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1.2 硒在自然界的存在与提取

1.2.1 硒在地壳的含量为“痕量”

在地壳中,硒分布很广,但含量为“痕量”,也就是少得只有一点儿痕迹,其元素含量(丰度)按质量计算只有9×10 -6 %(姚凤仪,等,2011),也就是9/1亿,仅在火山成因的一些天然硫中含量略高一点,为5%。所以,地球上绝大多数地方又是少硒或者缺硒地区。

硒元素在自然界里主要是以化合物的形式在各种矿物中与硫的化合物共存,比如黄铁矿、黄铁矿类矿物、辉钼矿和天然硫等。其他的矿物还有硒铜矿、硒铜银矿和硒银铅矿等20多种。但含量都非常稀少,所以也没多大工业生产价值。

在中欧、玻利维亚和美国的科罗拉多州有少量单质状态的矿(姚凤仪,等,2011)。中国湖北省恩施地区存在规模可观的独立硒矿床,硒矿储量达50多亿吨,新塘乡双河鱼塘坝的硒矿被称为“世界罕见和唯一独立工业硒矿床”,硒矿核心区矿石平均品位3300mg/kg,最高含硒量达8.4kg/t,无论是平均值还是最高值都是世界之最,具有工业开采价值(高显钧,2014;彭祚全,等,2012)。

1.2.2 硒的工业提取

目前,硒主要从重金属硫化矿冶炼铜、锌、镍、银等金属时作为副产品而获得(黄开勋,徐辉碧,等,2009)。全球每年硒的生产量估计在2500~2800吨。日本(551吨)、加拿大(384吨)、比利时(200吨)、德国(100吨)为主要生产国(Mehdi, et al,2013)。

提取硒的主要原料是电解精铜的阳极泥。硫酸厂的残泥和烟尘、铜矿和铅锌矿的焙烧烟尘、铋矿的碱性渣、黄铁矿焙烧残渣、铅电解阳极泥和某些金矿石也是提取硒和碲的原料(姚凤仪,等,2011)。另外,在熔炼含硒物质时,烟道的烟中含硒量高达90%,含量非常可观(孟庆国,1992)。

从原料中提取硒,一般通过硫酸化焙烧、氧化焙烧、碱焙烧等方法处理。华中科技大学进行了从含硒量约为4.5%的鄂西石煤燃烧烟尘中提取硒的研究工作,得到了纯度为90%以上的单质硒,收率为82%以上。所得粗硒可以继续精炼,得到高纯度硒(黄开勋,等,2009)。

工业上,特别是高科技产业部门需要极高纯度的硒。制取这种硒的方法主要有真空蒸馏法、粗硒氧气氧化—氨还原法、氧化燃烧法、硒化氢热分解法等。 2TwYeYjekmaS1x8DflK2rA3qwQqDskkMeHcqEZBkSkLyJhvvHhjcdiGd0Cc0356P

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