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镉的基本知识

 

声母:g

字头:镉,(,鎘,)

四笔号码:3712

注音:gé

摘要:ge

笔画:15画

部首画:05

部首:钅部

释义:金属元素,符号Cd。银白色,延展性强,可用以制造合金、光电管和核反应堆的中子吸收棒等。

部首查询:05钅部



cadmium
  一种化学 元素 ,化 学符号Cd ,原子 序数48 ,原 子量112.411,属周期系ⅡB族。1817年德国 F.施特 罗迈尔从碳酸锌中发现镉 ,K.S.L.赫尔曼和 J.C.H. 罗洛夫也在氧化锌中发现镉,其英文名称来源于拉丁文cadmia,含义是菱锌矿。镉在地壳中的含量为2×10-5%,在自然界中都以化合物的形式存在,主要矿物为硫镉矿(CdS),与 锌矿、铅锌 矿、铜铅锌矿共生,浮选时大部分进入锌精矿,在焙烧过程中富集在烟尘中。在湿法炼锌时,镉存在于铜镉渣中。
  镉是银白色有光泽的金属,熔点320.9℃,沸点765℃,相对密度8.642 。有韧性和延展性 。镉在潮湿空气中缓慢氧化并失去金属光泽,加热时表面形成棕色的氧化物层。高温下镉与卤素反应激烈,形成卤化镉。也可与硫直接化合,生成硫化镉。镉可溶于酸,但不 溶于碱。镉的氧 化态为+1 、+2。氧化镉和氢氧化镉的溶解度都很小 ,它们溶于酸 ,但不溶于碱。镉可形成多种配离子,如Cd(NH3)、Cd(CN)、CdCl等。镉的毒性较大,被镉污 染的空气和 食物对人体危害严重,日本因镉中毒曾出现“痛痛病”。
  可用多种方法从含镉的烟尘或镉渣(如煤或炭还原或硫酸浸出法和锌粉置换)中获得金属镉。进一步提纯可用电解精炼和真空蒸馏。镉主要用于钢、铁、铜、黄铜和其他金属的电镀,对碱性物质的防腐蚀能力强。镉可用于制造体积小和电容量大的电池。镉的化合物还大量用于生产颜料和荧光粉。硫化镉、硒化镉、碲化镉用于制造光电池。


 

参见

  • 元素周期表
  • 同位素列表
  • 过渡金属
  • RoHS


是一种化学元素,它的化学符号是Cd,它的原子序数是48,是一种蓝白色的过渡金属,性质柔软,有毒。

镉能在锌矿中找到,而且和锌均会被用作电池的材料。此外镉广泛应用于电镀工业、化工业、电子业和核工业等领域。

当镉从废弃物填埋场中溢出,或是渗漏,就可能进入土壤或水形成镉污染。由于镉在生态环境中不存在分解的可能,镉污染会通过蓄积作用,造成生物体内镉含量超标,引发镉中毒。镉会存留在肝脏和肾脏,时间可长达30年,后果严重。

ca:Cadmi

cs:Kadmium da:Cadmium de:Cadmium el:Κάδμιο en:Cadmium eo:Kadmio es:Cadmio et:Kaadmium fi:Kadmium fr:Cadmium he:קדמיום hu:Kadmium io:Kadmio is:Kadmín it:Cadmio ja:カドミウム ko:카드뮴 ku:Kadmiyûm lt:Kadmis lv:Kadmijs nl:Cadmium nn:Kadmium no:Kadmium oc:Cadmi pl:Kadm pt:Cádmio ru:Кадмий simple:Cadmium sl:Kadmij sr:Кадмијум sv:Kadmium th:แคดเมียม uk:Кадмій vi:Cadmi



cadmium
  元素符号Cd,银白带蓝色光泽的金属,在元素周期表中属ⅡB族,原子序数48,原子量112.41,六方棱锥晶体,常见化合价为+2。
  1817年,德国人施特罗迈尔(F.Stromeyer)从碳酸锌中发现一种新元素,与此同时赫尔曼(K.S.L.Hermann)和罗洛夫(J.C.H.Roloff)也从氧化锌中发现了镉。根据拉丁文cadmia(菱锌矿)命名为cadmium。
  镉的主要矿物有硫镉矿(CdS),赋存于锌矿、铅锌矿和铜铅锌矿石中。镉的世界储量估计为 900万吨。镉在浮选时大部分进入锌精矿,在焙烧过程中富集于烟尘中。在湿法冶金炼锌厂的硫酸锌溶液净化过程中产出的铜镉渣(含镉4~20%),火法冶金炼锌厂的粗锌精馏过程中产出的镉灰(含镉10~30%)和某些铜、铅冶炼厂的富镉尘均可提取镉。由于镉污染环境,铅锌冶炼厂必须从排放物中回收镉。镍镉和铁镉蓄电池的极板等各种工业废料也是提取镉的二次原料。
  性质和用途
  镉在湿空气中缓慢氧化并失去光泽。加热时生成棕色的氧化层。镉蒸气燃烧产生棕色的烟雾。镉不溶于碱液,与硫酸、盐酸和硝酸作用生成相应的镉盐。镉对盐水和碱液有良好的抗蚀性能,可以用作钢构件的电镀防蚀层,但因镉的毒性较大,此项用途有减缩的趋势。镍-镉和银-镉电池的体积小、电能容量大,因而镉在电池制造中用量日增。镉是制造钎焊合金和易熔合金的主要成分之一。因为镉的热中子吸收截面较大(2450靶恩),含银80%、铟15%和镉 5%的合金可用作原子反应堆的控制棒。在铜中加入 0.05~1.3%的镉,可改进铜的机械性能,尤其是冷加工性能,对电导率则影响不大。镉的化合物曾经广泛用于制造颜料、塑料稳定剂、荧光粉。硫化镉 (CdS)、硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)具有较强的光电效应,用于制造光电池。
Image:ge01.jpg

  产量和价格 1852年德国生产镉约 100公斤,1918年产量已超过 100吨。此后,美国成为镉的主要生产国,1930年年产超过1000吨,1940年接近3000吨,占当时世界产量的70%。1977年世界镉产量为 19793吨。镉与锌的产量比约为4:1000。年产镉超过千吨的国家还有苏联、加拿大、日本、澳大利亚、墨西哥、联邦德国等。中国镉的年产量接近1000吨。1976~1979年世界市场金属镉(纯度99.9%)的价格为6.6美元/公斤,纯度99.999%金属镉的价格为22美元/公斤。
  镉的提取方法 分为从铜镉渣中提隔的湿法和从富镉尘中提镉的联合法。
  湿法提镉 为中国多数工厂所采用,主要包括:铜镉渣浸出(见浸取)、置换沉淀海绵镉、海绵镉溶解、镉液净化、电解沉积和熔化铸锭等工序,流程见图:
Image:ge02.jpg


  铜镉渣主要含有锌、镉、铜等金属及其氧化物,还含有少量的砷、锑、铁、钴、镍、铊等。用15克/升的硫酸溶液在 80~90℃浸出,当酸含量降至4~5克/升时加MnO2,使镉、铁氧化,加石灰水[Ca(OH)2]中和除铁、砷和锑。此时,浸出液成分为Cd>10克/升、Fe<1克/升、Cu0.05克/升,pH=5.2~5.4。浸出液调整pH为3~4后,加入锌粉(为理论量的1.2~1.3倍)置换,得海绵镉。硫酸锌滤液 (含Cd<50毫克/升)返回锌系统。海绵镉经自然氧化后,用含40~70克/升H2SO4的溶液浸出。用KMnO4氧化并加石灰水中和水解,以进一步除铁。过滤后的滤液用新鲜海绵镉置换除铜。电解滤液得电积镉(见水溶液电解)。镉电积的操作与锌电积相似,但由于镉易长成树枝状结晶,所以用低电流密度(65~100安/米2)电解。电流效率80~90%,槽压2.4~2.5伏。电解液成分(克/升):Cd60~150、Zn30~40、H2SO4100~160,温度25~30℃,为了改善镉在阴极析出状态,可添加动物胶。电镉在熔融烧碱覆盖下熔化并脱锌,制成镉锭、镉棒和镉粒等形状。含杂质较多的树枝状镉,可用真空蒸馏法单独处理。
  由于浸出和置换过程中能产生剧毒的砷化氢(AsH3),其他过程中也产生含镉的有害气体,所以应有良好的通风排气等安全措施。
  联合法提镉 是中国火法炼锌厂和铜铅冶炼厂采用的方法。镉尘先经焙烧脱去砷、锑等杂质,得到浸出性能良好的焙砂,再用稀硫酸浸出。浸出液经氧化水解脱去铁、砷,有时还加碳酸锶(SrCO3)脱铅。净化后的含镉溶液用锌粉置换得到海绵镉,加压成团,在铸铁锅中于熔融烧碱保护下,铸成粗镉锭。将粗镉加入精馏塔内精馏提纯,杂质从塔的下部渣锅中排出;精镉由塔顶镉蒸气冷凝产出,纯度在99.99%以上。镉的回收率可达99.7%。
  镉害防护 被镉污染的空气比被镉污染的食物对人体的危害更严重。冶金车间工作环境空气中含金属镉和可溶性镉尘的极限值规定为200微克/米3,氧化镉烟雾的极限值为100微克/米3。含镉大于0.5ppm的废水不许排放。
  参考书目
 B. J.Aylett,The Chemistry of Zinc,Cadmium and Mercury,Pergamon,Oxford,1973.

补充

镉(音隔),CADMIUM,源自kadmia,“泥土”的意思,1817年发现。和锌一同存在于自然界中。它是一种吸收中子的优良金属,制成棒条可在原子反应炉内减缓核子连锁反应速率,而且在锌-镉电池中颇为有用。它的鲜明的硫化物所制成的镉黄颜料,广受艺术家的欢迎。

元素名称:镉

元素原子量:112.4

元素类型:金属

发现人:斯特罗迈厄 发现年代:1817年

发现过程:

1817年,德国的斯特罗迈厄,从不纯的氧化锌中分离出褐色粉,使它与木炭共热,制得镉。

元素描述:

银白色或铅灰色有光泽的软质金属,具延展性,密度:8.642克/厘米3。熔点:320.9℃。沸点765℃。化合价为+2。电离能8.993电子伏特。有八种天然的稳定同位素,还有十一种不稳定的人工放射性同位素。于空气中迅速失去光泽,并覆上一层氧化物薄膜,可防止进一步氧化。不溶于水,溶于大多数酸中。镉在所有的稳定化合物中都呈+2价,其离子无色。镉可形成络离子Cd(NH3)42+、Cd(CN)42-和CdI42-。

元素来源:

在自然界中主要成硫镉矿而存在;也有小量存在于锌矿中,所以也是锌矿冶炼时的副产品。

元素用途:

用于电底、制造合金等;并可做成原子反应堆中的中子吸收棒。传统上,镉被当作黄颜料,直到卫生组织确定其有害健康才被停用。镉主要用于制造镍镉电池,正是这第一种可充电电池的出现,才使得随身听音乐大行其道。

元素辅助资料:

镉与它的同族元素汞和锌相比,被发现的晚的多。它在地壳中含量比汞还多一些,但是汞一经出现就以强烈的金属光泽、较大的比重、特殊的流动性和能够溶解多种金属的姿态吸引了人们的注意。镉在地壳中的含量比锌少得多,常常以少量包含于锌矿中,很少单独成矿。金属镉比锌更易挥发,因此在用高温炼锌时,它比锌更早逸出,逃避了人们的觉察。这就注定了镉不可能先于锌而被人们发现。

首先发现镉的是德国哥廷根大学化学和医药学教授斯特罗迈尔。他兼任政府委托的药商视察专员。正是他在视察药商的过程中,观察到含锌药物中出现的问题,促使他在1817年发现了镉。由于发现的新金属存在于锌中,就以含锌的矿石菱锌矿的名称Calamine命名它为Cadmium,元素符号定为Cd。

本文引用地址:http://www.metalnews.cn/ys/show-118487-1.html

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