Что такое кадмий?

Кадмий, металлический элемент с номером 48, широко распространен в природной среде, в том числе в минералах и почве.

Кадмий распространен в земной коре и высвобождается в окружающую среду в результате природных явлений, таких как выветривание горных пород, поэтому природный кадмий содержится в почве и воде. Химически схожий с цинком, кадмий встречается не сам по себе, а с цинковыми минералами, особенно сфалеритом (ZnS) и риоцинцитом (ZnCO3). Различные продукты питания и вода содержат следовые количества кадмия, так как он поглощается из почвы и воды во время роста растений и животных.

Употребление продуктов с высоким содержанием кадмия в течение многих лет может вызвать дисфункцию почек.

Использование кадмия

Кадмий имеет серебристо-белый блеск, очень пластичен и легко обрабатывается. Его применение включает легирование материалов в качестве металла, гальванопокрытие железа и других металлов, электродные пластины аккумуляторных батарей, стержни управления ядерных реакторов, припой, серебряный припой и электронно-лучевые трубки телевизоров. Как соединение, кадмиевый желтый используется в качестве сырья для пигментов, например, в «Подсолнухах» Ван Гога. Другие применения включают катализаторы, батареи, стабилизаторы для винилхлоридной смолы и красители для керамики.

Свойства кадмия

Кадмий имеет атомный вес 112,411, температуру плавления 321 °C и температуру кипения 765 °C. Он имеет удельный вес 8,65 при 25 ºC и нерастворим в воде. Говорят, что он содержится в незагрязненной речной воде в концентрации от 0,02 до 0,1 мкг/л, а в морской воде — от 0,05 до 0,11 мкг/л. Кристаллическая структура кадмия гексагональная.

Другая информация о кадмии

1. Соединения кадмия

Соединения кадмия включают следующее.

Оксид кадмия (CdO)
Это коричневое твердое вещество с молекулярной массой 128,41, удельным весом 8,15 и номером CAS 1306-19-0. Области применения включают добавки для ванн кадмирования, пигменты, катализаторы и щелочные батареи.

Хлорид кадмия (CdCl2)
Это твердое вещество с молекулярной массой 183,32, температурой плавления 568 °C и номером CAS 10108-64-2. Области применения включают гальванопокрытие и катализаторы.

Сульфат кадмия (CdSO4)
Это белое твердое вещество с молекулярной массой 209,47, удельным весом 4,691, температурой плавления 1000 ℃ и номером CAS 10124-36-4. Области применения включают аналитические реагенты и кадмиевые батареи.

Сульфид кадмия (CdS)
Это желтое твердое вещество с молекулярной массой 144,48 и номером CAS 1306-23-6. Он известен как пигмент кадмиевый желтый.

Теллурид кадмия (CdTe)
Это черное твердое вещество с молекулярной массой 240,00, удельным весом 6,2, температурой плавления 1041 °C и номером CAS 1306-25-8. Он используется в солнечных батареях.

Селенид кадмия (CdSe)
Это черное твердое вещество с молекулярной массой 191,37, удельным весом 5,81 и номером CAS 1306-24-7. Его применение включает пигменты.

2. Методы производства кадмия

Обычное производство кадмия включает следующие этапы

Газовая промывочная жидкость, полученная из оборудования для исключения в процессе спекания цинка и свинца, отделяется от твердой и жидкой фазы с помощью загустителя или подобного устройства.
Полученный перелив вводят в контакт с ионообменной смолой для концентрации кадмия и получения регенерированного раствора, содержащего кадмий.
Регенерированный раствор нейтрализуют карбонатом натрия и т. д., а затем разделяют твердое и жидкое состояние для извлечения кадмия в виде карбоната кадмия.
Карбонат кадмия растворяют в серной кислоте для удаления нерастворимого содержимого, а затем к раствору сульфата кадмия добавляют сырой кадмий и электролитический цинк для получения губчатого кадмия посредством реакции цементации.
Губчатый кадмий растворяют для получения сырого кадмия, а сырой кадмий перегоняют для получения дистиллированного кадмия.

3. Влияние кадмия на здоровье

Пероральная летальная доза кадмия для человека оценивается в 350–3500 мг. Хроническое отравление кадмием считается основной причиной болезни итай-итай, которая вызывает остеомаляцию. С точки зрения канцерогенности Международное агентство по изучению рака (МАИР) оценивает кадмий как 2А (весьма вероятно канцерогенный для человека).