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    稀有金属的分类和用途

           稀有金属通常指在自然界中含量较少或分布稀散的金属。
      它们难于从原料中提取,在工业上制备和应用较晚。但在现代工业中有广泛的用途,如用于制造特种钢、超硬质合金和耐高温合金,在电气工业、化学工业、陶瓷工业、原子能工业及火箭技术等方面。
      稀有金属的名称具有一定的相对性,随着人们对稀有金属的广泛研究,新产源及新提炼方法的发现以及它们应用范围的扩大,稀有金属和其它金属的界限将逐渐消失,如有的稀有金属在地壳中的含量比铜、汞、镉等金属还要多。


    分类
      稀有金属根据各种元素的物理和化学性质,赋存状态,生产工艺以及其他一些特征,一般从技术上分为以下五类:
      稀有轻金属 包括锂、铷、铯、铍。比重较小,化学活性强。
      稀有难熔金属 包括钛、锆、铪、钒、铌、钽、钼、钨。熔点较高,与碳、氮、硅、硼等生成的化合物熔点也较高。
      稀有分散金属 简称稀散金属,包括镓、铟、铊、锗、铼以及硒、碲。大部分赋存于其他元素的矿物中。
      稀有稀土金属 简称稀土金属,包括钪、钇及镧系元素。它们的化学性质非常相似,在矿物中相互伴生。
      稀有放射性金属 包括天然存在的钫、镭、钋和锕系金属中的锕、钍、镤、铀,以及人工制造的锝、钷、锕系其他元素和104至107号元素。
      上述分类不是十分严格的。有些稀有金属既可以列入这一类,又可列入另一类。例如铼可列入稀散金属,也可列入稀有难熔金属。

    用途
      铟:我国储量居世界第一。占全球供应量的80%。主要用于平板显示器、合金、半导体数据传输、航天产品的制造。主要伴生在铅锌矿中,2005年我国原生 铟产量也只有410吨。铟它是一种伴生的金属,只是锌精矿里面的含量都是用PPM(百万之)计算的,非常的少,不能再生。
      钨:我 国世界储量第一。占全球供应量的为85%。主要用于硬质合金、特种钢等产品,并被广泛用于国防工业、航空航天、信息产业,被称为“工业的牙齿”。钨能耐高 温,所以钨合金被大量用在机械、武器工业中。比如枪、炮的发射管中都会用到钨的合金。 军事方面用做穿甲弹的弹丸,都是用比坦克装甲硬得多的高密度合金钢、碳化钨等材料制成的。钨合金的机械性能与贫铀相差无几,而且贫铀的缺点反而是它的优 点。钨没有放射性,化学性能也非常稳定,甚至在1000℃以上的高温下也不会氧化,而且硬度也不会明显下降。这点对防破甲弹的高温金属射流十分有利。钨的硬度极高,主要用于钢铁金属的合金,加入钨后钢的硬度会有极大的提高,在金属加工领域的刀具材料高速钢就是含钨的合金。如果一个国家没有钨的话,在目前 技术条件下的金属加工能力就会出现极大的缺失,直接导致机械行业的瘫痪,所以称之为战略金属。此外在照明领域也必须使用钨做为灯丝。
      钼:我国储量居世界第二。占全球供应量的24%。用于炼制各类合金钢、不锈钢、耐热钢、超级合金,在军事工业中应用广泛,被称作“战争金属”。 据美国专家说,如果世贸中心用了钼铁合金的骨架,世贸中心就不会倒塌。
      稀土:我国储量居世界第一。供应量占全球总量的80%以上。用于制造复合材料,镁、铝、钛等合金材料,被形象地比喻为“工业味精。
      锗:储量居世界第一。产量占全球的50%。主要用于夜视仪、热成像仪、石油产品催化剂、太阳能电池等生产,并被广泛用于光纤通讯领域。
      此外钽、锶、 锑、镉、铱、铋、铑、钛、镍、锆、铬、钴等等及镍铬、镍铬硅、镍铝、钛铝、铁镍等等,在欧洲这些很多都是战略金属在国防建设中也有广泛的用途.有些已经用于宇宙飞船的制造及军事应用。如金属钽不仅在火炮上有大用处,而且是以后宇宙空间探索必要的材料,其奇特的物理化学性能至今科学家还在研究, 钽合金的特殊用途目前仍在研究、开发。
      钛:钛和钛的合金大量用于航空工业,有"空间金属"之称;另外,在造船工业、化学工业、制造机械部件、电讯器材、硬质合金等方面有着日益广泛的应用。此外,由于钛合金还与人体有很好的相容性,所以钛合金还可以作人造骨。
      钒:熔点最高的金属,要3千多摄氏度。钒所以用于钢铁中,是由于钒能与钢铁中的碳元素生成稳定的碳化合物(V4C3),他可以细化钢的组织和晶粒,提高晶粒粗话温度。显著提高改善钢铁的性能。可加大钢的强度、韧性、抗腐蚀能力、耐磨能力和承受冲击负荷的能力等。

    冶炼工艺技术
      稀有金属在地壳中的含量并不都是很少的。例如钛、锆、钒在地壳中的含量大于常见的有色金属镍、铜、锌、钴、铅、锡。稀有金属由于赋存分散,并且常与其他金属伴生,一些物理化学性质特殊,因而往往要采取特殊的生产工艺。如用有机溶剂萃取法及离子交换法分离提取锂、铷、铯、铍、锆、铪、钽、铌、钨、钼、镓、铟、铊、锗、铼以及镧系金属、锕系金属等;用金属热还原法、熔盐电解法制取锂、铍、钛、锆、铪、钒、铌、钽及稀土金属等;用氯化冶金法提取分离或还原制取钛、锆、铪、钽、铌和稀土金属等;用碘化物热分解法制取高纯钛、锆、铪、钒、铀、钍等。真空烧结、电弧熔炼、电子束熔炼、等离子熔炼等一系列冶金技术已经大量用于提炼稀有金属,特别是稀有难熔金属。区域熔炼技术已是制取高纯度稀散金属和稀有难熔金属的有效手段。
      随着科学技术的进步与冶金工艺、设备和分析检测技术的发展和稀有金属生产规模的扩大,稀有金属的纯度也就不断提高,性能不断改进,品种不断增多,从而推动了稀有金属的应用领域的扩大。稀有金属的一些冶金工艺如有机溶剂萃取技术,氯化技术等也逐步推广到整个有色金属的冶金领域。中国稀有金属资源丰富,如钨、钛、稀土、钒、锆、钽、铌、锂、铍等已探明的储量,都居于世界前列。中国正在逐步建立稀有
    金属工业体系。

    点击次数:  更新时间:2019-01-12 09:13:46  【打印此页】  【关闭