Властивості талію

Талій (Thallium; від грец. – пагон, молода гілка), Tl- хім. елемент III групи періодичної системи елементів, ат. н. 81, ат. м. 204,37. Сріблясто-білий м’який метал з блакитним відтінком. У з’єднаннях виявляє ступеня окислення +1 і +3. Природний Т. складається з стійких ізотопів 203Tl (29,50%) і 205Т1 (70,50%). Відомі радіоактивні ізотопи 206Т1, 207Т1, 208Т1 і 210Т1 з періодами напіврозпаду відповідно 4,19; 4,79; 3,10 і 1,32 хв. З штучно отриманих 11 ізотопів найбільш цінний ізотоп 204Т1 з періодом напіврозпаду 3,56 року. Т. відкрив (1861) англ. вчений У. Крукс при спектроскопічному дослідженні шламів сірчанокислотного виробництва.
Пром. значення Т. придбав в 20-х рр. 20 в. Т. відноситься до числа розсіяних елементів, зустрічається в родовищах різного генезису. Зміст його в земній корі 3-10%. Однак власні мінерали – Лоранд TlAsS2 (~ 60% Т1), Врба Tl (AsSb) 3S5 (~ 32% Т1), Гутчинсон Pb (Cu, Ag, Tl) 2As4S8 (~ 25% Tl), крукезіт (Tl, Сі, Ag ) 2 Se (~ 19% Tl) і Авіценна 7T1203 • Fe203 (~ 80% Tl) – дуже рідкісні і не мають практ. значення. Осн. маса Т. знаходиться в розсіяному стані у вигляді ізоморфної домішки в силікатних і сульфідних рудах. Т. відомий в кристалічних модифікаціях альфа, бета і гамма. Альфа- і бета-модифікації стійкі при атм. тиску з т-рій поліморфного перетворення 230-240 ° С; гамма-модифікація утворюється при т-рі 200 ° С і тиску порядку 1 200 кгс / см2. Кристалічна решітка альфа-таллия – гексагональна щютноупакованная з періодами а = 3,450 А і с = 5,520 А; кристалічна решітка бета-таллия – Гран-адентрірованная кубічна, а = 3,874 А; кристалічна решітка гамма-таллія- гранецентрированная кубічна. Щільність таллия 11,85 г / сл3; tпл 303 ° С; tкип +1460 ° С; температурний коеф. лінійного розширення (т-ра ~ 20 ° С) 28 • 10 -6 град-1, коефіцієнт теплопровідності 0,093 кал / см • сек • град; питома теплоємність (т-ра 20-100 ° С) 0,0326 кал / г • град) питомий електричний опір (т-ра 20 ° С) 18 • 10-6 ом • см, міцність на розрив 0,9 кгс / мм2 , НВ = 3,0. У сухому повітрі Т. покривається тонкою сірою плівкою оксиду, при нагріванні утворює чорний гігроскопічний порошок Т120. З водою Т120 утворює гідроокис тюн.
При нагріванні Т. в середовищі озону виходить нерозчинний у воді темно-бурий кристалічний порошок Т1а03. При нагріванні Т. реагує з галогенами і сіркою. З воднем не взаємодіє. У лугах не розчиняється, повільно кородує у воді при наявності повітря. Важко розчинний в соляній, швидко – в азотній, повільніше – в сірчаної к-тах. Т. розчиняє значна кількість багатьох металів: індію, кадмію, свинцю, ртуті, сурми, олова, вісмуту та ін. Легування талієм підвищує корозійну стійкість свинцевих сплавів проти дії мінер, к-т. Деякі сплави з введенням Т. набувають високу теплопровідність, низький коеф. тертя, їх легше відливати в форми. Т. і його сполуки токсичні. При роботі з ними необхідно суворе дотримання правил техніки безпеки.
Початковою сировиною для отримання Т. служать відходи й напівпродукти свинцево-цинкового, мідеплавильного і сірчанокислотного произова, що містять від сотих до десятих частин відсотка талію. Процес вилучення Т. включає отримання талліевого концентрату, переробку його на чорновий метал і рафінування. Талліевого концентрат отримують пірометаллур-гическим методом, заснованим на збагаченні возгонов летючими сполуками Т., гідрометалургійним методом, що полягає в перекладі Т. в розчин з наступним селективним витяганням його: осадженням, екстракцією, іонним обміном, цементацією та ін. Вибір технологічної схеми залежить від хім . складу сировини і можливості раціонального її здійснення. Найчастіше Т. з попередньо очищених розчинів цементують металевим цинком. Отриману талієву губку пресують, а потім сплавляють на компактний метал.
Рафінують талій хімічним, електрохімічним або крісталлохіміческая методом. Товарні форми Т.- злитки і стрижні, покриті шаром парафіну або лаку. Т. застосовують в напівпровідниковій техніці (одержання напівпровідникових матеріалів) в атомній техніці (добавками броміду або йодиду талію активують фосфори, використовувані в сцинтиляційних лічильниках бета-частинок і гамма-променів); в електротехніці (виготовлення спектральних люмінесцентних, флюоресцентних та ін. ламп спец. призначення); в приладобудуванні (ізотоп 204Т1 служить пост, джерелом бета-випромінювання в приладах для контролю виробничих процесів); в оптиці (кристали ТlBr – ТlI застосовують як призм і лінз для інфрачервоної спектроскопії; карбонат Т. використовують для виготовлення оптичних стекол з високим показником заломлення). Амальгама Т. (8,3% Т1) твердне при т-рі – 609 С і застосовується для виготовлення низькотемпературних термометрів. Т. входить до складу важливих сплавів гл. обр. з оловом і зі свинцем. Так, сплав 10% Т1, 70% РЬ і 20% Sn відрізняється високою корозійною стійкістю проти дії соляної та азотної к-т; сплав 8% Т1, 72% РЬ, 15% Sbn5% Sn за якістю перевершує кращі підшипникові сплави. Сплав 3,5% Т1, 0,05% Са, 0,03% Fe і 96,49% РЬ стійок проти дії хлору в сульфатних розчинах; застосовується для виготовлення нерозчинних анодів.

Посилання на основну публікацію