| 词条 | 稀有金属 |
| 释义 | § 概述 定义 稀有金属稀有金属一般指在自然中含量很少、分布稀散或难于从原料中提取的金属。 稀有金属，这个名称并不全是由于它们在地壳中丰度低的原因，而是某些稀有金属在地壳中的贮存状态比较分散，或发现比较晚，或制取较困难，因而其生产和应用都较晚。在历史上给人以“稀有”的概念，遂被称为稀有金属而沿用至今。 稀有金属这类金属中有的地壳丰度小，天然资源少；有的地壳丰度虽大，但赋存状态分散，不容易被经济地提取；有的在物理－化学性质上近似而不容易分离成单一金属。过去制取和使用得很少，因此得名为稀有金属。19世纪即有稀有元素(rare elements)一词，20世纪20年代,在此基础上定名为稀有金属。稀有金属开发较晚，所以有时还称为新金属(new metals)。第二次世界大战以来，由于新技术的发展，需求量的增大，稀有金属研究和应用迅速发展，冶金新工艺不断出现，这些金属的生产量也逐渐增多。稀有金属已经不稀。稀有金属所包括的金属也在变化，如钛在现代技术中应用日益广泛，产量增多，所以有时也被列入轻金属。 § 性质特点 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。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。 § 主要分类 稀有金属稀有金属按其物理及化学性质的近似、在矿物原料中的共生关系、从原料中提取方法的类似及其它共同特征，一般又分为五类： 稀有轻金属，包括锂、铷、铯和铍，共4种金属。共同特点是密度小（在0.53-1.859g/cm3之间），化学活性强，氧化物和氯化物都很稳定，难以还原成金属，一般都用熔盐电解法和金属热还原制取。其性质及生产方法与轻金属铝、镁等相似。 稀有高熔点金属，包括钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼和铼，共9种金属。其共同特点是熔点高，钨的熔点达3680K；耐腐蚀性能好。具有多种原子价，它们的碳、氮、硼、硅化合物熔点也很高，硬度大，生产工艺上一般都是先制取纯氧化物或卤化物，再用金属热还原法或熔盐电解法制取，钛由于密度小，也有将它划归轻金属类的；铼由于无独立的矿床，主要分散在某些金属(特别是钼)的硫化矿中，因而也有人将它划归稀散金属类。 稀土金属，包括镧系元素镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥及钪、钇，共17个金属。其共同特点是最外两层电子结构相同，钇与钪也与之相似，因而它们的物理化学性质非常相近，在矿物中共生，分离困难。在冶炼过程中的行为也大体相似。 稀散金属，包括镓、铟、铊、锗、硒、碲，共6种金属。其共同特点是只有极少的独立矿物，一般都是以类质同象形态存在于其他矿物中。锗、硒、碲具有典型的半金属性质，因此也有把它们划归入半金属类的。 放射性金属，包括天然放射性金属钋、钫、镭、锕、钍、镤和铀，以及人造放射性金属锝、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、铹和104～109号元素，共25种金属。其共同特点是能自发放射出具有某种能量的射线(α、β、γ射线)。 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。 § 主要用途 稀有金属稀有金属生产的发展往往是同科学技术的发展密切联系着的。第二次世界大战以后，稀有金属的应用有了迅速的发展。在原子能工业中铀、钍、钚用作核燃料，锆、铌、钒用作结构材料，铪、镝、钆用作控制材料，铍用作慢化剂和反射层材料；在电子技术中，锗用于制造晶体管，钽用于制造电解电容器，钆、铕用作发光材料，钐用作强磁材料；在航空、航天工业中使用的钛、钨、铪、铌、铼结构材料。 钛：可用于航天器，宇宙飞船内部一般都用它做；是制造战机的主要原料，而且价格昂贵。平时一般人只是在元素周期表上才能见到这些金属。 钼：用于炼制各类合金钢、不锈钢、耐热钢、超级合金，在军事工业中广泛应用。 钒:熔点最高的金属，要3千多摄氏度； 稀有金属 锗：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。 铟：不但是制造液晶面板不可替代的金属材料， 还是合金、半导体数据传输、航天产品的制造不可替代的金属材料，而且在高科技武器制造中有极其重要的作用。 钨：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。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。没有放射性,钨的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 340;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。 稀土：稀土是包括镧、铈、镨、钕、钇等17种化学元素的总称" 。在许多尖端技术领域也正大显身手，如用于激光测距、激光瞄准、激光制导和激光武器等，在航天、航空、地质、气象和现代军事技术方面正发挥着越来越大的作用，拥有着极为广阔的发展前景。" § 冶炼技术 稀有金属纯度测试仪 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。 § 分布储量 稀有金属-铋 铟：中国储量居世界第一。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年中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。 钨：中国世界储量第一。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。 钨的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：中国储量居世界第二。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：中国储量居世界第一。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发。 § 限制出口 中国再提高稀有金属出口门槛 2009年6月下旬美国与欧盟就中国限制出口稀有金属问题向世界贸易组织提起诉讼，指责中国限制出口几种主要稀有金属违背了国际贸易准则。针对欧盟和美国的这一举动，国内部分稀有金属类上市公司认为，欧美申诉理由冠冕堂皇，是一种非常自私的行为，稀有金属是中国的战略储备资源，保护资源、保护环境，这是合理的国家的战略举措。 稀有金属是国家重要的战略资源，近年来中国对稀有金属的开采和出口进行限制是非常明智的选择。 长期以来，国内稀土行业存在乱采乱开现象，中国稀土产品在国际上没有话语权，国际商家从中渔利，这种局面需要改变，首先就要限制开采，限制出口，否则国内的稀土资源将以极低的价格快速流失。钽是生产电子产品的功能性材料，早已经成为美国的战略物资，美国国防部后勤署是钽金属最大的拥有者，曾一度买断了世界三分之一的钽粉，但是这么重要的战略资源，中国钽金属生产企业并没有获得多少利润，出口到国外仅仅获得微利而已，原因就是恶性竞争使得国外商家从中渔利。 国家在稀有金属方面采取的限制开采和限制出口措施外，稀有金属既然是国家的战略资源，就应该制定国家层面的战略储备体系，仅仅靠限制开采和限制出口并不利于战略资源储备的长期建设，也应该从地方政府和各企业的实际情况出发，制定相应的配套政策，比如对稀有金属的收储，一方面可以让这些资源储备起来，另一方面也可以提高产品价格，保证地方政府的财政收入和企业的利润来源，只有制定了相应的配套政策，才能使战略资源储备从上到下得到贯彻落实。 § 参考资料 [1] 和讯 http://news.hexun.com/2009-06-25/118973015.html [2] 中华网 http://military.china.com/zh_cn/critical3/27/20061119/13752952.html [3] 稀有金属在军事上的重要作用 http://www.changher.cn/kexuejishu/xiyoujinshuzaijunshishangdechongyaozuoyong/ |
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