Селен и теллур, физические и химические свойства, важнейшие соединения, сырьевые источники.

Ф из-хим. свойства. Se и Te - серые, с металлическим блеском хрупкие неметаллы. Плотность которых 4,81 и 6,25 г/см³ соответственно. Температуры плавления 221°С и 449,8°C. Оба элемента устойчивы на воздухе и нерастворимы в воде. Все соединения селена ядовиты. С химической стороны селен

и теллур в общем весьма похожи на серу. Из металлоидов они наиболее энергично взаимодействуют с фтором и хлором, а с кислородом (как и сера) соединяются лишь после предварительного нагревания. С газообразным водородом

частично реагирует при повышенных температурах только селен, тогда как теллур с ним непосредственно не соединяется.

Со многими металлами Se и Те дают при нагревании аналогичные сульфидам селениды и теллурриды (например, K₂Se, K₂Te). При действии на них разбавленных кислот образуются селено–водород (H₂Se) и теллуроводород (Н₂Те). Оба они представляют собой бесцветные газы с характерными неприятными запахами.

Применение Se: - Полупроводник, облад-ий фотоэлектрическими свойствами; - Селеновые фотоэлементы применяют в различных устройствах, например, фотоэлектрических экспонометрах.

Применение Te: - Компонент сплавов (Cu, Pb), литейного чугуна); - Краситель для стекла и керамики (коричневый цвет).

- Многие соединения теллура — полупроводниковые материалы, приемники инфракрасного излучения.

Сырьевые источники. Для селена и теллура наиболее характерно совместное нахождение с такими металлами, как Pb, Cu, Hg, Ag и Au. Однако самостоятельно минералы Se и Те встречаются крайне редко, сопутствуют сере (S). Основными источниками получения Se и Te служат отходы сернокислотного производства (пыль каналов и пылевых камер, ил промывных башен) и осадки («шламы»), образующиеся при очистке меди электролизом.

Соед-ия Se:

Селенистый водород (селеноводородная кислота) H₂Se. Бесцветный газ с отвратительным запахом. Этот газ ядовит (более ядовит, чем H₂S), действует на глаза и слизистые оболочки носа.t_пл=-66^оС, t_кип=-42^оС. При нагревании до 270^оС разлагается.

Является сильным восстановителем. Горит синим пламенем. Окисляется хлором, бромом и иодом до свободного селена. Получают разложением разбавленной соляной или серной кислотой селенидов алюминия, железа или магния.

Оксид селена (IV) SeO₂. Белые блестящие игольчатые кристаллы с полимерной молекулой (SeO₂)_n, t_пл=350^оС [1]. Это соединение имеет зеленовато-желтый цвет. Окисляет многие органические вещества, легко восстанавливается до свободного селена. Более характерны окислительные, чем восстановительные свойства. Получают при сжигании селена или селенистого водорода на воздухе или в кислороде, также обезвоживанием селенистой кислоты нагреванием.

Селенистая кислота H₂SeO₃. В чистом виде получают выпариванием водных растворов под вакуумом на холоду. t_пл=70^оС. Обладает как окислительными, так и восстановительными свойствами. Получают при растворении оксида селена (IV) в воде. Селеновая кислота H₂SeO₄. В результате концентрирования в вакууме водного раствора селеновой кислоты получают кристаллы с t_пл=62^оС, кислота довольно летуча. 96%-ная кислота представляет собой маслянистую жидкость, похожую на серную кислоту. Относится к сильным кислотам. Обладает окислительными свойствами, очень хорошо поглощает воду, обугливая органические вещества.

Соед-ия Te:

Теллуроводород TeH₂. Бесцветный газ. t_пл=-51^оС, t_кип=-2^оС, плотность равна 5,81 г/л, слабая кислота. Реагирует с кислотами-окислителями, щелочами. Очень сильный восстановитель, легко окисляется кислородом воздуха в газообразном состоянии и растворе.

Оксид теллура (IV) TeO₂. t_пл=733^оС, t_кип=1260^оС.Белый, при нагревании выше температуры плавления желтеет, малолетучий. Плохо растворяется в воде. Проявляет амфотерные свойства, реагирует с концентрированными кислотами, щелочами. Тетрахлорид теллура TeCl₄. t_пл=224^оС, t_кип=390^оС. Белый, в расплаве - желтый, в газообразном состоянии - оранжево-красный. Термически устойчивый. Реагирует с водой, щелочами, хлоридами металлов. Теллуристая кислота H₂TeO₃. Белая, не растворяется в воде. Из раствора выпадает гидрат TeO₂^.nH₂O, при старении переходит в H₂TeO₃^.H₂O. Реагирует с концентрированными кислотами, щелочами. Сильный окислитель, слабый восстановитель.

9. Извлечение селена и теллура из шламов сернокислотного и целлюлозно-бумажного производств /окислительный обжиг, сульфидное выщелачивание/. Этот вид сырья характеризуется большим разнообразием химического и фазового состава. Шламы содержат оксиды и сульфаты тяжелых цветных металлов. В сернокислотных шламах свинцово-цинковых предприятий нахо­дят селениды цинка, ртути, свинца. Шламы с повышенным содержанием мышьяка предварительно выщелачивают водой. Шламы с небольшим содержанием мышьяка сразу под­вергают окислительному обжигу или спеканию с содой. Бед­ные по содержанию селена и теллура шламы обогащают флота­цией. Из концентрата с 0,5-1,0% Se можно получить кон­центрат с 15-20% Se.

Шламы со значительным содержанием селена, теллура и их соединений перерабатывают сульфидным способом.

а) Окислительный обжиг основан на окислении Se и Te до диоксидов. В системе мокрого пылеулавливания часть селена переходит в раствор, часть - в осадок. Осадок возвращают на обжиг. Из растворов селен осаждают бисульфитом натрия в солянокислой среде: H₂Se0₃+2NaHS0₃=Se+Na₂S0₄+H₂S0₄+H₂0.

Из огарка трехкратным выщелачиванием растворами соля­ной кислоты извлекают теллур, который затем восстанавливают при 80-85°С сернистым газом.

Сульфидный способ основан на образовании растворимых полисульфоселенида H₂SSe, полисульфотеллурида Na₂STe, тиосолей типа Na₂TeS₃ при взаимодействии компонентов шла­ма с сернистым натрием в щелочной среде. Затем из раствора осаждают селен, окисляя кислородом воздуха:

2Na₂Se+0₂+2Н₂0=2Se+4NaOH;

2Na₂SSe+20₂+2Н₂0=2nSe+Na₂S₂Os+2NaOH.

Теллур при этом остается в растворе в составе Na₂TeS₃. Его осаждают, восстанавливая сульфитом натрия: Na₂TeS₃+2Na₂S0₃=Те+2Na₂S₂0₃+Na₂S.

Черновые селен, теллур, ртуть рафинируют. Технические селен и теллур содержат 2,5-4 % примесей других элементов - Hg, S, As, Си, Ni, Bi, Pb, Те, Si, Na и др Для рафинирования технических селена и теллура исполь­зуют физические и химические способы: сульфитный способ очистки селена, плавка селена с аммонийной селитрой, се­ленидный и теллуридный способы, дистилляция селена и тел­лура. Для получения полупроводниковых селена и теллура применяют кристаллофизические методы.

Молибден, физические и химические свойства, важнейшие соединения, сырьевые источники. Переработка молибденитовых концентратов /окислительный обжиг, азотнокислотное разложение/. Получение порошка молибдена.

Ф из-хим. свойства. Mo- явл-ся тугоплавким тяж-ым мет-ом светло-серого цвета. Плотность 10,2 г/см³; t_пл 2620°С; t_кип около 4800°С. Парамагнитен. Механические свойства определяются чистотой металла и предшествующей механической и термической обработкой. При комнатной температуре на воздухе Mo устойчив. Начинает окисляться при 400°C. Выше 600°C быстро окисляется до триоксида МоО₃. С галогенами Mo образует ряд соединений в разных степенях окисления. При взаимодействии порошка молибдена или МоО₃ с F₂ получают гексафторид молибдена МоF₆, бесцветную легкокипящую жидкость. Практически не растворим в конц. растворах кислот и щелочей Хорошо растворим при нагревании в царской водке. Наиболее устойчивы соединения 4 и 6-валентного молибдена (MoO₂, MoO₃).

Сырьевые источники. Содержание в земной коре 3·10^-4% по массе. В свободном виде молибден не встречается. Известно около 20 минералов молибдена. Важнейшие из них: молибденит (МоS₂), повеллит (СаМоО₄), молибдит (Fe(MoO₄)₃·nH₂O) и вульфенит (PbMoO₄). В рудах Mo сопутствуют: Sn, V, As, Cu, Bi. Эксплуатируются руды с содержанием от 0,05 до 1-2% молибдена. Основное промышленное значение имеют руды:

а) Простые кварце-молибденовые руды, сод-ие от 0,1 до 0,2% Mo;

b) Медно-молибденовые руды (сульфиды меди и железа), сод-ие 0,005% Mo и 2% Cu.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: