硒属半金属,固态硒分无定形和晶体两种,无定形硒又分红粉状、玻璃状和胶体状三种。晶体硒有单斜晶体和六方晶体之分,其中以灰六方晶体最为稳定。红的单斜晶体和灰的六方晶体是硒的同素异形体。红硒在受热后,会迅速变成灰硒。灰硒的熔点为2l7℃。灰硒的重要特性是它具有典型的半导体性能,可以用于无线电的检波和整流。硒整流器具有耐负荷、耐高温、电稳定性好等特点。
硒对光非常敏感。据测定,在充足阳光的照射下,硒的导电率比在黑暗时要大一千倍。这样,硒被用来制造光敏电阻和光电管,在自动控制、电视制造等方面有着广泛的用途。硒还被制成光电池。硒及其化合物均有毒。
金雅中 整容硒主要赋存在黄铜矿、黄铁矿、方铅矿中,有时也存在于辉钼矿、铀矿中,主要的硒矿物有硒铜矿、硒铜银矿、硒银铅矿、辉汞矿。工业上硒一般是从铜电解精炼的阳极泥中提取。目前广泛采用的是硫酸化焙烧法,此方法的主要优点是硒的回收率高,适用于处理多种原料。此外,还有苏打焙烧法回收硒。对于高纯硒的制取方法有蒸馏法和氧化-还原法,后者广泛用于制备纯度大于99.992%纯硒。为制取纯度超过99.999%的高纯硒,可采用真空蒸馏法、离子交换法、硒化物热分解及二氧化硒气相氨还原法等。
工业纯硒约有55%用于玻璃的着和脱颜料。高质量信号用的透镜玻璃含硒2%,加入硒的平板玻璃用作太阳能的热传输板和激光器窗口红外过滤器。在冶金工业上,硒可以改善碳素钢、不锈钢和铜的切削加
工性能。大约有30%的硒以高纯形式(99.99%)与其他元素作成合金。硒还用于制造低压整流器、光电池、热电材料以及各种复印复写的光接受器。其余15%的硒,以化合物形式用作有机合成的氧化剂和催化剂。硒及硒化物加入润滑脂中,可用于超高压润滑。
镓、铟、铊、锗、硒、碲和铼通常称为稀散金属,这7个元素从1782年发现碲以来,直到1925年发现铼才被全部发现。这一组元素之所以被称为稀散金属,一是因为它们之间的物理及化学性质等相似,划为一组;二是由于它们常以类质同象的形式存在于有关的矿物当中,难以形成独立的具有单独开采价值的稀散金属矿床;三是它们在地壳中的平均含量较低,以稀少分散状态伴生在其他矿物之中,只能随开采主金属矿床时在选冶中加以综合回收和利用。
稀散金属具有极为重要的用途,是当代高科技新材料的重要组成部分。由稀散金属与其他有金属组成的一系列化合物半导体、电子光学材料、特殊合金、新型功能材料及有机金属化合物等,均需使用独特性能的稀散金属。用量虽说不大,但至关重要,缺它不可。因而广泛用于当代通讯技术、电子计算机、宇航、医药卫生、感光材料、光电材料、能源材料和催化剂等行业。
稀散金属在自然界中主要以分散状态赋存在有关的金属矿物中,如闪锌矿一般都富含镉、锗、镓、铟等,个别还含有铊、硒与碲;黄铜矿、黝铜矿和硫砷铜矿经常富含铊、硒及碲,个别的还富含铟与锗;方铅矿也常富含铟、铊、硒及碲;辉钼矿和斑铜矿富含铼,个别的还富含硒;黄铁矿常富含铊、镓、硒
、碲等。目前,虽然已发现有近200种稀散元素矿物,但由于稀少而未富集成具有工业开采的独立矿床,迄今只发现有很少见的独立锗矿、硒矿、碲矿,但矿床规模都不大。
我国稀散金属矿产资源比较丰富,已探明有稀散金属矿产储量的矿区:锗矿分布在11个省区,其中广东、云南、吉林、山西、四川、广西和贵州等省区的储量占全国锗总储量的96%;镓矿分布在21个省区,主要集中在山西、吉林、
河南、贵州、广西和江西等省区;铟矿分布在15个省区,主要集中在云南、广西、内蒙古、青海、广东;铊矿分布在云南、广东、甘肃、湖北、广西、辽宁、湖南等7个省区;硒矿分布在18个省区,主要集中在甘肃,其次为黑龙江、广东、青海、湖北和四川等省区;碲矿分布在15个省区,主要集中在江西、广东、甘肃;铼矿分布在陕西、黑龙江、河南和湖南、湖北、辽宁、广东、贵州、江苏9个省。
硒seleniun 元素符号Se,半金属,在元素周期表中属ⅥA族,原子序数34,原子量78.96,常见化合价为+4、+6和-2。硒的性质和硫相似,但金属性比硫强。
硒于1817年由瑞典化学家贝采利乌斯(J.J.Ber-zelius)发现,按希腊文Selene (月神)命名为selenium。
硒是一种稀散元素,硒矿物多半是铜、铅、银、汞、铋等的硒化物。硒铜矿(Cu2Se)、硒铜银矿[(CuAg)
2Se]、硒银铅矿[(Ag2Pb)Se]、辉汞矿[Hg(SeS)]等,均很稀少,工业开采价值不大。提取硒的主要原料是电解精炼铜时所得的阳极泥(含硒3~14%,碲0.3~3.0%)。硒主要是从铜阳极泥中回收,也可以从汞矿冶炼过程中富集回收或从硫酸厂残泥中提取。硒对人类有着十分重要的作用,世界上有众多的低硒、缺硒地区。湖北省恩施州有着世界上稀少的独立硒矿床和中国第一个高硒区。恩施市硒资源具有分布广、储量大、埋藏浅等特点。硒矿主要赋存于二迭系茅口组二段(硅质岩段)地层中,主要分布在沐抚—板桥、罗针田—马者—铁厂坝、向家村—奇羊坝、中间河—黄村—沙地花被、双河—红土溪—石窑、芭蕉乡—盛家等地。硒矿储量达50多亿吨,含硒品位为230—6300克/吨。双河渔塘坝(前坪背斜与太山庙背斜之间双河向斜南西段)拥有世界上唯一的独立硒矿床,已探明储量64万吨,纯硒平均含量3637.5ppm,改写了“硒不能形成独立工业矿床”的传统结论。全市含硒碳质页岩和石煤出露面积为850平方公里,矿层厚度3.6—9米,硒矿储量达50多亿吨,每吨含硒500—5500克,最高达84公斤,土壤硒最高178.8ppm,平均19.11ppm。以硒矿床为中心的乡镇均为高硒区,占全市总面积的73%。
硒资源的利用:“抗癌之王”、增强免疫力、防止糖尿病、防止白内障、防止克山病、大骨节病、关节炎、解毒、排毒。
性质和用途硒最显著的特性是在光照下的导电性能比在黑暗中的导电性能成千倍地增加。硒的禁带宽度1.79±0.01电子伏。硒有多种同素异形体,其性能见表。
硒在空气中加热燃烧,生成二氧化硒;在一定温度下(灰硒约为71℃)可被水氧化。硒溶解于强碱溶液中形成硒化物,但也形成硒酸盐和亚硒酸盐。硒在空气中燃烧发出蓝火焰,生成二氧化硒(SeO2)。也能直接与各种金属和非金属反应,包括氢和卤素。不能与非氧化性的酸作用,但它溶于浓硫酸、硝酸和强碱中。溶于水的硒化氢能使许多重金属离子沉淀成为微粒的硒化物。硒与氧化态为+1的金属可生成两种硒化物,即正硒化物(M2Se)和酸式硒化物(MHSe)。正的碱金属和碱土金属硒化物的水溶液会使元素硒溶解,生成多硒化合物(M2Sen),与硫能形成多硫化物相似。
工业纯硒主要用于玻璃、颜料和冶金等工业,用量约占总消费量的55%。硒用于玻璃的着或脱,信号用的高质量透镜玻璃含硒2%。加入硒的平板玻璃用作太阳能的热传输板和激光器窗口红外过滤器。硒可以改善碳素钢、不锈钢和铜的切削加工性能。占消费量约30%的硒以纯硒形式(99.999%)用于制造低压整流器、光电池、热电材料以及各种复印、复写机的光接受器。其余15%的
硒以硒化物形式用作有机合成氧化剂、催化剂、动物饲料微量添加剂(0.1ppm)。硒加入橡胶中可增强耐磨性。硒及硒化物加入润滑脂中,可用于超高压润滑。硒对重金属中毒有解毒作用。中国用硒酸钠“克山病”。
1979年世界硒产量估计为1500吨,其中加拿大和美国625吨,日本和澳大利亚500吨,欧洲285吨,南美和非洲90吨。此外还从电子工业废料中回收硒55吨。70年代末以来硒的价格下降。1979年欧洲市场工业纯硒的平均价格为24.7美元/公斤。
阳极泥炼硒工业上硒一般是从铜电解精炼的阳极泥中提取。硒在阳极泥中的主要存在形式是Cu2Se、Ag2Se等,含量3~14%。目前广泛采用硫酸化焙烧法,此法的主要优点是:硒的回收率高(>93%);适用于处理多种原料。
硫酸化焙烧法回收硒的生产流程是:首先将阳极泥在140℃脱水,然后与浓硫酸混合,加入回转窑内进行硫酸化焙烧,在250℃时发生下列反应:Cu2Se+6H2SO4─→2CuSO4+SeO2+4SO2+6H2O,当温度提高到700~750℃时,二氧化硒(SeO2)挥发(SeO2315℃升华),二氧化碲因挥发性较差,与硫酸盐一道留在焙烧渣中。从焙烧炉出来的含二氧化硒的烟气进入吸收塔,SeO2被水吸收形成亚硒酸(H2SeO3),并被烟气中的二氧化硫(SO2)还原成单质硒:H2SeO3+2SO2+H2O─→Se+2H2SO4,沉淀物经过过滤、洗涤和干燥,得到98~99%的粗灰硒。吸收液中尚含有占原料含硒量3~10%的硒,可采用铜置换法从中获得Cu2Se沉淀,再返回硫酸化焙烧工序处理,或用SO2还原法从中直接沉淀出粗硒。
此外还有苏打焙烧法回收硒。
高纯硒的制取硒的提纯方法有蒸馏法和氧化-还原沉淀法,后者广泛应用于制备纯度大于99.992%的纯硒。其方法是首先向熔融粗硒通氧气氧化,使硒成SeO2挥发并进入吸收罐,与其中的离子交换水生成亚硒酸溶液,然后通入SO2,从溶液中沉淀出纯硒。
为制取纯度超过99.999%的高纯硒,可采用真空蒸馏法、离子交换法、硒化物热分解及二氧化硒气相氨还原法等。
对大气的污染:金属硫化物矿石在空气中焙烧时,硒化物氧化为二氧化硒(SeO2),从烟道排入大气,在常温下变为固体,遇水则生成亚硒酸(H2SeO3),所以可用水洗
硒污染
涤除去烟气中的硒。挥发性的烷基硒可从动植物体内散发出来。二甲基二硒是植物的挥发物,二甲基硒是微生物和动物的挥发物,但数量都很少。据美国环境保护局统计,1969年美国各种工业向大气排放的硒约855吨,其中燃煤动力工业占42%,玻璃工业占23%,铜、锌和铅矿石焙烧工业占6%。美国波士顿大气中含硒量平均为0.001 微克/米3。据美国10个城市统计,飘尘含硒量为0.05~10ppm。目前硒还不是大气中的重要污染物。
对水体的污染:天然水体中硒的分布主要取决于浸蚀的岩石类型和水的pH值。工业区和非工业区河流含硒量差别不大。pH值对河水含硒影响较大。例如在美国富硒铁的科罗拉多州,地表水pH值小于7时,含硒量几乎都低于1微克/升;而在pH值为7.8~8.2时,由于亚硒酸盐可氧化为易溶于水的硒酸盐,水中含硒就高于1微克/升,甚至高达400微克/升。废水中有时有亚硒酸根离子(SeO卲)存在,在酸性条件下亚硒酸根离子还原为细颗粒状的元素硒。颜料和染料废水中含有硒化镉(CdSe)等硒化物。负二价形式的
金属硒化物很难溶解。目前工业中用硒
不多,水体的硒污染只是局部问题。
对土壤的污染:硒可在土壤中富集,并被农作物吸收。用含硒量大于0.05ppm的水灌溉农田,每公斤饲料作物的含硒量可达4~5毫克。美国南达科他州和怀俄明州是富硒铁的地区,一些牧场的饲料每公斤硒含量竟高达30毫克。
对健康的危害:饲料中含硒过多,会引起牲畜慢性硒中毒,患碱质病,出现脱毛、蹄变形甚至脱落,并有贫血、关节强直等症状。在新西兰、澳大利亚、芬兰等国以及中国的西北和东北的一些缺硒地区,饲料中硒含量少于0.04ppm,会使羊、牛、马和鸡发生白肌病。在妊娠到授乳期的母畜饲料中添加0.1ppm的亚硒酸钠,可以防止牛犊和羊羔患白肌病。克山病流行地区的人口服小剂量亚硒酸钠,对克山病有较好的预防效果。
工厂车间中含硒的粉尘、烟雾和蒸汽,会刺激人眼和呼吸系统,使人流泪、喷嚏、鼻腔充血、咳嗽等,严重时则会引起舌苔增厚,呼吸和出汗时有大蒜味,胃肠功能紊乱等。动物实验表明,亚急性中毒会引起肺炎、肝肾功能退化。试验表明,硒可使老鼠发生肝癌。接触亚硒酸时,皮肤和粘膜会受到强烈刺激或发生炎症。亚硒酸和亚硒酸盐能被皮肤吸收进入体内积累。氯化氧硒(SeOCl2)是剧烈的糜烂性毒剂,能造成皮肤三度烧伤。二甲基硒能使人患急性咽喉炎和肺炎。
环境标准:中国、美国、苏联都规定饮用水中硒含量不得超过0.01毫克/升。农业灌溉用水最大容许含硒量,中国规定为0.01毫克/升,美国规定为0.05毫克/升。对于车间空气中的SeO2,中国规定的最高容许浓度为0.1毫克/米3,美国规定工作8小时的平均值不得超过0.2毫克/米3。目前世界各国都未规定硒的环境大气质量标准。
二氧化硒(Selenium dioxide)+4价的氧化物,化学式SeO2。白晶体,蒸气为绿;熔点340~350℃,315℃时升华,密度3.95克/厘米3(15℃)。二氧化硒相应的酸为亚硒酸,其酸性比亚硫酸弱。硒在空气或氧气中燃烧,或将亚硒酸H2SeO3脱水,都可制得二氧化硒,并可用升华法提纯。
英文名称:selenium dioxide ;selenious acid anhydride
别名:亚硒酐
CAS No.:7446-08-4
分子式:SeO2
分子量:110.96
危险标记:13(剧)
包装类别:
包装方法:塑料袋或二层牛皮纸袋外全开口或中开口钢桶(钢板厚1.0 毫米,每桶净重不超过150 公斤;钢板厚0.75毫米,每桶净重不超过100 公斤);塑料袋外塑料桶(固体);塑料桶(液体);螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶(罐)外普通木箱。
二氧化硒- 理化性质主要成分:纯品
外观与性状:白或微红有光泽的针状结晶粉末,有刺激性气味。
熔点(℃):340~350
沸点(℃):315
相对密度(水=1):3.95
相对蒸气密度(空气=1):
蒸气压(kPa):0.13/157℃
闪点:
燃烧热(kJ/mol):
稳定性和反应活性:稳定
危险特性:本身不能燃烧。若遇高热,升华产生剧毒的气体。
溶解性:溶于水、乙醇、丙酮、苯、乙酸。
禁配物:强酸、氨、易燃或可燃物。
应急处置皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。
眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:饮足量温水,催吐。就医。
呼吸系统防护:可能接触其粉尘时,必须佩戴防尘面具(全面罩)。紧急事态抢救或撤离时,应该佩戴空气呼吸器。
眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。
身体防护:穿胶布防毒衣。
手防护:戴橡胶手套。
其他防护:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕,淋浴更衣。工作服不准带至非作业场所。单独存放被毒物污染的衣服,洗后备用。保持良好的卫生习惯。泄漏应急处理:隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。避免扬尘,小心扫起,置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏,用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。
有害燃烧产物:氧化硒。
灭火方法:消防人员必须穿全身防火防毒服,在上风向灭火。灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处。
管理信息操作的管理:密闭操作,局部排风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴防尘面具(全面罩),穿胶布防毒衣,戴橡胶手套。远离易燃、可燃物。避免产生粉尘。避免与酸类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。储存的管理:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过35℃,相对湿度不超过80%。应与易(可)燃物、酸类等分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
运输的管理:铁路运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。运输前应先检查包装容器是否完整、密封,运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与酸类、氧化剂、食品及食品添加剂混运。运输时运输车辆应配备泄漏应急处理设备。运输途中应防曝晒、雨淋,防高温。
废弃的管理:根据国家和地方有关法规的要求处置。或与厂商或制造商联系,确定处置方法。
毒理学资料急性毒性:二氧化硒(亚硒酸)对皮肤粘膜的刺激作用似二氧化硫。