الملف المعدني وخصائص التيلوريوم

التيلوريوم هو معدن ثانوي نادر ونادر يستخدم فيه صلب وسبائك وأشباه الموصلات الحساسة للضوء في تكنولوجيا الخلايا الشمسية.

• الرمز الذري: Te
• الرقم الذري: 52
• فئة العنصر: ميتالويد
• الكثافة: 6.24 جم / سم³
• نقطة الانصهار: 841.12 فهرنهايت (449.51 درجة مئوية)
• درجة الغليان: 1810 فهرنهايت (988 درجة مئوية)
• صلابة محمد: 2.25

التيلوريوم هو في الواقع ميتالويد. الفلزات ، أو شبه الفلزات ، هي عناصر تمتلك خصائص الفلزات وغير الفلزات.

التيلوريوم النقي هو فضي اللون ، هش و سمي قليلاً. يمكن أن يؤدي الابتلاع إلى النعاس وكذلك مشاكل في الجهاز الهضمي والجهاز العصبي المركزي. يتم التعرف على تسمم التيلوريوم من خلال الرائحة القوية التي تشبه الثوم التي تسببها في الضحايا.

المعدن هو شبه موصل يظهر موصلية أكبر عند تعرضه للضوء ويعتمد على المحاذاة الذرية.

التيلوريوم الموجود بشكل طبيعي أكثر ندرة من الذهب ، ويصعب العثور عليه في قشرة الأرض مثل أي البلاتين مجموعة معدنية (PGM) ، ولكن بسبب وجودها داخل مستخرج نحاس أجسام خام وعدد محدود من الاستخدامات النهائية لسعر التيلوريوم أقل بكثير من أي معدن ثمين.

لا يتفاعل التيلوريوم مع الهواء أو الماء ، وفي شكل مصهور ، يتآكل النحاس ، حديد والفولاذ المقاوم للصدأ

على الرغم من عدم علمه باكتشافه ، درس فرانز جوزيف مولر فون ريشنشتاين التيلوريوم ووصفه ، والذي اعتقد في البداية أنه الأنتيمونأثناء دراسة عينات الذهب من ترانسيلفانيا عام 1782.

بعد عشرين عامًا ، عزل الكيميائي الألماني مارتن هاينريش كلابروث مادة التيلوريوم ، وسمها أخبرنا، اللاتينية لـ "الأرض".

أدت قدرة التيلوريوم على تكوين مركبات بالذهب - خاصية فريدة من نوعها للفلزات - إلى دورها في اندفاع الذهب في غرب أستراليا في القرن التاسع عشر.

تم تعريف كالافيرايت ، وهو مركب من التيلوريوم والذهب ، على أنه "ذهب أحمق" أقل قيمة لعدد من السنوات في بداية الاندفاع ، مما أدى إلى التخلص منه واستخدامه في ملء الحفر. بمجرد أن تم إدراك أنه يمكن استخراج الذهب - في الواقع ، بسهولة تامة - من المركب ، كان المنقبون يحفرون الشوارع في كالغورلي للتخلص من كالافيريت.

غيّرت كولومبيا ، كولورادو اسمها إلى تيلورايد عام 1887 بعد اكتشاف الذهب في الخامات في المنطقة. ومن المفارقات أن خامات الذهب لم تكن كالافيريت أو أي مركب آخر يحتوي على التيلوريوم.

ومع ذلك ، لم يتم تطوير التطبيقات التجارية للتيلوريوم لقرن كامل آخر تقريبًا.

خلال الستينيات البزموت- بدأ استخدام telluride ، مركب حراري شبه موصّل ، في وحدات التبريد. وفي نفس الوقت تقريبًا ، بدأ استخدام التيلوريوم أيضًا كمضافات معدنية في الفولاذ والمعادن سبائك.

بدأ البحث في الخلايا الكهروضوئية الكادميوم تيلورايد (PVC) ، التي يعود تاريخها إلى الخمسينات ، في تحقيق تقدم تجاري خلال التسعينات. أدى تزايد الطلب على العناصر ، الناتج عن الاستثمار في تكنولوجيات الطاقة البديلة بعد عام 2000 ، إلى بعض القلق بشأن التوفر المحدود للعنصر.

حمأة الأنود ، التي تم جمعها أثناء تكرير النحاس كهربائيا ، هي المصدر الرئيسي للتيلوريوم ، الذي يتم إنتاجه فقط كمنتج ثانوي من النحاس و المعادن الاساسية. يمكن أن تشمل المصادر الأخرى غبار المداخن والغازات المنتجة خلال قيادة، البزموت ، الذهب ، النيكل و البلاتين صهر.

غالبًا ما تحتوي حمأة الأنود هذه ، التي تحتوي على كل من السيلينيوم (مصدر رئيسي للسيلينيوم) والتيلوريد ، على التيلوريوم محتوى أكثر من 5 ٪ ويمكن تحميصه بكربونات الصوديوم عند 932 درجة فهرنهايت (500 درجة مئوية) لتحويل التيلورايد إلى صوديوم التيلورايت.

باستخدام الماء ، يتم ترشيح التيلورايت من المواد المتبقية وتحويلها إلى ثاني أكسيد التيلوريوم (TeO₂).

يتم تقليل ثاني أكسيد التيلوريوم كمعدن عن طريق تفاعل أكسيد ثاني أكسيد الكبريت في حمض الكبريتيك. يمكن بعد ذلك تنقية المعدن باستخدام التحليل الكهربائي.

من الصعب الحصول على إحصائيات موثوقة حول إنتاج التيلوريوم ، ولكن يُقدر إنتاج المصافي العالمي بنحو 600 طن متري سنويًا.

تشمل أكبر الدول المنتجة الولايات المتحدة واليابان وروسيا.

كانت بيرو منتجًا كبيرًا للتيلوريوم حتى إغلاق منجم La Oroya والمنشآت المعدنية في عام 2009.

تشمل مصافي التيلوريوم الرئيسية ما يلي:

• أساركو (الولايات المتحدة الأمريكية)
• Uralectromed (روسيا)
• اوميكور (بلجيكا)
• 5N Plus (كندا)

لا تزال إعادة تدوير التيلوريوم محدودة للغاية بسبب استخدامه في التطبيقات المشتتة (أي تلك التي لا يمكن جمعها ومعالجتها بشكل فعال أو اقتصادي).

الاستخدام النهائي الرئيسي للتيلوريوم ، الذي يمثل ما يصل إلى نصف إجمالي التيلوريوم الذي يتم إنتاجه سنويًا ، هو في سبائك الصلب والحديد حيث يزيد من إمكانية التصنيع.

التيلوريوم ، الذي لا يقلل التوصيل الكهربائي، مصنوع من النحاس أيضًا لنفس الغرض ويؤدي إلى تحسين مقاومة التعب.

في التطبيقات الكيميائية ، يستخدم التيلوريوم كعامل مبركن ومسرع في إنتاج المطاط ، وكذلك كمحفز في إنتاج الألياف الاصطناعية وتكرير النفط.

كما ذكرنا ، فقد أدت خصائص التيلوريوم شبه الموصلة والحساسة للضوء أيضًا إلى استخدامه في الخلايا الشمسية CdTe. لكن التيلوريوم عالي النقاء لديه عدد من التطبيقات الإلكترونية الأخرى أيضًا ، بما في ذلك في:

• التصوير الحراري (الزئبق والكادميوم والتلوريد)
• رقائق الذاكرة تغيير المرحلة
• أجهزة استشعار بالأشعة تحت الحمراء
• أجهزة التبريد الكهربائية الحرارية
• صواريخ تسعى للحرارة

تشمل استخدامات التيلوريوم الأخرى في:

• قبعات التفجير
• أصباغ الزجاج والسيراميك (حيث تضيف ظلال من اللون الأزرق والبني)
• أقراص DVD وأقراص CD وأقراص Blu-ray القابلة لإعادة الكتابة (التيلوريوم الفرعي)