鎘測定方法

環(huán)境工程領(lǐng)域中的鎘絕大多數(shù)淡水的含鎘量低于1微克/升，海水中鎘的平均溶度為0.15微克/升。鎘的主要污染源是電鍍、采礦、冶煉、染料、電池和化學(xué)工業(yè)等排放的廢水。

環(huán)境監(jiān)測中測定鎘的方法有:原子熒光光譜法、原子吸收分光光度法、雙硫腙分光光度法、陽極溶出伏安法和示波極譜法等。

1817年，德國的斯特羅邁爾，從不純的氧化鋅中分離出褐色粉，使它與木炭共熱，制得鎘。

首先發(fā)現(xiàn)鎘的是德國哥廷根大學(xué)化學(xué)和醫(yī)藥學(xué)教授斯特羅邁爾。他兼任政府委托的藥商視察專員。正是他在視察藥商的過程中，觀察到含鋅藥物中出現(xiàn)的問題，促使他在1817年發(fā)現(xiàn)了鎘。由于發(fā)現(xiàn)的新金屬存在于鋅中，就以含鋅的礦石菱鋅礦的名稱Calamine命名它為Cadmium，元素符號定為Cd。

鎘與它的同族元素汞和鋅相比，被發(fā)現(xiàn)得晚的多。它在地殼中含量比汞還多一些，但是汞一經(jīng)出現(xiàn)就以強(qiáng)烈的金屬光澤、較大的比重、特殊的流動性和能夠溶解多種金屬的姿態(tài)吸引了人們的注意。鎘在地殼中的含量比鋅少得多，常常以少量包含于鋅礦中，很少單獨(dú)成礦。金屬鎘比鋅更易揮發(fā)，因此在用高溫?zé)掍\時，它比鋅更早逸出，逃避了人們的覺察。這就注定了鎘不可能先于鋅而被人們發(fā)現(xiàn)。

C.I. 77180; Cadmium; cadmium coating quality balzers; CadmiumfoilNmmthickxmmwide; Cadmium pwoder; Cadmiumsti

cks; Cadmiumwiremm; CadmiumpowderNmesh; Cadmiumrodmmdiameterxmm; CadmiumpiecesN; CadmiumshotNteardrop; Cadmiumstickcmdiameterxcm; Cadmiummossy; Cadmium rod; CadmiumgranulesNmm; Cadmium powder; Cadmium wire; Cadmium pieces; Cadmium foil; Cadmium shot; Cadmium metal; Cadmium solution 1000 ppm; Cadmium solution 10 000 ppm

元素類型:金屬元素

原子序數(shù):48

質(zhì)子數(shù):48

中子數(shù):64

元素在太陽中的含量:0.006(ppm)

元素在海水中的含量:太平洋表面 0.0000011(ppm)

地殼中含量:0.11(ppm)

摩爾質(zhì)量:112g/mol

氧化態(tài):Main Cd+2 ，Other Cd+1

元素周期表位置:第五周期IIB族

電子層排布: 2-8-18-18-2

晶體結(jié)構(gòu):晶胞為六方晶胞。

晶胞參數(shù):

a = 297.94 pm

b = 297.94 pm

c = 297.94 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

莫氏硬度:2

聲音在其中的傳播速率:2310(m/S)

電離能(kJ /mol):

M - M+ 867.6

M+ - M2+ 1631

M2+ - M3+ 3616

M3+ - M4+ 5300

M4+ - M5+ 7000

M5+ - M6+ 9100

M6+ - M7+ 11100

M7+ - M8+ 14100

M8+ - M9+ 16400

M9+ - M10+ 18800

鎘是銀白色有光澤的金屬，熔點(diǎn)320.9℃，沸點(diǎn)765℃，密度8650 kg/m3;。有韌性和延展性。鎘在潮濕空氣中緩慢氧化并失去金屬光澤，加熱時表面形成棕色的氧化物層，若加熱至沸點(diǎn)以上，則會產(chǎn)生氧化鎘煙霧。高溫下鎘與鹵素反應(yīng)激烈，形成鹵

化鎘。也可與硫直接化合，生成硫化鎘。鎘可溶于酸，但不溶于堿。鎘的氧化態(tài)為+1、+2。氧化鎘和氫氧化鎘的溶解度都很小，它們?nèi)苡谒?，但不溶于堿。鎘可形成多種配離子，如Cd(NH3)、Cd(CN)、CdCl等。

鎘的毒性較大，被鎘污染的空氣和食物對人體危害嚴(yán)重，且在人體內(nèi)代謝較慢，日本因鎘中毒曾出現(xiàn)"痛痛病"。

可用多種方法從含鎘的煙塵或鎘渣(如煤或炭還原或硫酸浸出法和鋅粉置換)中獲得金屬鎘。進(jìn)一步提純可用電解精煉和真空蒸餾。鎘主要用于鋼、鐵、銅、黃銅和其他金屬的電鍍，對堿性物質(zhì)的防腐蝕能力強(qiáng)。鎘可用于制造體積小和電容量大的電池。鎘的化合物還大量用于生產(chǎn)顏料和熒光粉。硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘用于制造光電池。

燃燒加熱

2Cd+O2==2CdO Cd+S==CdS

加熱

Cd+X2==CdX2 (X=F、Cl、Br、I)

加熱 加熱

3Cd+2P==Cd3P2 Cd+Se==CdSe

Cd+2HCl==CdCl2+H2↑

加熱

2Cd+2SO2==CdSO4+CdS

加熱 加熱

2Cd+Na==NaCd2 6Cd+Na==NaCd6

2.氫氧化鎘和氧化鎘

Cd+2NaOH=Cd(OH)2+2Na Cd(OH)2+H=Cd+2H2O

加熱

Cd(OH)2==CdO+H2O

加熱

[Cd(NH3)4] +2OH-==Cd(OH)2+4NH3

2Cd+3CO3 +2H2O=Cd2(OH)2CO3+2HCO

3.硫化鎘和鎘的配合物

(1)硫化鎘

Cd +H2S=CdS+2H

3CdS+8HNO3==3Cd(NO3)2+2NO+3S+4H2O

(2)鎘的配合物

[Cd(NH3)6]

[Cd(CN)4]

4.含鎘廢水的處理

(1)中和沉淀法

Cd +2OHˉ=Cd(OH)2

(2)離子交換法

(3)其它:氣浮法、堿性氯化法

在自然界中主要成硫鎘礦而存在;也有小量存在于鋅礦中，所以也是鋅礦冶煉時的副產(chǎn)品。鎘的主要礦物有硫鎘礦(CdS)，貯存于鋅礦、鉛鋅礦和銅鉛鋅礦石中。鎘的世界儲量估計為 900萬噸。

亞洲是全球最大的初級鎘金屬產(chǎn)區(qū)，以中國、韓國、日本為主。

2011年受日本東北部地震的影響，日本境內(nèi)幾個主要的鎘生產(chǎn)基地暫時關(guān)閉，2012年日本相關(guān)企業(yè)的逐步復(fù)工促進(jìn)了全球鎘產(chǎn)量的增長，據(jù)統(tǒng)計2012年全球鎘產(chǎn)量為2.3萬噸。

根據(jù)美國國家地質(zhì)局2013年1月發(fā)布的全球礦產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù):2012年中國鎘產(chǎn)量為7000噸，占全球總產(chǎn)量的30.43%;2012年朝鮮鎘產(chǎn)量為4100噸，占全球總產(chǎn)量的17.83%。

1.用于制造合金:鎘作為合金組土元能配成很多合金，如含鎘0.5%~1.0%的硬銅合金，有較高的抗拉強(qiáng)度和耐磨性。鎘(98.65%)鎳(1.35%)合金是飛機(jī)發(fā)動機(jī)的軸承材料。很多低熔點(diǎn)合金中含有鎘，著名的伍德易熔合金中含有鎘達(dá)12.5%。

2.鎘具有較大的熱中子俘獲截面因此含銀(80%)銦(15%)鎘(5%)的合金可作原子反應(yīng)堆的(中子吸收)控制棒。

3.鎘的化合物曾廣泛用于制造(黃色)顏料、塑料穩(wěn)定劑、(電視映像管)熒光粉、殺蟲劑、殺菌劑、油漆等。

4.用于電鍍等。鎘氧化電位高，故可用作鐵、鋼、銅之保護(hù)膜，廣用于電鍍防腐上，但因其毒性大，這項用途有減縮趨勢。

5.用于充電電池:鎳-鎘和銀-鎘、鋰-鎘電池具有體積小、容量大等優(yōu)點(diǎn)

6.鎘還用于制造電工合金，如電器開關(guān)中的電觸頭大多采用銀氧化鎘材料，具有導(dǎo)電性能好，燃弧小，抗熔焊性能好等優(yōu)點(diǎn) ，廣泛的用于家用電器開關(guān)，汽車?yán)^電器等 ，但是由于鎘有毒并且受歐盟《報廢電子電器設(shè)備指令》(WEEE)和《關(guān)于在電子電器設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)的指令》(RoHS)兩項指令的影響 ，電器開關(guān)中的銀氧化鎘材料逐漸被環(huán)保材料如銀氧化錫，銀鎳材料所取代。

S60This material and its container must be disposed of as hazardous waste.

該物質(zhì)及其容器須作為危險性廢料處置。

S61Avoid release to the environment. Refer to special instructions / safety data sheets.

避免釋放至環(huán)境中。參考特別說明/安全數(shù)據(jù)說明書。

風(fēng)險術(shù)語

R20/21/22Harmful by inhalation, in contact with skin and if swallowed.

吸入、皮膚接觸及吞食有害。

R50/53Very toxic to aquatic organisms, may cause long-term adverse effects in the aquatic environment.

對水生生物有極高毒性，可能對水體環(huán)境產(chǎn)生長期不良影響。