Metallprofil und Eigenschaften von Tellur

Tellur ist ein schweres und seltenes Nebenmetall, das in Stahllegierungen und als lichtempfindlicher Halbleiter in der Solarzellentechnologie verwendet wird.

Eigenschaften

• Atomsymbol: Te
• Ordnungszahl: 52
• Element Kategorie: Metalloid
• Dichte: 6. 24 g / cm ³
• Schmelzpunkt: 841. 12 ° F (449,51 ° C)
• Siedepunkt: 1810 ° F (988 ° C)
• Mohs-Härte: 2, 25

Eigenschaften

Tellur ist eigentlich ein Metalloid. Metalloide oder Halbmetalle sind Elemente, die sowohl Eigenschaften von Metallen als auch von Nichtmetallen besitzen.

Reines Tellur ist silberfarben, spröde und leicht giftig. Verschlucken kann zu Schläfrigkeit sowie zu Problemen des Verdauungstraktes und des zentralen Nervensystems führen. Tellurvergiftung wird durch den starken knoblauchartigen Geruch identifiziert, den sie bei Opfern verursacht.

Das Metalloid ist ein Halbleiter, der eine größere Leitfähigkeit zeigt, wenn er Licht ausgesetzt wird und abhängig von seiner atomaren Ausrichtung.

Natürlich vorkommendes Tellur ist seltener als Gold und in der Erdkruste so schwer zu finden wie jedes Metall der Platingruppe (PGM), aber aufgrund seiner Existenz in extrahierbaren Kupfererzkörpern und seiner begrenzten Anzahl von Endanwendungen ist der Tellurpreis ist viel niedriger als jedes Edelmetall.

Tellur reagiert nicht mit Luft oder Wasser und ist in geschmolzener Form korrosiv gegenüber Kupfer, Eisen und rostfreiem Stahl

Geschichte

Franz-Joseph Müller ist sich dessen nicht bewusst, obwohl er sich seiner Entdeckung nicht bewusst ist. von Reichenstein untersuchte und beschrieb Tellur, das er ursprünglich für Antimon hielt, während er 1782 Goldproben aus Siebenbürgen studierte.

Zwanzig Jahre später isolierte der deutsche Chemiker Martin Heinrich Klaproth Tellurium und nannte es tellus , lateinisch für 'Erde'.

Die Fähigkeit von Tellur, Verbindungen mit Gold zu bilden - eine Eigenschaft, die für das Metalloid einzigartig ist - führte zu seiner Rolle im Goldrausch von Westaustralien im 19. Jahrhundert.

Calaverit, eine Verbindung von Tellur und Gold, wurde zu Beginn des Ansturms für einige Jahre als wertloses "Narren-Gold" identifiziert, was zu seiner Entsorgung und Verwendung bei der Befüllung von Schlaglöchern führte.

Nachdem man erkannt hatte, dass Gold in der Tat aus dem Komplex gewonnen werden konnte, grub man Goldsucher buchstäblich die Straßen in Kalgoorlie aus, um den entsorgten Calaverit zu erhalten.

Columbia, Colorado, wurde 1887 nach der Entdeckung von Gold in Erzen in Telluride umbenannt. Ironischerweise waren die Golderze kein Calaverit oder irgendeine andere tellurhaltige Verbindung.

Kommerzielle Anwendungen für Tellur wurden jedoch fast ein weiteres Jahrhundert lang nicht entwickelt.

Während der 1960er Jahre wurde Wismut-Tellurid, eine thermoelektrische, halbleitende Verbindung, in Kühlaggregaten eingesetzt. Und ungefähr zur gleichen Zeit begann Tellur auch als metallurgisches Additiv in Stählen und Metalllegierungen eingesetzt zu werden.

Die Erforschung von Cadmium-Tellurid (CdTe) -Photovoltaikzellen (PVC), die bis in die 1950er Jahre zurückreicht, begann in den 1990er Jahren kommerziell voranzukommen. Die zunehmende Nachfrage nach Elementen, die sich nach 2000 aus Investitionen in alternative Energietechnologien ergibt, hat zu Bedenken hinsichtlich der begrenzten Verfügbarkeit des Elements geführt.

Produktion

Anodenschlamm, der bei der elektrolytischen Kupferveredelung anfällt, ist die Hauptquelle von Tellur, das nur als Nebenprodukt von Kupfer und unedlen Metallen anfällt.

Andere Quellen können Rauchgase und Gase sein, die bei der Blei-, Wismut-, Gold-, Nickel- und Platinverhüttung entstehen.

Solche Anodenschlämme, die sowohl Selenide (eine Hauptquelle für Selen) als auch Telluride enthalten, haben oft einen Tellurgehalt von mehr als 5% und können mit Natriumcarbonat bei 932 ° F (500 ° C) geröstet werden. Tellur zu Natriumtellurit.

Unter Verwendung von Wasser werden Tellurite dann aus dem verbleibenden Material herausgelöst und in Tellurdioxid umgewandelt (TeO ₂ ).

Tellurdioxid wird als Metall reduziert, indem das Oxid mit Schwefeldioxid in Schwefelsäure umgesetzt wird. Das Metall kann dann unter Verwendung von Elektrolyse gereinigt werden.

Zuverlässige Statistiken über die Tellurproduktion sind schwierig zu erstellen, aber die weltweite Raffinerieproduktion wird auf jährlich 600 Tonnen geschätzt.

Zu ​​den größten Produzentenländern gehören die USA, Japan und Russland.

Peru war bis zur Schließung der La Oroya-Mine und der metallurgischen Anlage 2009 ein großer Tellurproduzent.

Zu ​​den wichtigsten Tellur-Raffinerien zählen:

• Asarco (USA)
• Uralectromed (Russland)
• Umicore ( Belgien)
• 5N Plus (Kanada)

Das Recycling von Tellur ist aufgrund seiner Verwendung in dissipativen Anwendungen (dh solchen, die nicht effektiv oder wirtschaftlich gesammelt und verarbeitet werden können) immer noch sehr begrenzt.

Anwendungen

Der Hauptanwendungszweck für Tellur, der die Hälfte aller jährlich produzierten Tellurprodukte ausmacht, liegt in Stahl- und Eisenlegierungen, wo er die maschinelle Bearbeitbarkeit erhöht.

Tellur, das die elektrische Leitfähigkeit nicht verringert, ist für den gleichen Zweck mit Kupfer legiert und mit Blei zur Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit.

In chemischen Anwendungen wird Tellur als Vulkanisationsmittel und Beschleuniger in der Kautschukproduktion sowie als Katalysator in der Synthesefaserherstellung und Ölraffination eingesetzt.

Wie bereits erwähnt, haben die halbleitenden und lichtempfindlichen Eigenschaften von Tellur auch zu seiner Verwendung in CdTe-Solarzellen geführt. Das hochreine Tellur enthält aber auch eine Reihe anderer elektronischer Anwendungen, darunter:

• Thermische Bildgebung (Quecksilber-Cadmium-Tellurid)
• Phasenwechsel-Speicherchips
• Infrarotsensoren
• Thermoelektrische Kühlgeräte
• Wärmesuchende Raketen

Andere Tellur-Anwendungen sind ua:

• Sprengkapseln
• Glas- und Keramikpigmente (bei denen Blau- und Brauntöne hinzugefügt werden)
• Wiederbeschreibbare DVDs, CDs und Blu-ray-Discs ( Tellursuboxid)