Metallprofil och Tellurs egenskaper

Tellur är en tung och sällsynt mindre metall som används i stål legeringar och som ljuskänslig halvledare inom solcellsteknik.

• Atomsymbol: Te
• Atomnummer: 52
• Elementkategori: Metalloid
• Densitet: 6,24 g/cm³
• Smältpunkt: 841,12 F (449,51 C)
• Kokpunkt: 1810 F (988 C)
• Mohs hårdhet: 2,25

Tellur är faktiskt en metalloid. Metalloider, eller halvmetaller, är grundämnen som har både egenskaper hos metaller och icke-metaller.

Rent tellur är silverfärgat, sprött och lätt giftigt. Förtäring kan leda till dåsighet samt problem med matsmältningskanalen och centrala nervsystemet. Tellurförgiftning identifieras av den potenta vitlöksliknande lukten som den orsakar hos offer.

Metalloiden är en halvledare som visar större ledningsförmåga när den utsätts för ljus och beroende på dess atomära inriktning.

Naturligt förekommande tellur är mer sällsynt än guld och lika svårt att hitta i jordskorpan som något annat metall i platinagruppen (PGM), men på grund av dess existens inom extraherbar koppar malmkroppar och dess begränsade antal slutanvändningar för tellur är mycket lägre än någon ädelmetall.

Tellur reagerar inte med luft eller vatten och i smält form är det frätande för koppar, järn och rostfritt stål

Även om Franz-Joseph Mueller von Reichenstein inte var medveten om sin upptäckt, studerade och beskrev tellur, som han först trodde var antimon, medan han studerade guldprover från Transsylvanien 1782.

Tjugo år senare isolerade den tyske kemisten Martin Heinrich Klaproth tellur och namngav det berätta för oss, latin för 'jord'.

Tellurs förmåga att bilda föreningar med guld - en egenskap som är unik för metalloiden - ledde till dess roll i västra Australiens guldrush under 1800-talet.

Calaverite, en förening av tellur och guld, identifierades felaktigt som ett värdelöst "fårguld" under ett antal år i början av rusningen, vilket ledde till att det bortskaffades och användes för att fylla gropar. När man väl insåg att guld - faktiskt ganska lätt - kunde utvinnas från anläggningen, grävde prospektörer bokstavligen upp gatorna i Kalgoorlie för att göra sig av med kalaverit.

Columbia, Colorado bytte namn till Telluride 1887 efter upptäckten av guld i malmer i området. Ironiskt nog var guldmalmerna inte kalaverit eller någon annan tellurhaltig förening.

Kommersiella applikationer för tellur utvecklades dock inte på nästan ytterligare ett helt århundrade.

Under 1960-talet vismut-telluride, en termoelektrisk, halvledande förening, började användas i kylaggregat. Och ungefär samtidigt började tellur också användas som metallurgisk tillsats i stål och metall legeringar.

Forskning om kadmium-tellurid (CdTe) fotovoltaiska celler (PVC), som går tillbaka till 1950-talet, började göra kommersiella framsteg under 1990-talet. Ökande efterfrågan på elementen, som ett resultat av investeringar i alternativ energiteknik efter 2000, har lett till viss oro över den begränsade tillgängligheten av elementet.

Anodslam, som samlas upp under elektrolytisk kopparraffinering, är den huvudsakliga källan till tellur, som endast produceras som en biprodukt av koppar och basmetaller. Andra källor kan vara rökgaser och gaser som produceras under leda, vismut, guld, nickel och platina smältning.

Sådant anodslam, som innehåller både selenider (en stor källa till selen) och tellurider, har ofta ett tellur innehåll på mer än 5 % och kan rostas med natriumkarbonat vid 932°F (500°C) för att omvandla Telluride till natrium tellurit.

Med hjälp av vatten lakas sedan telluriter från det återstående materialet och omvandlas till tellurdioxid (TeO)₂).

Tellurdioxid reduceras som en metall genom att reagera oxiden med svaveldioxid i svavelsyra. Metallen kan sedan renas med hjälp av elektrolys.

Tillförlitlig statistik om tellurproduktion är svår att få fram, men den globala raffinaderiproduktionen beräknas uppgå till cirka 600 ton per år.

De största producerande länderna är USA, Japan och Ryssland.

Peru var en stor tellurproducent fram till stängningen av La Oroya-gruvan och den metallurgiska anläggningen 2009.

Stora tellurraffinaderier inkluderar:

• Asarco (USA)
• Uralectromed (Ryssland)
• Umicore (Belgien)
• 5N Plus (Kanada)

Telluråtervinning är fortfarande mycket begränsad på grund av dess användning i avledande applikationer (dvs sådana som inte kan samlas in och bearbetas effektivt eller ekonomiskt).

Den huvudsakliga slutanvändningen för tellur, som står för så mycket som hälften av allt tellur som produceras årligen, är i stål och järnlegeringar där det ökar bearbetbarheten.

Tellur, som inte minskar elektrisk konduktivitet, är också legerad med koppar för samma ändamål och med bly för att förbättra motståndskraften mot utmattning.

I kemiska tillämpningar används tellur som vulkaniseringsmedel och accelerator vid gummiproduktion, samt en katalysator vid produktion av syntetfiber och oljeraffinering.

Som nämnts har telluriums halvledande och ljuskänsliga egenskaper även resulterat i att det används i CdTe-solceller. Men tellur med hög renhet har också ett antal andra elektroniska applikationer, inklusive i:

• Värmeavbildning (kvicksilver-kadmium-tellurid)
• Fasbyte minneschips
• Infraröda sensorer
• Termoelektriska kylanordningar
• Värmesökande missiler

Andra användningsområden för tellur inkluderar:

• Sprängkapsyler
• Glas och keramiska pigment (där det lägger till nyanser av blått och brunt)
• Omskrivbara DVD-skivor, CD-skivor och Blu-ray-skivor (telluriumsuboxid)