硒碲分析

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1.稀散金属

稀散金属(scaItered metals,SM)通常是指镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)、锗(Ge)、硒(Se)、碲(Te)及铼(Re)等7个元素组成的一组化学元素。有人将钪(Sc)、铷(Rb)、铪(Hf)、钒(V)或镉(Cd)等也包含在SM内。

从1782年发现碲,直到1925年发现铼为止,SM才全部被发现,SM的发现史见表

这一组化学元素之所以被命名为SM,归纳起来主要原因有三:

(1)它们的物理化学性质较为相似;

(2)迄今发现298种SM矿物,但由于SM与某些造岩元素的地球化学性质近似,导致前者以类质同象进人后者的晶格,故

在自然界中极少遇见单一的、具有工业开采价值的SM独立矿床;

(3)SM的克拉克值较低,多伴生在其他矿物中,量徽且分散,只能在生产有色、黑色主体金属或处理含SM的煤、磷灰石、

锰结核等有用矿物的副产物中综合回收

2.国内外SM的产销态势

SM主要是从冶金,其次是化工、火力发电、电子及机械工业等部门生产、加工过程中的副产物、边角料和废品中综合回收与再生的。

3.世界的SM生产量与生产能力

3.1SM的生产历史较短,始于第二次世界大战期间。历年来世界SM产量的不完全统计归纳于表(有的国家及公司出于保密,没公布其SM的年产量,故实际产量应大于统计数)

历年来世界的SM生产量(t/a)

注1. 世界年产硒量从1998年的1470t/a到2004年的1502t/a的低数值未包括美国、中国及亚洲其他个别国家及地区年产硒量。一般估计,世界年产硒量应不小于2000t/a;

2.世界年产铟量未包括再生铟的产量。

3.()内数字为不确定值。

3.2各国的SM生产能力远高于年产SM量,据不完全统计,将世界各主要上产SM国家1990年与2001~2005年的生产能

4.世界消耗SM的态势与展望

4.1 20世纪90年代以来全世界对SM的需求量逐年增长。当前,除我国耗硒量大,约占全世界的50%外,美国与日本也是应用SM的大户,近年两国年消耗SM中,铟占全球的90%以上、镓及铼各占80%以上、锗及碲各占70%左右,见表。这种态势与两国高新技术产业规模位居世界前列及其sM在军用和民用领域应用持续扩大紧密相关。

注:1.W表示全世界,A表示美国,J表示日本;2.全世界年耗铟量统计不够全面和准确,2000~2006年世界耗铟量可按下式估量:世界年耗铟量=(美+日)年耗铟量/90%;3.()中数字为估值。

4.2SM的消耗态势与展望

世界硒的传统消耗是玻璃添加剂、硒鼓与感光板、冶金与化肥添加剂等,新兴的应用时建筑材料如马赛克瓷砖与生产电解锰中用到的SeO2,以及在高速易切削黄铜管中取代铅的用硒量仍持续增长。我国用硒量急剧增长,已成为世界最大的硒消耗国,从1984年起每年进口的硒量见表:

我国进口硒的态势

我国从2003年开始大量进口硒,导致国际硒价猛涨,有两种原因:一是钢铁产量增加带动锰量增加,据查1992年世界产锰150000t、我国40000t,而2003年我国已增产到400000t,生产电解锰需要耗硒约2kg(Se)/t(Mn),则我国身产电解锰耗硒量达800t/a(如按另一文献中指出为3~3.2kg(Se)/t(Mn),则耗硒量更大),二是房地产业的兴旺发展,对示意吉庆色彩的红色马赛克等瓷砖产生大量的需求,导致此类红色马赛克的着色用硒也大量增加。

据文献报道,生产锰的主要国家为南非与我国,生产电解锰有两种方法:南非用SO2,而我国均采用SeO2以提高电效,但随着美国查出了Se、Mn的废气、烟尘等进入环境空间的程度增大,据此于2003年7月1日发布金属锰控制法令,授权美环保局研究进口电解锰对环境与人体有害影响并禁止进口高硒锰。据文献报道:2005年初我国政府强制执行环境保护政策,将一些电解锰厂关闭(还有电价上涨的原因)。

多年来世界耗碲量数据不够准确,一直是产销持平。近3年碲的需求主要有两个方面:一是国外的Cu-Te合金和太阳能电池;二是Te-Bi系半导体制冷器件及热电材料。我国近年碲的净耗为86~115t/a,占世界碲需求的30%,其中绝大部分碲用于制备Te-Bi系的半导体制冷器件。全球碲的供需矛盾将日趋加剧,充分显示出碲在Cd-Te太阳能电池、小型电冰箱电热材料与用于DVD的TeGeSb靶材等领域的活力。

5. 历年来国外的SM价格

6.硒与碲的主要用途

6.1 硒的用途

从1986年起我国成为世界用硒大户,耗硒量约占全球用量的50%或以上,2003~2005年我国的硒应用结构为玻璃20%,冶金62%(主要用于电解锰),化学制品4.5%,电子10%,农业等3.5%。历年来美国与日本用硒状况见表

硒的应用结构(%)

注:l.表中A为美国,J为日本,w为世界

6.1.1静电复印

20世纪80年代硒复印机大发展,因为硒在室温下受光照时较在暗处的电导率大l000倍,且电导率随温度增高而增大,实践表明,使用As2Se3,或Se—Te比纯无定形硒好,这些膜具有宽广的光谱效应、不会发生晶化、耐磨性好及使用寿命长等优点。复印机用硒的纯度在99.999%。硒用作测乳腺癌仪的感光板,其感光板比溴化银感光胶片好,前者印影快、不需暗室,可上千次重复使用,故而成本低廉,为工业及医学拍片所器重。原主作复印机硒鼓现已被既环保又价廉的OPC有机感光材料所取代。

6.1.2 电子工业

在铝板沉积硒,经热处理后得到晶体硒膜层,再在硒层上置一层易熔合金所形成的反电极的硒元件,这种硒元件与氧化亚铜元件组装成硒堆所制成的硒整流器,虽然在高、中压整流方面正为硅整流器所取代,但低压和小型的硒整流器,却因其寿命较长、可靠性较好、短时内容许过载2倍电流而不被击穿(即使部分片对被击穿了,仍可继续使用)、加上容易制造及经济实用等优点而仍有应用,甚至在高、中整流器中的应用也有所增加。

用硒制作的光电池,用于信号与自动化装置上以及电视机光电摄像管。ZnSe-Pt量与ZnSe-Si2-Au可用来制作发光器件。

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