Il tellurio è un metallo minore pesante e raro che viene utilizzato in acciaio leghe e come semiconduttore fotosensibile nella tecnologia delle celle solari.
Proprietà
- Simbolo atomico: Te
- Numero atomico: 52
- Categoria elemento: metalloide
- Densità: 6,24 g/cm3
- 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. I metalloidi, o semimetalli, sono elementi che possiedono sia proprietà dei metalli che dei non metalli.
Il tellurio puro è di colore argento, fragile e leggermente tossico. L'ingestione può portare a sonnolenza, nonché problemi al tratto digestivo e al sistema nervoso centrale. L'avvelenamento da 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 naturale è più raro dell'oro e difficile da trovare nella crosta terrestre come qualsiasi altro
metallo del gruppo del platino (PGM), ma per la sua esistenza all'interno di estraibili rame giacimenti minerari 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 aria o acqua e, allo stato fuso, è corrosivo per il rame, ferro da stiro e 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.
Vent'anni dopo, il chimico tedesco Martin Heinrich Klaproth isolò il tellurio, nominandolo dicci, latino per 'terra'.
La capacità del tellurio di formare composti con l'oro - una proprietà unica del metalloide - ha portato al suo ruolo nella corsa all'oro dell'Australia occidentale del XIX secolo.
La calaverite, un composto di tellurio e oro, è stata erroneamente identificata come un "oro degli sciocchi" senza valore per un certo numero di anni all'inizio della corsa, portando al suo smaltimento e all'uso nel riempimento delle buche. Una volta compreso che l'oro poteva essere estratto dal complesso, in effetti, abbastanza facilmente, i cercatori stavano letteralmente scavando le strade di Kalgoorlie per smaltire la calaverite.
Columbia, in Colorado, cambiò 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 altri composti contenenti tellurio.
Le applicazioni commerciali per il tellurio, tuttavia, non furono sviluppate per quasi un altro intero secolo.
Durante gli anni '60 bismuto-il tellururo, un composto termoelettrico, semiconduttivo, iniziò ad essere utilizzato nelle unità di refrigerazione. E, all'incirca nello stesso periodo, il tellurio iniziò anche ad essere utilizzato come additivo metallurgico negli acciai e nei metalli leghe.
La ricerca sulle celle fotovoltaiche (PVC) al tellururo di cadmio (CdTe), che risale agli anni '50, ha iniziato a fare progressi commerciali negli anni '90. L'aumento della domanda per gli elementi, derivante dagli investimenti in tecnologie energetiche alternative dopo il 2000, ha portato a una certa preoccupazione per la disponibilità limitata dell'elemento.
Produzione
I fanghi anodici, raccolti durante la raffinazione elettrolitica del rame, sono la principale fonte di tellurio, che viene prodotto solo come sottoprodotto del rame e metalli di base. Altre fonti possono includere polveri di scarico e gas prodotti durante guida, bismuto, oro, nichel e platino fusione.
Tali fanghi anodici, che contengono sia selenuri (una delle principali fonti di selenio) che tellururi, hanno spesso un tellurio contenuto superiore al 5% e può essere arrostito con carbonato di sodio a 932 ° F (500 ° C) per convertire il tellururo in sodio tellurito.
Utilizzando l'acqua, i telluriti vengono quindi lisciviati dal materiale rimanente e convertiti in biossido di tellurio (TeO2).
Il biossido di tellurio viene ridotto come metallo facendo reagire l'ossido con l'anidride solforosa in acido solforico. Il metallo può quindi essere purificato mediante elettrolisi.
È difficile ottenere statistiche affidabili sulla produzione di tellurio, ma si stima che la produzione globale di raffineria sia nell'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 e dell'impianto metallurgico di La Oroya nel 2009.
I principali raffinatori di tellurio includono:
- Asarco (Stati Uniti)
- Urelectromed (Russia)
- Umicore (Belgio)
- 5N Plus (Canada)
Il riciclaggio del tellurio è ancora molto limitato a causa del suo utilizzo in applicazioni dissipative (cioè quelle che non possono essere raccolte e lavorate in modo efficace o economico).
Applicazioni
Il principale utilizzo finale del tellurio, che rappresenta circa la metà di tutto il tellurio prodotto annualmente, è in acciaio e leghe di ferro dove aumenta la lavorabilità.
Tellurio, che non riduce conduttività elettrica, è anche legato con rame per lo stesso scopo e con piombo per migliorare la resistenza alla fatica.
Nelle applicazioni chimiche, il tellurio viene utilizzato come agente vulcanizzante e acceleratore nella produzione della gomma, nonché come catalizzatore nella produzione di fibre sintetiche e nella raffinazione del petrolio.
Come accennato, le proprietà semiconduttive e fotosensibili del tellurio hanno portato anche al suo utilizzo nelle celle solari CdTe. Ma il tellurio ad alta purezza ha anche una serie di altre applicazioni elettroniche, tra cui:
- Termografia (mercurio-cadmio-tellururo)
- Chip di memoria a cambiamento di fase
- Sensori infrarossi
- Dispositivi di raffreddamento termoelettrici
- Missili a ricerca di calore
Altri usi del tellurio includono:
- detonatori
- Pigmenti per vetro e ceramica (dove aggiunge sfumature di blu e marrone)
- DVD, CD e dischi Blu-ray riscrivibili (subossido di tellurio)