稀有金属

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、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、汞、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、铷、铯、铍。比重较小,化学活性强。

稀有难熔金属 包括、锆、铪、、钽、。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、铊、以及。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。

上述分类是不十分严格的。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,它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。

: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”。

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,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、、铱、、钛、、锆、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。

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、、钴、。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。