Как рождается Se

История открытия

Этот элемент был открыт Й. Я. Берцелиусом в 1817 году. Сохранился рассказ самого Берцелиуса о том, как произошло это открытие: «Я исследовал в содружестве с Готлибом Ганом метод, который применяют для производства серной кислоты в Грипсхольме. Мы обнаружили в серной кислоте осадок, частью красный, частью светло–коричневый. Я нашёл, что он содержит до сих пор неизвестный элемент, очень похожий по своим свойствам на теллур. В соответствии с этой аналогией я назвал новое тело селеном (Selenium) от греческого σελήνη (луна), так как теллур назван по имени нашей планеты — Tellus.

В 1873 году Уиллоуби Смит обнаружил, что электрическое сопротивление серого селена зависит от освещённости. Это свойство стало основой для чувствительных к свету ячеек. Первый коммерческий продукт на основе селена был представлен на рынке в середине 1870–х годов Вернером фон Сименсом. Селеновая ячейка использовалась в фотофоне, созданном Александром Беллом в 1879 году.

В более позднее время выяснилось, что селен токсичен. Были зарегистрированы случаи отравления людей, работавших на селеновых производствах, а также животных, поедавших богатые селеном растения. В 1954 году выявили первые признаки биологического значения селена для микроорганизмов, а 1957 году установлена важная роль селена в биологии млекопитающих.

Содержание селена в земной коре — около 500 мг/т. Основные черты геохимии селена в земной коре определяются близостью его ионного радиуса к ионному радиусу серы.

Селен образует 37 минералов, среди которых в первую очередь должны быть отмечены ашавалит FeSe, клаусталит PbSe, тиманнит HgSe, гуанахуатит Bi2(Se, S)3, хастит CoSe2, платинит PbBi2(S, Se)3, ассоциирующие с различными сульфидами, а иногда также с касситеритом. Изредка встречается самородный селен. Содержание селена в сульфидах колеблется от 7 до 110 г/т. Концентрация селена в морской воде — 0,4 мкг/л. На территории Кавказских Минеральных Вод есть источник с содержанием селена 110 мкг/л.

В недрах Таймыра

Мировые извлекаемые запасы Se оцениваются в 80–90 тыс. тонн только по медным месторождениям. Он содержится также, например, в угле и сырой нефти (0,5–12,0 ppm), что увеличивает потенциальные мировые запасы Se в 80–90 раз.

Главное промышленное значение для добычи селена имеют сульфидные месторождения. Основным (на 90%) источником Se служат шламы, образующиеся при электролитическом рафинировании анодной меди, в которой селен присутствует в виде селенида серебра. Применяют несколько способов его получения: окислительный обжиг с возгонкой SeO2; нагревание шлама с концентрированной серной кислотой, окисление соединений селена до SeO2 с его последующей возгонкой; окислительное спекание с содой, конверсия полученной смеси соединений селена до соединений Se(IV) и их восстановление до элементного селена действием SO2.

Основная форма селена в медных рудах — изоморфное замещение серы в сульфидах. Добываемые Заполярным филиалом минералы, которые содержат селен, — пирротин, халькопирит и пентландит. «Норникель» наряду с Уральской горно–металлургической компанией является основным производителем селена в России, который получает из медеэлектролитных шламов электролизного производства меди катодной.

В Норильске селен добывается на Октябрьском и Талнахском месторождениях. Годовое производство селена в ЗФ равно примерно 75–80 тонн.

Технология успеха

При обогащении медно–никелевых руд селен извлекается в несколько большей степени, чем сера. После обогащения руд на Талнахской и Норильской обогатительных фабриках селен в составе медного и никель–пирротинового концентратов проходит металлургическую переработку. Медный концентрат перерабатывается на Медном заводе с получением меди катодной и медеэлектролитного шлама, никель–пирротиновый — на Надеждинском металлургическом заводе с получением файнштейна. Распределение селена между медным и никель–пирротиновым концентратами составляет примерно 40 и 60% соответственно.

Медно–никелевый файнштейн отгружается Кольской горно–металлургической компании для дальнейшей переработки.

Медеэлектролитный шлам с содержанием в нём селена около 8,5–9% направляется на переработку в металлургический цех, где подвергается высокотемпературному окислительному обжигу в подовых печах, что влечёт выделение селена в газовую фазу с поглощением образовавшегося при этом диоксида селена содощелочными растворами. Выделение селена из растворов осуществляют гидрометаллургическим селенидным способом с использованием обжигово–селенидной технологии.

Товарный вид

Электроника

С учётом полупроводниковых свойств как самого селена, так и его многочисленных соединений (селенидов), в современной технологии полупроводников применяются селениды многих элементов, например, селениды олова, свинца, висмута, сурьмы, лантаноидов. Особенно важны свойства фотоэлектрические и термоэлектрические как самого селена, так и селенидов.

Промышленность

Изначально самой обширной областью применения селена была стекольная и керамическая промышленность. Селен добавляют в стекло, чтобы устранить зеленоватый оттенок, вызванный примесью соединений железа. Соединение селена с кадмием является основным красителем при получении рубинового стекла, это же вещество используется для придания красного цвета керамике и эмалям. Обычно используют металлический селен и селенистокислый натрий Na2SeO3. Красные стёкла, окрашенные селеном, называют селеновым рубином. Селен применялся при производстве стекла для рубиновых звёзд Московского Кремля.

Также в небольших количествах селен используют как наполнитель в резиновой промышленности и для получения сплавов мелкозернистой структуры в сталелитейной промышленности.

Медицина

Селен используется для лечения и профилактики многих заболеваний и патологий. Он является мощным противораковым средством, оказывает антидистрофический эффект и противоаллергическое действие, улучшает функции половых желёз, иммунной системы, сердца и стимулирует пролиферацию тканей. Соли селена способствуют восстановлению пониженного артериального давления при шоке и коллапсе. Также селен в комплексе с йодом применяется для лечения йододефицитных заболеваний и патологий щитовидной железы. Селен используется при лечении вирусных инфекций. Было доказано, что у пациентов, заразившихся ВИЧ, он замедляет переход заболевания в СПИД.