格为22美元／公斤。
　　镉的提取方法 分为从铜镉渣中提隔的湿法和从富镉尘中提镉的联合法。
　　湿法提镉 为中国多数工厂所采用，主要包括：铜镉渣浸出(见浸取)、置换沉淀海绵镉、海绵镉溶解、镉液净化、电解沉积和熔化铸锭等工序，流程见图：


铜镉渣主要含有锌、镉、铜等金属及其氧化物，还含有少量的砷、锑、铁、钴、镍、铊等。用15克/升的硫酸溶液在 80～90℃浸出，当酸含量降至4～5克/升时加MnO2，使镉、铁氧化，加石灰水[Ca(OH)2]中和除铁、砷和锑。此时,浸出液成分为Cd＞10克/升、Fe＜1克/升、Cu0.05克/升，pH＝5.2～5.4。浸出液调整pH为3～4后，加入锌粉(为理论量的1.2～1.3倍)置换，得海绵镉。硫酸锌滤液 (含Cd＜50毫克/升)返回锌系统。海绵镉经自然氧化后,用含40～70克/升H2SO4的溶液浸出。用KMnO4氧化并加石灰水中和水解,以进一步除铁。过滤后的滤液用新鲜海绵镉置换除铜。电解滤液得电积镉（见水溶液电解）。镉电积的操作与锌电积相似,但由于镉易长成树枝状结晶,所以用低电流密度(65～100安/米2)电解。电流效率80～90％,槽压2.4～2.5伏。电解液成分(克/升)：Cd60～150、Zn30～40、H2SO4100～160，温度25～30℃，为了改善镉在阴极析出状态，可添加动物胶。电镉在熔融烧碱覆盖下熔化并脱锌，制成镉锭、镉棒和镉粒等形状。含杂质较多的树枝状镉，可用真空蒸馏法单独处理。
　　由于浸出和置换过程中能产生剧毒的砷化氢(AsH3)，其他过程中也产生含镉的有害气体，所以应有良好的通风排气等安全措施。
　　联合法提镉 是中国火法炼锌厂和铜铅冶炼厂采用的方法。镉尘先经焙烧脱去砷、锑等杂质，得到浸出性能良好的焙砂，再用稀硫酸浸出。浸出液经氧化水解脱去铁、砷,有时还加碳酸锶(SrCO3)脱铅。净化后的含镉溶液用锌粉置换得到海绵镉,加压成团,在铸铁锅中于熔融烧碱保护下，铸成粗镉锭。将粗镉加入精馏塔内精馏提纯，杂质从塔的下部渣锅中排出；精镉由塔顶镉蒸气冷凝产出,纯度在99.99％以上。镉的回收率可达99.7％。
　　镉害防护 被镉污染的空气比被镉污染的食物对人体的危害更严重。冶金车间工作环境空气中含金属镉和可溶性镉尘的极限值规定为200微克/米3，氧化镉烟雾的极限值为100微克/米3。含镉大于0.5ppm的废水不许排放。

铋 (bismuth)


化 学 元 素 。 化 学 符 号 B i ， 原 子 序 数 8 3 ， 原 子 量208.98037，属周期系ⅤA 族 。古希腊和罗马就使用金属铋，用作盒和箱的底座。但直到1556年德意志G.阿格里科拉才在《 论金属 》 一书中提出了锑 和铋是 两 种独立 金属的 见解。1753 年英国 C.若弗鲁瓦和 T. 伯格曼确认铋是一种化学元素，定名为bismuth。铋在地壳中的含量为2×10-5％ ，自然界中铋以单质和化合物两种状态存在，主要矿物有辉铋矿(Bi2S3)、泡铋矿（ Bi2O3） 、菱铋矿（nBi2O3·mCO2·H2O）、铜铋矿（3Cu2S·4Bi2S3）、方铅铋矿（2PbS·Bi2S）。

铋是银白色金属 ，性脆，熔点271.3℃ ，沸点 1560℃，密度9.8 克／厘米3 ， 导电和导热性都较差 。铋在凝固时体积增大，膨胀率为 3.3％ 。室温下，铋不与氧气或水反应 ，加热到熔点以上时能燃烧生成三氧化二铋，铋在红热时也可与硫、卤素化合。铋不溶于非氧化性的酸（如盐酸），但能溶于硫酸和硝酸。铋的氧化态为－3、＋3、＋5，其中＋5价化合物NaBiO5（铋酸钠）是强氧化剂，在分析化学中用于检测Mn。铋的硒化物和碲化物具有半导体性质。

金属铋用碳还原三氧化二铋制得，可用火法精炼和电解精炼制得高纯铋。铋主要用于制造易熔合金，熔点范围是47～262℃，最常用的是铋同铅、锡 、锑 、铟等金属组成的合金，用于消防装置、自动喷水器、锅炉的安全塞，铋合金具有凝固时不收缩的特性，用于铸造印刷铅字和高精度铸型。碳酸氧铋和硝酸氧铋用于治疗皮肤损伤和肠胃病。

元素描述：

第一电离能7.289电子伏特。密度9.8克/厘米3。熔点271.4℃，沸点1560±5℃。银白色或微红色而由金属光泽的晶体。化合价+1、+3和+5。常温时，在空气中稳定；赤热时，即燃烧，发出淡蓝色的火焰，生成三氧化二铋。加热时能与溴、碘化合；铋粉在氯气内着火。溶于王水和浓硝酸。不溶于非氧化性酸；即使浓硫酸和浓盐酸，也只是在共热时才稍有反应。不溶于水。

元素来源：

铋在自然界中以游离金属和矿物的形式存在。矿物有辉铋矿、铋华等。由矿物经煅烧后成三氧化二铋，再与碳共热还原而获得。

元素用途：

主要用于制造低熔点合金（熔点在45℃以上，100℃以下），在消防和电气工业上，用作自动灭火系统和电器保险丝、焊锡。

元素辅助资料：

铋在地壳中含量是不大的，但是它在自然界中有单质状态存在。铋在自然界中有硫化物的辉铋矿（Bi2S3）和氧化物氧化铋（Bi2O3），或称铋黄土，是由辉铋矿和其他含铋的硫化物氧化后形成的。由于铋的熔点低，因此用炭等可以将它从它的天然矿石中还原出来。所以铋早被古代人们取得，但由于铋性脆而硬，缺乏延展性，因而古代人们得到它后，没有找到它的应用，只是把它留在合金中。

铋是由阿格里科拉首先明确它是一种金属的。铋的拉丁名称bismuthum和元素符号来自德文weisse masse(白色物质)，但是金属铋并非银白色，而是粉红色。

由于铋的熔点低（271℃），很早就被用来制作易熔合金。含铋的易熔合金被广泛应用于防火、防电设备以及一些蒸汽锅炉的安全塞上，一旦发生火灾时，一些水管的活塞会“自动”熔化，喷出水来。

碲
tellurium
　　元素符号Te，半金属，在元素周期表中属ⅥA族,原子序数52，原子量127.60。碲有两种同素异形体，一种属六方晶系，原子排列呈螺旋形，具有银白色金属光泽；另一种为无定形，黑色粉末。常见化合价为+4、+6和-2。
　　1782年德国矿物学家米勒·冯·赖兴施泰因 (F.J.Müller von Reichenstein)在研究德国金矿石时，得到一种未知物质。1798年德国人克拉普罗特(M.H.Klaproth)证实了此发现,并测定了这一物质的特性,按拉丁文Tel-lus（地球）命名为tellurium。
　　碲是一种稀散元素，除在中欧和玻利维亚等地曾发现少量单质碲外，主要是和黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等共生,含量仅0.001～0.1％。碲矿物有碲金矿（AuTe2）、辉碲铋矿(Bi2TeS2)和碲铜矿等，都很稀少,无工业开采价值。碲主要是从电解精炼铜和铅的阳极泥及处理金、银矿时回收。
　　性质和用途 碲的化学性质和硒相似。碲在空气或氧中燃烧生成两性的二氧化碲，并发出蓝色火焰。同卤素发生强烈作用，生成碲的卤化物。和硒相反，在高温下碲几乎不同氢发生作用（见图）。


碲在冶金工业中的用量约占碲的总消费量的80％以上。加入少量碲，可以改善低碳钢、不锈钢和铜的切削加工性能（见易切削钢）。在白口铸铁中，碲用作碳化物稳定剂，使表面坚固耐磨。在铅中添加碲，可提高材料的抗蚀性能，用作海底电缆的护套；也能增加铅的硬度，用来制作电池极板和印刷铅字。碲可用作石油裂解催化剂的添加剂以及制取乙二醇的催化剂。氧化碲用作玻璃的着色剂。
　　高纯碲可用作温差电材料的合金组分，其中碲化铋是良好的致冷材料。化合物半导体As32Te48Si20是制作电子计算机存贮器的材料。超纯碲单晶是一种新型的红外材料。高纯碲用量虽少，作用颇大。
　　产量和价格 美国、加拿大、日本、秘鲁和斐济等国1979年产金属碲约290吨，大约消费280吨。苏联也是碲的重要生产国。中国辽宁、 湖南、 广东、台湾等地有工业规模的碲生产。1979年工业纯碲的价格为44.1～50.7美元／公斤。
　　阳极泥提取碲 铜电解精炼所得的阳极泥是碲的主要来源，处理阳极泥的主要方法是硫酸化焙烧法，其他方法如苏打烧结法等应用较少。根据阳极泥中碲含量的高低,采用不同的处理方法:① 对含碲高的阳极泥（3％左右）;干燥后在250℃下进行硫酸化焙烧,然后在700℃使二氧化硒挥发，碲留在焙烧渣中。焙烧渣先用水浸出硫酸铜，再用NaOH碱液浸出，得到亚碲酸钠溶液。浸出液用硫酸中和，生成粗氧化碲沉淀。沉淀物必须进行净化，过程一般是一次或两次重复沉淀氧化物（先溶于碱中，再用酸中和）。将净化后的氧化碲溶解于NaOH溶液中，保持溶液中碲为100克／升、NaOH160克／升，然后进行水溶液电解，可得含碲为98～99％的碲。②含碲低的铜阳极泥和铅电解阳极泥混合处理时，可进行还原熔炼。控制还原温度和炉内气氛，使碲和铋进入贵铅，再把贵铅送入分银炉进行氧化吹炼，生成含铋15～30％的铋渣。然后以碳酸钠和铁屑为熔剂在1000～1200℃高温下处理铋渣，可生成粗铋，并产出含碲5～9％的苏打渣。将苏打渣破碎、水浸，浸出液用硫酸中和，生成粗氧化碲；用NaOH溶液溶解，并用Na2S除去杂质铅，电解得纯度为98％的工业碲。
　　高纯碲制取 采用电解法。以工业碲为阳极，外表面用聚氯乙烯微孔塑料作隔膜,用不锈钢板作阴极,电解液为亚碲酸钠(Na2TeO3)溶液,保持TeO2浓度为168～183克/升，电解温度为45℃,电流密度为200安/米2,在阴极上可获得纯度为99.995％的碲。以电解碲为原料,在460～500℃、10-3～10-4 托真空下精馏提纯，可得99.999％的高纯碲。采用氢气氛水平区域熔炼法，利用H2与硒发生作用而几乎不与碲反应的原理,进一步除去杂质硒,获得纯度为99.9999％碲。最后，可用拉晶法提纯,纯度可高于99.9999％。

硒
seleniun
　　元素符号Se，半金属，在元素周期表中属ⅥA族,原子序数34，原子量78.96,常见化合价为+4、+6和-2。硒的性质和硫相似，但金属性比硫强。
　　硒于1817年由瑞典化学家贝采利乌斯 (J．J．Ber-zelius)发现,按希腊文Selene（月神）命名为selenium。
　　硒是一种稀散元素，硒矿物多半是铜、铅、银、汞、铋等的硒化物。硒铜矿(Cu2Se)、硒铜银矿[(CuAg)2Se]、硒银铅矿[(Ag2Pb)Se]、辉汞矿[Hg(SeS)]等，均很稀少，工业开采价值不大。提取硒的主要原料是电解精炼铜时所得的阳极泥（含硒3～14％，碲 0.3～3.0％）。硒主要是从铜阳极泥中回收，也可以从汞矿冶炼过程中富集回收或从硫酸厂残泥中提取。
　　性质和用途 硒最显著的特性是在光照下的导电性能比在黑暗中的导电性能成千倍地增加。硒的禁带宽度1.79±0.01电子伏。硒有多种同素异形体，其性能见表。



硒在空气中加热燃烧，生成二氧化硒；在一定温度下（灰硒约为71℃）可被水氧化。硒溶解于强碱溶液中形成硒化物，但也形成硒酸盐和亚硒酸盐。
　　工业纯硒主要用于玻璃、颜料和冶金等工业，用量约占总消费量的55％。硒用于玻璃的着色或脱色，信号用的高质量透镜玻璃含硒 2％。加入硒的平板玻璃用作太阳能的热传输板和激光器窗口红外过滤器。硒可以改善碳素钢、不锈钢和铜的切削加工性能。占消费量约30％的硒以纯硒形式（99.999％）用于制造低压整流器、光电池、热电材料以及各种复印、复写机的光接受器。其余15％的硒以硒化物形式用作有机合成氧化剂、催化剂、动物饲料微量添加剂（0.1ppm）。硒加入橡胶中可增强耐磨性。硒及硒化物加入润滑脂中，可用于超高压润滑。硒对重金属中毒有解毒作用。中国用硒酸钠治疗“克山病”。
　　1979年世界硒产量估计为1500吨，其中加拿大和美国625吨，日本和澳大利亚500吨，欧洲285吨,南美和非洲90吨。此外还从电子工业废料中回收硒55吨。70年代末以来硒的价格下降。1979年欧洲市场工业纯硒的平均价格为24.7美元／公斤。
　　阳极泥炼硒 工业上硒一般是从铜电解精炼的阳极泥中提取。硒在阳极泥中的主要存在形式是Cu2Se、Ag2Se等，含量3～14％。目前广泛采用硫酸化焙烧法,此法的主要优点是:硒的回收率高(>93％)；适用于处理多种原料。
　　硫酸化焙烧法回收硒的生产流程是：首先将阳极泥在140℃脱水，然后与浓硫酸混合,加入回转窑内进行硫酸化焙烧,在250℃时发生下列反应:Cu2Se＋6H2SO4─→2CuSO4＋SeO2＋4SO2＋6H2O,当温度提高到700～750℃时，二氧化硒(SeO2)挥发(SeO2315℃升华)，二氧化碲因挥发性较差，与硫酸盐一道留在焙烧渣中。从焙烧炉出来的含二氧化硒的烟气进入吸收塔，SeO2被水吸收形成亚硒酸(H2SeO3)，并被烟气中的二氧化硫(SO2)还原成单质硒:H2SeO3＋2SO2＋H2O─→Se＋2H2SO4,沉淀物经过过滤、洗涤和干燥，得到98～99％的粗灰硒。吸收液中尚含有占原料含硒量3～10％的硒，可采用铜置换法从中获得Cu2Se沉淀，再返回硫酸化焙烧工序处理,或用SO2还原法从中直接沉淀出粗硒。
　　此外还有苏打焙烧法回收硒。
　　高纯硒的制取 硒的提纯方法有蒸馏法和氧化－还原沉淀法，后者广泛应用于制备纯度大于99.992％的纯硒。其方法是首先向熔融粗硒通氧气氧化，使硒成SeO2挥发并进入吸收罐，与其中的离子交换水生成亚硒酸溶液，然后通入SO2，从溶液中沉淀出纯硒。
　　为制取纯度超过99.999％的高纯硒，可采用真空蒸馏法、离子交换法、硒化物热分解及二氧化硒气相氨还原法等。

学习了，谢谢

了解，LZ不过什么目的呢

学习了，辛苦楼主了。

了解了，感谢分享

碲化氢TeH2 这个没接触过，其他还行