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稀有金屬有哪些?稀有金屬的作用

發表時間:2019-12-12 22:49

稀有金屬通常指在自然界中含量較少或分布稀散的金屬,它們難于從原料中提取,在工業上制備和應用較晚。但在現代工業中有廣泛的用途。中國稀有金屬資源豐富,如鎢、鈦、稀土、釩、鋯、鉭、鈮、鋰、鈹等已探明的儲量,都居于世界前列,中國正在逐步建立稀有金屬工業體系稀有金屬回收。


稀有金屬有哪些


所謂稀有金屬是指在自然界含量較少,或分布比較分散,應用與制備較晚,有些稀有金屬元素到目前為止還是人造的。根據稀有金屬性質的不同一般分做以下六類:



1、稀土金屬


包括鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)及镥(Lu)共17種稀有金屬回收。


其中的钷是人造的、具有放射性的金屬元素,即到目前為止尚未在天然礦物中發現。其余的16種稀土金屬以常量或微量共同存在于獨居石及鈧、鐿等礦石中。稀土元素的原子結構具有共同特點,因此化學性質都相似;如易溶于稀酸;能形成穩定的配位化合物以及微溶于水的草酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、氟化物及氫氧化物等。


稀土鹽類做為電鍍鉻的添加劑,可以實現低質量濃度鉻酐溶液鍍鉻,在我國已有近30年的歷史了,目前已經商品化。鈰鹽做為添加劑可以大大改善錫鍍層的可焊性。從水溶液中電沉積稀土金屬是很困難的,但稀土鑭可以與鎳共沉積形成Ni-La合金。總之,稀土金屬在表面處理行業的應用具有非常廣闊的發展前景。


2、稀有貴金屬


鉑(Pt)、銠(Rh)、鈀(Pd)、釕(Ru)、銥(Ir)和鋨(Os)屬稀有貴金屬。與Au和Ag相比,上述6種貴金屬為稀有金屬,電鍍Pt、Rh和Pd薄鍍層已有成熟的工藝稀有金屬回收。


3、放射性稀有金屬


釙(Po)、鐳(Ra)及15個錒系金屬屬放射性稀有金屬。它們是錒(Ac)、釷(Th)、鏷(Pa)、鈾(U)、镎(Np)、钚(Pu)、镅(Am)、鋦(Cm)、锫(Bk)、锎(Cf)、锿(Es)、鐨(Fm)、鍆(Ma)、锘(No)及鐒(Lr)。全部是人造的元素。


4、稀有輕金屬


鋰(Li)、銣(Rb)、銫(Cs)及鈁(Fr)屬稀有輕金屬,其中鈁為人造元素。


5、稀有分散金屬


錸(Re)、鎵(Ga)、銦(In)、鉈(TI)、及鍺(Ge)屬稀有分散金屬。這些金屬在自然界中不能形成獨立的礦石,而是以雜質的形式分散存在于其它金屬的礦石中。


6、難熔稀有金屬


指熔點高的稀有金屬,包括鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、釩(V)、錸(Re)和锝(Tc),其中锝為人造的元素。這些金屬的標準電位很負,不可能從水溶液中沉積為純金屬,但可以在鎳及鈷等的誘導下電沉積為合金稀有金屬回收。



稀有金屬的作用



地殼中的自然儲量為6000噸,可開采儲量超過2000噸。2004年,世界銦的開采量為405噸。中國、日本、加拿大、比利時和俄羅斯是銦的生產大國。我國儲量居世界第一。占全球供應量的80%。主要用于平板顯示器、合金、半導體數據傳輸、航天產品的制造。主要伴生在鉛鋅礦中,2005年我國原生銦產量也只有410噸。銦是一種伴生的金屬,只是鋅精礦里面的含量都是用PPM(百萬分之)計算的,非常少,不能再生稀有金屬回收。


稀土


稀土由14種自然元素,以及合成元素組成。自然儲量超過1.5億噸,可開采儲量超過0.88億噸。我國儲量居世界第一。供應量占全球總量的80%以上。用于制造復合材料,鎂、鋁、鈦等合金材料,被形象地比喻為“工業味精。



我國儲量居世界第一,產量占全球的50%。主要用于夜視儀、熱成像儀、石油產品催化劑、太陽能電池等生產,并被廣泛用于光纖通訊領域。


此外鉭、鍶、銻、鎘、銥、鉍、銠、鈦、鎳、鋯、鉻、鈷等等及鎳鉻、鎳鉻硅、鎳鋁、鈦鋁、鐵鎳等等,在歐洲這些很多都是戰略金屬,在國防建設中也有廣泛的用途,有些已經用于宇宙飛船的制造及軍事應用。如金屬鉭不僅在火炮上有大用處,而且是以后宇宙空間探索必要的材料,其奇特的物理化學性能至今科學家還在研究,鉭合金的特殊用途仍在研究、開發。



鈦和鈦的合金大量用于航空工業,有"空間金屬"之稱;另外,在造船工業、化學工業、制造機械部件、電訊器材、硬質合金等方面有著日益廣泛的應用。此外,由于鈦合金還與人體有很好的相容性,所以鈦合金還可以作人造骨。



釩之所以用于鋼鐵中,是由于釩能與鋼鐵中的碳元素生成穩定的碳化合物(V4C3),可以細化鋼的組織和晶粒,提高晶粒粗話溫度。顯著提高改善鋼鐵的性能。可加大鋼的強度、韌性、抗腐蝕能力、耐磨能力和承受沖擊負荷的能力等稀有金屬回收。


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