журналы подразделения новости подписка контакты home

архив
2001 год
2002 год
2003 год
2004 год
рубрики
ТЕМА НОМЕРА

ИТОГИ И ТЕНДЕНЦИИ

РЫНОК ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ

РЫНОК ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

ЦЕНОВАЯ ИНФОРМАЦИЯ

гостям
Агентство "Стандарт" предлагает вам подписаться на экномические журналы – лидеры в своей области.
























"Металлы мира" – №11, 2001

РЫНОК ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Мышьяк: средство для отравления в электронном веке

Мышьяк сравнительно мало распространен в природе. Его содержание в земной коре составляет всего 0,0005%. Иногда он встречается в свободном состоянии в виде компактных темно-серых кусков, имеющих причудливую форму чугунных обломков. Мышьяк относится к амфотерным элементам, проявляя свойства как металла, так и неметалла, и встречается в двух основных твердых модификациях – желтый и серый (или металлический). Кристаллы металлического мышьяка устойчивы в твердом состоянии при любой температуре, обладают электропроводностью и плотностью 5,73 г/см2. Желтый мышьяк, мягкий как воск, имеет плотность 1,97 г/см2, образует кристаллы иной формы и не проводит электрический ток. Под воздействием рассеянного света, приблизительно, за 1 минуту он превращается в серый мышьяк; это, как и многие фотохимические реакции, происходит независимо от температуры.

Название этого элемента происходит от греческого "arsenicon" (так назывался аурипигмент – желтый минерал, состоящий из мышьяка и серы). При нагревании мышьяк сублимирует, переходя из твердого состояния в газообразное (в форме триоксида мышьяка), минуя жидкое. В промышленности мышьяк производят восстановлением триоксида мышьяка, который, в свою очередь, получают окислительным обжигом руд либо мышьяковых, либо полиметалических, в которых почти всегда содержится мышьяк.

Роль мышьяка в живых тканях еще до конца не выяснена. Этот элемент встречается почти во всех животных и растительных тканях. Моча здорового человека содержит 0,01 мг/л мышьяка. Его органические соединения входят в состав лекарств. Однако все соединения этого элемента чрезвычайно токсичны, многие из них – компоненты боевых отравляющих веществ (ПДК – 0,3мг/м3).

В древности и вплоть до начала XIX века мышьяк был, наверное, самым распространенным ядом, и только появление надежных методов распознавания его соединений в обнаруживаемых останках положило конец его зловещей популярности. Впрочем, и в наше время возможны хронические отравления мышьяком в некоторых промышленных отраслях (например, при производстве красителей) или в сельском хозяйстве, где используются инсектициды, пестициды и десиканты, изготовленные преимущественно на основе мышьяка. Поэтому в развитых странах его применение ограничивается законодательством исходя из экологических соображений.

Только около 3% мирового спроса на этот элемент приходится на металлический мышьяк. В США более 95% потребляемого мышьяка используется в форме соединений, главным образом, триоксида, который затем перерабатывается в мышьяковую кислоту. Более 90% потребляемого в США триоксида мышьяка идет на производство хроммедного арсената (ССА) – консерванта древесины. Поэтому спрос на мышьяк продолжает коррелировать с объемом жилищного строительства и активностью ремонтных работ. Стоимость мышьяка и его соединений, потребленных в США в 2000 году, составила около $20 млн.

Кроме того, в 2000 году около 15 т мышьяка высокой чистоты было использовано в США в производстве полупроводниковых материалов. Сверхчистый мышьяк сейчас имеет спрос на рынке высоких технологий благодаря применению арсенида галлия в полупроводниковых чипах.

В производстве высококачественных мобильных телефонов интенсивно применяется именно арсенид галлия. Хотя кремниевые полупроводники дешевле, арсенид галлия обладает большей проводимостью, что дает несомненное превосходство при работе на высоких частотах. Ряд преимуществ (уменьшение габаритов и потребления энергии) позволяют производителям арсенида галлия быть конкурентоспособными при постоянно расширяющейся тенденции к миниатюризации в секторе бытовой электроники.

Интегральные схемы на арсениде галлия сейчас используются в сфере коммерческих коммуникаций, например, в спутниковой связи, радиотелефонах и волоконной оптике, а также в потребительских товарах, таких как видеоаппаратура, кабельное телевидение и компьютерная продукция. Промышленное применение включает оборудование для высокоскоростных измерений и испытаний, автомобильные детали, в частности, адаптивная система управления, подсветка приборных щитков, габаритные огни. ВПК применяет арсенид галлия, например, в радарах, информационных системах и коммуникациях (телефонная и радиосвязь).

Способность арсенида галлия излучать свет интенсивно используется в производстве лазеров и светодиодов (LED). В зависимости от сферы применения изготовляется мышьяк разной степени чистоты, вплоть до 7N, т.е. 99,99999%. Интегральные схемы, например, требуют арсенида галлия высшего качества, в то время как светоизлучающие диоды – нет. Мировая потребность в арсениде галлия высокой чистоты составляет, приблизительно, 100 т в год. Материал высокой чистоты имеет также несколько других применений в электронике в комбинации с кремнием и селеном.

Мышьяк коммерческой чистоты 99% используется в сплавах на основе свинца и меди как второстепенная добавка (0,1-0,5%) для повышения стойкости клемм и аккумуляторных пластин в свинцово-кислотных аккумуляторах, для улучшения коррозионной стойкости и прочности на разрыв медных сплавов. Только Китай выпускает продукцию такой чистоты, но в рамках программ защиты окружающей среды ожидается уменьшение использования металла в батареях из-за его высокой токсичности. Мышьяк может также применяться как средство обесцвечивания в стеклянной промышленности.

Мировое производство триоксида мышьяка в 2000 году достигло 40 тыс. т, что, по данным US Geological Survey, на 3% больше, чем в 1999 году (38,8 тыс. т). Самым крупным производителем триоксида мышьяка в прошлом году был Китай (16 тыс. т), следом за ним идут Чили (8 тыс. т), Гана (5 тыс. т), Мексика (3 тыс. т), Россия и Бельгия (по 1,5 тыс. т), Франция (1 тыс. т) и остальные страны-производители (2 тыс. т все вместе).

Мировые запасы меди и свинца содержат около 11 млн. т мышьяка. Относительно высокое содержание этого элемента наблюдается, в частности, в медных рудах на севере Перу и на Филиппинах, а также в медно-золотых рудах Чили. Кроме того, некоторые месторождения золота, особенно в Канаде, содержат значительные количества мышьяка. Самостоятельные месторождения мышьяка не разрабатываются, в основном, – это побочный продукт добычи меди и золота.

При утилизации мышьяк обычно не извлекается из лома конечных потребителей, но промышленные воды и загрязненные стоки деревообрабатывающих заводов повторно используются при обработке под давлением.

Цены на металлический мышьяк чистоты 99% в последние два с половиной года стабильны и составляют 45-50 центов за фунт. В течение последних пяти лет самый низкий уровень (35-45 центов за фунт) был зарегистрирован в сентябре 1997 года, наиболее высокий (65-75 центов за фунт) – в начале 1996 года. В целом же на этом рынке наблюдается долгосрочная тенденция к снижению цен вследствие отсутствия новых областей применения соединений мышьяка вне границ электронной промышленности.

Мария Антонова, по материалам Metal Bulletin

 
© агенство "Стандарт"