Il tellurio è un metallo minore pesante e raro che viene utilizzato nelle leghe di acciaio e come semiconduttore sensibile alla luce nella tecnologia delle celle solari.
Proprietà
- Simbolo atomico: Te
- Numero atomico: 52
- Elemento Categoria: Metalloid
- Densità: 6,24 g / cm 3
- Punto di fusione: 841.12 ° F (449.51 ° C)
- Punto di ebollizione: 1810 ° F (988 ° C)
- Durezza di Moh: 2,25
caratteristiche
Il tellurio è in realtà un metalloide . Metalloidi, o semi-metalli, sono elementi che possiedono entrambe le proprietà di metalli e non metalli.
Il tellurio puro è di colore argento, fragile e leggermente tossico. L'ingestione può provocare sonnolenza, disturbi digestivi e problemi al sistema nervoso centrale. L'avvelenamento tellurio è identificato dal potente odore simile all'aglio che provoca nelle vittime.
Il metalloide è un semiconduttore che mostra una maggiore conduttività quando esposto alla luce e in base al suo allineamento atomico.
Il tellurio presente in natura è più raro dell'oro e difficile da trovare nella crosta terrestre come qualsiasi platino metallico (PGM), ma a causa della sua esistenza all'interno di corpi estraibili di rame e il suo numero limitato di usi finali, il prezzo del tellurio è molto più basso di qualsiasi metallo prezioso.
Il tellurio non reagisce con l'aria o l'acqua e, in forma fusa, è corrosivo per il rame, il ferro e l'acciaio inossidabile
Storia
Sebbene ignaro della sua scoperta, Franz-Joseph Mueller von Reichenstein studiò e descrisse il tellurio, che inizialmente credeva fosse antimonio , mentre studiava campioni d'oro dalla Transilvania nel 1782.
Venti anni dopo, il chimico tedesco Martin Heinrich Klaproth isolò il tellurio, chiamandolo tellus , latino per "terra".
La capacità del tellurio di formare composti con l'oro - una proprietà che è unica per il metalloide - ha portato al suo ruolo nella corsa all'oro del 19 ° secolo in Australia occidentale.
La calaverite, un composto di tellurio e oro, è stata erroneamente identificata come "oro da pazzo" senza valore per un certo numero di anni all'inizio del rush, portando al suo smaltimento e utilizzo nel riempimento delle buche.
Una volta capito che l'oro poteva - in realtà, abbastanza facilmente - essere estratto dal complesso, i cercatori stavano letteralmente scavando le strade di Kalgoorlie per sbarazzarsi del calaverite.
Columbia, Colorado ha cambiato il suo nome in Telluride nel 1887 dopo la scoperta dell'oro nei minerali della zona. Ironia della sorte, i minerali d'oro non erano calaverite o qualsiasi altro composto contenente tellurio.
Le applicazioni commerciali per il tellurio, tuttavia, non furono sviluppate per quasi un altro intero secolo.
Durante gli anni '60 il bismuto- telluride, un composto termoelettrico e semiconduttivo, cominciò ad essere usato nelle unità di refrigerazione. E, all'incirca nello stesso periodo, anche il tellurio cominciò ad essere usato come additivo metallurgico negli acciai e nelle leghe metalliche.
La ricerca sulle celle fotovoltaiche di cadmio-tellururo (CdTe) (PVC), che risale agli anni '50, ha iniziato a fare progressi commerciali negli anni '90. L'aumento della domanda di elementi, derivante dagli investimenti in tecnologie energetiche alternative dopo il 2000, ha suscitato preoccupazione per la limitata disponibilità dell'elemento.
Produzione
Il fango anodico, raccolto durante la raffinazione elettrolitica del rame, è la principale fonte di tellurio, che viene prodotto solo come sottoprodotto di rame e metalli di base .
Altre fonti possono includere polveri e gas prodotti durante la fusione di piombo , bismuto, oro, nichel e platino .
Tali fanghi anodici, che contengono sia seleniuri (una delle principali fonti di selenio) che tellururi, hanno spesso un contenuto di tellurio superiore al 5% e possono essere tostati con carbonato di sodio a 500 ° C per convertire il tellururo in sodio tellurite.
Usando acqua, i telluriti vengono quindi lisciviati dal materiale rimanente e convertiti in diossido di tellurio (TeO 2 ).
Il diossido di tellurio viene ridotto come un metallo facendo reagire l'ossido con biossido di zolfo in acido solforico. Il metallo può quindi essere purificato utilizzando l'elettrolisi.
Le statistiche affidabili sulla produzione di tellurio sono difficili da trovare, ma la produzione globale di raffineria è stimata in un'area di 600 tonnellate metriche all'anno.
I maggiori paesi produttori includono Stati Uniti, Giappone e Russia.
Il Perù è stato un grande produttore di tellurio fino alla chiusura della miniera La Oroya e della struttura metallurgica nel 2009.
I raffinatori principali del tellurio includono:
- Asarco (USA)
- Uralectromed (Russia)
- Umicore (Belgio)
- 5N Plus (Canada)
Il riciclaggio del tellurio è ancora molto limitato a causa del suo uso in applicazioni dissipative (cioè quelle che non possono essere raccolte o elaborate in modo efficace o economico).
applicazioni
L'uso finale principale per il tellurio, che rappresenta la metà di tutto il tellurio prodotto annualmente, è in acciaio e leghe di ferro dove aumenta la lavorabilità.
Il tellurio, che non riduce la conduttività elettrica , è anche in lega con rame per lo stesso scopo e con conseguente miglioramento della resistenza alla fatica.
Nelle applicazioni chimiche, il tellurio viene utilizzato come agente vulcanizzante e acceleratore nella produzione di gomma, nonché come catalizzatore nella produzione di fibre sintetiche e nella raffinazione del petrolio.
Come accennato, le proprietà semiconduttive e fotosensibili del tellurio hanno anche portato al suo utilizzo nelle celle solari CdTe. Ma il tellurio di elevata purezza ha anche una serie di altre applicazioni elettroniche, tra cui:
- Imaging termico (mercurio-cadmio-tellururo)
- Chip di memoria a cambiamento di fase
- Sensori a infrarossi
- Dispositivi di raffreddamento termoelettrici
- Missili a ricerca di calore
Altri usi del tellurio includono in:
- Cappucci di sabbiatura
- Pigmenti di vetro e ceramica (dove aggiunge sfumature di blu e marrone)
- DVD riscrivibili, CD e dischi Blu-ray (tellurio suboxide)