Области применения таллия

ТАЛЛИЙ (Tl)

Таллий – мягкий серебристо-белый металл с голубоватым оттенком. На воздухе быстро покрывается черной пленкой закиси таллия Tl₂O, пассивирующей металл. Выше 100 ⁰С быстро окисляется с образованием смеси окислов Tl₂O и Tl₂O₃. Физические и механические свойства таллия близки к свойствам свинца. Плотность – 11,85 г/см³, t_плавл. = 303 ⁰С, t_кип. = 1460 ⁰С. Таллий стоек в воде, не содержащей растворенного кислорода, в присутствии же кислорода воздуха он медленно растворяется:

2Tl + Н₂О + ½О₂ = 2TlОН.

В HNO₃ быстро растворяется, несколько медленнее в H₂SO₄. В НСl почти не растворяется в следствие образования защитной пленки труднорастворимого хлорида таллия. В растворах щелочей таллий не растворяется. С серой и фосфором реагирует при нагревании; с Н₂, N₂, аммиаком не взаимодействует.

Свойства соединений таллия

В химическом отношении таллий очень своеобразен. Являясь аналогом галлия и индия, таллий образует соединения, в которых он трехвалентен; однако более устойчивы его одновалентные соединения, в которых он подобен металлам первой группы – Ag, Pb, а также щелочным металлам. Сходство свойств соединений таллия с соединениями щелочных металлов может быть объяснено близостью ионных радиусов.

Для окисления одновалентных соединений таллия до трехвалентных используют также сильные окислители (перманганат калия, хлор и т.д.).

Окислы таллия. Таллий образует два окисла: Tl₂O – закись таллия и Tl₂O₃ – окись таллия.

Tl₂О – черный гигроскопический порошок, температура плавления = 303 ⁰С, при более высокой температуре легко возгоняется.

Tl₂О₃ – цвет от бурого до черного в зависимости от условий получения. Это сильный окислитель, растворяется в разбавленных HCl, H₂SO₄, HNO₃.

Гидроокись таллия Tl(OH)₃ осаждается щелочами из растворов солей трехвалентного таллия в виде кирпично-бурого осадка. Tl(ОН)₃ можно рассматривать как гидратированную окись таллия Tl₂О₃^.nН₂О. Гидроокись таллия практически не растворяется в воде и в растворах щелочей, медленно в минеральных кислотах.

Гидрат закиси таллия TlОН – желтое кристаллическое вещество, хорошо растворяющееся в воде, получают TlOH растворением закиси таллия в воде.

Сульфид таллия. Получают при действии сероводорода или сульфида аммония на растворы солей таллия в слабокислой, нейтральной и щелочной средах:

2TlОН + Н₂S = Tl₂S + Н₂О.

Сульфаты таллия Tl₂SO₄ получаются при растворении металла, закиси или хлорида таллия в серной кислоте.

Из других соединений таллия известны галоидные соли таллия, фториды TlF, TlCl, TlBr, TlI, карбонат таллия Tl₂СО₃, хромат и бихромат таллия Tl₂CrO₄, нитраты таллия TlNO₃.

Области применения таллия

Наиболее крупными производителями таллия являются США, Канада, Мексика, Австралия, Япония, Германия; небольшое его количество производят Англия, Перу и Бельгия.

Таллий и его соединения применяются в различных областях промышленности, но наибольший интерес представляет применение таллия в инфракрасной оптике, полупроводниковой электронике, приборостроении и производстве сплавов.

Оптика – из монокристаллов твердых растворов бромида и иодида таллия изготовляют линзы, призмы, фильтры и др. детали для приборов инфракрасной техники (военные оптические приборы, микроскопы, спектроскопы). Эти кристаллы характеризуются широкой областью пропускания инфракрасных лучей, хорошими механическими свойствами.

Полупроводниковая электроника и электротехника – металлический таллий высокой чистоты применяется для синтеза полупроводниковых соединений. Эти материалы нерастворимы в воде, разбавленных кислотах и щелочах, устойчивы при окислении. Они используются в электронике для производства транзисторов, изоляционных покрытий.

Таллий применяют в производстве селеновых выпрямителей. Из сульфида таллия изготовляют фотосопротивления, которые применяют для изготовления инфракрасных прожекторов, указывающих место посадки на затемненном аэродроме.

В электронике и электротехнике применяется 75% всего производимого таллия.

Приборостроение. В атомной технике широкое применение нашли счетчики b-частиц и g-лучей, составной частью этих приборов служат монокристаллы галоидов щелочных металлов, активированные добавкой бромида или иодида таллия, газоразрядные лампы и др.

Таллий входит в состав подшипниковых сплавов, придавая им высокие антифрикционные свойства. Сульфат таллия – ядохимикат для борьбы с грызунами.

Источники сырья

Содержание таллия в земной коре 3^.10^-4%. Известно пять минералов таллия - ларандит Tl₂S^.As₂S₃ (47,8 – 60% Tl); крукезит (Cu, Tl, Ag)₂Se (16-19% Tl) и др, но они очень редки в природе и промышленного значения не имеют

Основная масса таллия находится в рассеянном состоянии в виде изоморфной примеси в сульфидных минералах свинца, цинка, железа, меди и в силикатах (полевых шпатах, слюдах и др.). Из силикатов таллий в настоящее время не извлекают.

Практическим источником сырья для таллия в основном служат сульфидные концентраты, при металлургической переработке которых попутно с извлечением основного металла происходит концентрирование таллия в отходах и полупродуктах производства.

Поиск по сайту: