Д.П. Щербов, М.А. Матвеец - Аналитическая химия Кадмия (1108747), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Основной его минерал — гринокит, гексагональный Сй8 (77,6о»»а Сй) открыл в 1841 г. Кеткарт, лорд Гринок [773!. Гринокит не образует естественных скоплений и встречается обычно лишь в виде землистой корочки на цинковых минералах, особенно на сфалерите [104!. В самом сфалерите кадмий часто присутствует в виде изоморфной примеси (иногда до 2 — 5ага) и придает ему характерный желтый цвет; красная Апе АЗч НЗ' Т)з».
О»Р+ Опт )пз+ Зпз1 Зп»ч ба" [1,37) 1,13 1,12 1,05 0,99 0,98 0,92 0,83 0,67 0,62 1,13 1,12 1,05 1,03 0,92 0,83 0,74 0,62 1,37 1,26 1,10 О,а5 0,97 0,96 0,81 0,74 0,71 0,62 5гз5рлбап ' 4гз4рз4апе Згзбр»5»)1» 5г'5р" 5»)1 ' 4з'4,.а" 4»Р ' Зз~ЗрзЗ»)1» 4Ы4р'4»Р ' Зз'Зр'3 1"' 4114рг4»11 ' ЗзззрзЗ»)1»з 104 105 107 109 Ш* 113 * 115 59 мнн. 54,7 мнн. 6,7 часа 470 дней 48,7 мнн. 5,1 года 2,25 днн Содержание Сб, вес.% 1,510з 1 10 з 2 10 з 10 ' — 10 з 1 10 з — 3 10 з разновидность сфалерита, включающая — 5' Сд, носит название пршибрамита [104, 456, стр.
86). Грннокит находят в зоне окисления некоторых сульфидных месторождений Центрального Казахстана„Средней Азии и Южного Урала [39]. Известны еще два сульфида кадмия — кубический — хоулиит и аморфный, содержащий воду, ксаитохроит [791. Очень редки другие минералы кадмия: моитепонит — Сс]О (87,5% Сб), отавит — Сс]СОз (65,3оо Сс]) и кадмоселит — С68е (47,00о4 Сс]) [38, 39, 79, 199]. Кадмий содержится в галените, метациннабарите, тимманите, торнаните и примерно в 50 других минералах [79, 375]. В различных типах изверженных пород и пегматитов присутствует 1 ° 10 з — 6 10 з% кадмия [791. Гидротермальные цинковые и свинцово-цинковые руды обычно содержат и ° 10 ~% кадмия (0,02 — 2,5% от количества цинка), 371 .
На находящегося главным образом в сульфидных минералах [199 1. иболее частое содержание кадмия в промышленных полиметаллических рудах находится в пределах 0,01 — 0,05% (в месторождениях Кавказа — 0,01 — 0,02о/о, Урала — 0,02 — 0,03о/о, Алтан — 0,04 — 0,05о4). Подобно цинку, кадмий обнаружен в морской воде, минеральных источниках, эоле каменных углей и др. [456, стр. 87]. Присутствие кадмия в растениях было обнаружено еще в середине Х]Х в. (содержание — и ° 10 " от веса сухого вещества). В животных организмах его открыли в 1931 г. (содержание в г бках, червях, иглокожих 4 10 ' — 3 10 зо/о, в моллюсках — до 1 4.10-зо — , а в их печени — 5 10 — 2 10 '% сухого вещества). -з Организм человека содержит — 10 4% Сй, который концентрируется главным образом в печени [456, стр. 61. Получение кадмия Основное сырье для получения кадмия — отходы цинкового, свинцового и медного производств: пыли при обжиге цинковых концентратов, пыли свинцовоплавильных печей, медно-кадмневые кекн цинковых электролитных заводов, остатки литопонного производства.
Содержание кадмия в этих продуктах ивменяется от и 10 ' до 30 — 40о/о (например, в кадмиевой фракции при ректнфикации цинка). Наряду с кадмием цинковые и свинцовые концентраты содержат и 10 ~% Са, Ое, ]и, 'Г], Яе и Ге; содержание последних двух элементов в свинцовых концентратах достигает сотых (селеиа — даже десятых) долей процента. Для извлечения кадмия из перечисленных продуктов на цинкоэлектролитных и свинцовых заводах СССР имеются кадмиевые цехи [371; 456, стр. 851.
Первые упоминания о промышленном производстве кадмия (в Верхней Силезии) относятся к 1829 г.; до 1870 г. оно ке превышало 125 кг в год. В начале ХХ в. был разработан гидроэлектрометаллургический способ получения кадмия, и к 1925 г. его вы- 10 1дуд Годы Применение кадмия В капиталистических странах кадмий отнесен к категории стратегического сырья [456, стр.
83]. Основное техническое применение кадмия (более половины его мирового производства) заключается в антнкорроэионном покрытии металлов; около 20о расходуется на антифрикционные сплавы, до 10% используют для производства солей кадмия. Кадмирование стальных изделий предохраняет их от коррозии значительно эффективнее, чем никелирование, цинкование и лужение; подшипники с кадмийсодержащимн сплавами имеют преимущества при работе в условиях болыцих скоростей вращения, высоких температур и давлений. Многочисленные легкоплавкие эвтектики кадмия с другими металлами (табл. 4) применяют в автоматических противопожарных устройствах, в виде плавких предохраните- пуск возрос с десятков до сотен тонн.
С тех пор ежегодно производимое количество кадмия увеличивается (рис. 1) и в настоящее время, по-видимому, превышает 10 000 лз [456, стр. 79). Производство металлического кадмия обычно включает следующие основные стадии: д выщелачивание сырья, очистку Ф растворов от основной массы по- 'ь ь сторонних элементов, электролитическое осаждение кадмия 4 ,~Ф или его цементацию на цинке, плавку выделенной губки, ра- 4 финирование и получение металла высокой чистоты 1456]. ф При извлечении кадмия нз полу- 1 продуктов свинцово-цинкового производства применяют амальгамные способы — цементацию амальгамой цинка и ее д последующее анодное окисле- ВЮ Вдд Вдд ние, в результате чего получают продукт с содержанием 99,95о Сб. При комплексной перера- Рис.
1. МиРовое лРоизводство кад- мия (боз ьССР и социалистических ботке пиритных огаРков про- стран) ]456, стр. 70) дукт такой же чистоты образуется после отгонки из амальгамы кадмия и ртути. Рафинирование в установке с амальгам- ными биполярными электродами позволяет получать металл высокой чистоты(с содержанием до 99,99997о/о Сд) Н77, стр. 245; 296, 319). 1'~-! ! ! 1! ! ! -1! 1! 1111111! 11! 1111 ! 11! Оос оО сс асс оос о л .! -'о.[:,Ы1111=! ! !111 ! ! ! !! ! !! 1111111! 11 ос ъ со со осооос ос оссо ос с с !Ф[дам -.Ргд11! !! 1 ос сс О о соОсо 1111! 1! 1111!1! ! ! ! !1 1 !! 11 11! 1! ! ! !Р! ! ! ! ! ! !. 111! с~Я-11!11~11!1,',111! сос !о 111: 11 111 !ж1 ос о о со о о сх со !11!ЗяОсоисооЛ1!1111!1! 111 1! 111111111 .111 ! !! 1 - !! !! 11! 11!1111 11! лен и) 'в качестве припоев; ими молсно паять железо, латунь, неит. 71.
зильбер, олово, свинец и цинк [371; 456, стр. 1. Добавление кадмия в медные сплавы также повышает их механичеекую прочность, жароустойчивость и сопротивление коррозии; [!ведение циркония увеличивает и твердость; такие сплавы используют в линиях высоковольтных пер д железны ных сплавах кадмий служит для иаготовления часовых пружинок, а со свинцом и оловом — для типографских клише [ е 456 Наряду с бором, гафнием, аолотом и некоторы и р д мельными элементами металлический кадмий высокой чистоты применяют в а в атомной промышленности в качестве поглотителя тепловых нейтронов. Употребление в ювелирном деле основано на способности кадмия придавать изделиям из драгоценных металлов различные оттенки (тзеленое» золото); о д н вхо ит также в некоторые составы монетного серебра [37$; 456, стр.
74). Кадмиевые электроды используют в нормальных эле е м птах Вестона и в кислотных аккумуляторах, а с железом и никелем — в щелочных. Металлический кадмий широко применяется в военном деле, входит в состав смесей для дымовых аавес и добавляется к металлам цериевой группы в пирофорных сплавах [45, стр. Соли кадмия также широко применяют в медицине, в стеклоделии, в фотографии, в производстве люминофоров и силиконовых ка ков, в качестве катализаторов в органическом синтезе, а также красок различных цветов (от цвета слоновой кости до мали).
Антимониды арсениды, селениды, сульфпды и теллуриды ка мия (для синтеаа испольауют 99,99999~а-ныи ) о л да полупроводниковыми свойствами и применяются в фотоэлектрическ их и электронно-оптических приборах, — в качествематериа- . 76. ла для фототранзисторов и фотоэлементов [456, стр. [. со со ос ~ со .х о хс ос 1 со хс ос сс хс т ос й ос сс со Лсо~оссоо сососососсхс гроссо о с с.' с'с с'с с'с с'с о ос осс ос ос с- со" ссс оъ о» со хс ос ос о ос о о сс о х я х о х о о, 'о х о о х,о с,о хсз И" х со х со Х Х со о ос-с-со х сс сс о сс ос ох о И,; хС о х х й ~ох сэс.
х х о о„ о я с 'с' о сР 'х о Ф х 1Ж:м~, ь о д! со х ох ох о х сс х 'хх о х хс чх оохх мо о ч хь" 'о,с о„о о ой х -х о " ~ о х о "„ о хо о Хсо ос„ И ~а с> со хс Токсичность кадмия и его соединении Металлический кадмий не обладает токсическими своиствами. Соединения >ке кадмия, неаависимо от их агрегатного состояния (пыль, дым окиси кадмия, пары, туман), ядовиты. Отравления кадмием могут происходить при нагревании металла или его сплавов, плавке руд и при производстве и применении красок и сплавов, в о та о с с в к торых он входит. По своей токсичности кадмий , 175, Меаналогичен ртути или мышьяку [456, стр.
222; 619, стр. [, ен растворимые соединения его действуют в первую очередь на ее таодыхательные пути и желудочно-кишечныи тракт, а более рас римые — после всасывания в кровь — поражают центральную нервную систему (сильное отравление), вызывагот дегенеративные изменения во внутренних органах (главным образом — в печени и почках) и нарушают фосфорно-кальциевый обмен. Симптомы отравления кадмием зависят от пути его поступления з организм [72а!. 13 Характерными ранними симптомами хронического огра][ления малыми дозами кадмия (обычно после двух лет работы/ с ним) являются ения»ение обоняния (вплоть до полной его потери), золотистое окрашивание десен в области зубных шеек (»кадмиевая кайма»), головокружение, головная боль, нарушение аппетита и сна.
В городах, атмосфера которых содержит относительно больше кадмия, смертность среди страдающих сердечными заболеваниями выше [341а, стр. 287]. Для острых отравлений обычен более или менее длительный (10 — 36 час., иногда — 30 мин. 2 час.) скрытый период. Начальные симптомы — сухость слизистых оболочек, неприятное вяжущее сладковатое ощущение на губах, медный вкус во рту, горловые спазмы, бледность, слабость, головокружение и головная боль (в области лба), тошнота и боль в подложечной области. Возможны дерматиты и изъязвление кожи; в тяжелых случаях наблюдаются боли в грудной клетке и брюшной полости, с последующей рвотой [619, стр.
175; 293, стр. 345]. Затем развиваются трахеит, бронхит с приступами болезненного судорожного кашля и сильной одышкой, повышается температура [72а]. Для человека смертельной дозой является вдыхание в течение 1 мин. воздуха с содержанием 2500 мг/мз окиси кадмия (или 30 сек. при концентрации 5000 э»г/м») [456, стр. 22, 222]. Максимально допустимое количество С60 в воздухе — 0,1 мг/м» [321, стр. 262]; для пыли кадмиевого сплава — 0,3 — 0,4 мг/мз [72а]. В качестве первой помощи при остром кадмиевом отравлении рекомендуется свежий воздух, полный покой, предотвращение охлаждения.
При раздражении дыхательных путей — теплое молоко с содой, ингаляции 2~/»-ным раствором 5]аНСО». При упорном кашле — кодеин, дионин, горчичники на грудную клетку; необходима врачебная помощь. Противоядием при отравлении, вызванном приемом во внутрь кадмиевых солей, служит альбумин с карбонатом натрия. Специфическое лечение кадмиевых отравлений— применение комплексообразующих препаратов (2,3-димеркаптопропанол-1, двойной этилендиаминтетрацетат кальция и натрия); но клинический опыт их использования еще недостаточен.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
