稀有金(jīn)屬有哪些(xiē)?稀有金(jīn)屬的作(zuò)用(yòng)是什(shén)麽?
下(xià)面向大(dà)家稍微解答(dá)一下(xià)
稀有金(jīn)屬通常指在自(zì)然界中含量較少或分布稀散的金(jīn)屬,它們難于從(cóng)原料中提取,在工(gōng)業上(shàng)制備和(hé)應用(yòng)較晚。但(dàn)在現(xiàn)代工(gōng)業中有廣泛的用(yòng)途。中國稀有金(jīn)屬資源豐富,如鎢、钛、稀土、釩、锆、钽、铌、锂、铍等已探明(míng)的儲量,都居于世界前列,中國正在逐步建立稀有金(jīn)屬工(gōng)業體系。
一、稀有金(jīn)屬有哪些(xiē)
所謂稀有金(jīn)屬是指在自(zì)然界含量較少,或分布比較分散,應用(yòng)與制備較晚,有些(xiē)稀有金(jīn)屬元素到(dào)目前爲止還是人造的。根據稀有金(jīn)屬性質的不同一般分做以下(xià)六類:
1、稀土金(jīn)屬
包括钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)及镥(Lu)共17種。
其中的钷是人造的、具有放(fàng)射性的金(jīn)屬元素,即到(dào)目前爲止尚未在天然礦物中發現(xiàn)。其餘的16種稀土金(jīn)屬以常量或微量共同存在于獨居石及钪、镱等礦石中。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(néng)形成穩定的配位化合物以及微溶于水(shuǐ)的草酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、氟化物及氫氧化物等。
稀土鹽類做爲電鍍鉻的添加劑,可以實現(xiàn)低(dī)質量濃度鉻酐溶液鍍鉻,在我國已有近30年的曆史了(le),目前已經商品化。铈鹽做爲添加劑可以大(dà)大(dà)改善錫鍍層的可焊性。從(cóng)水(shuǐ)溶液中電沉積稀土金(jīn)屬是很(hěn)困難的,但(dàn)稀土镧可以與鎳共沉積形成Ni-La合金(jīn)。總之,稀土金(jīn)屬在表面處理(lǐ)行業的應用(yòng)具有非常廣闊的發展前景。
2、稀有貴金(jīn)屬
鉑(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)、钌(Ru)、銥(Ir)和(hé)锇(Os)屬稀有貴金(jīn)屬。與Au和(hé)Ag相比,上(shàng)述6種貴金(jīn)屬爲稀有金(jīn)屬,電鍍Pt、Rh和(hé)Pd薄鍍層已有成熟的工(gōng)藝。
3、放(fàng)射性稀有金(jīn)屬
钋(Po)、鐳(Ra)及15個锕系金(jīn)屬屬放(fàng)射性稀有金(jīn)屬。它們是锕(Ac)、钍(Th)、镤(Pa)、鈾(U)、镎(Np)、钚(Pu)、镅(Am)、锔(Cm)、锫(Bk)、锎(Cf)、锿(Es)、镄(Fm)、钔(Ma)、锘(No)及铹(Lr)。全部是人造的元素。
4、稀有輕金(jīn)屬
锂(Li)、铷(Rb)、铯(Cs)及钫(Fr)屬稀有輕金(jīn)屬,其中钫爲人造元素。
5、稀有分散金(jīn)屬
铼(Re)、镓(Ga)、铟(In)、铊(TI)、及鍺(Ge)屬稀有分散金(jīn)屬。這(zhè)些(xiē)金(jīn)屬在自(zì)然界中不能(néng)形成獨立的礦石,而是以雜(zá)質的形式分散存在于其它金(jīn)屬的礦石中。
6、難熔稀有金(jīn)屬
指熔點高(gāo)的稀有金(jīn)屬,包括钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钽(Ta)、鎢(W)、钼(Mo)、釩(V)、铼(Re)和(hé)锝(Tc),其中锝爲人造的元素。這(zhè)些(xiē)金(jīn)屬的标準電位很(hěn)負,不可能(néng)從(cóng)水(shuǐ)溶液中沉積爲純金(jīn)屬,但(dàn)可以在鎳及钴等的誘導下(xià)電沉積爲合金(jīn)。
二、稀有金(jīn)屬的作(zuò)用(yòng)
铟
地殼中的自(zì)然儲量爲6000噸,可開(kāi)采儲量超過2000噸。2004年,世界铟的開(kāi)采量爲405噸。中國、日本、加拿大(dà)、比利時(shí)和(hé)俄羅斯是铟的生産大(dà)國。我國儲量居世界第一。占全球供應量的80%。主要用(yòng)于平闆顯示器、合金(jīn)、半導體數據傳輸、航天産品的制造。主要伴生在鉛鋅礦中,2005年我國原生 铟産量也(yě)隻有410噸。铟是一種伴生的金(jīn)屬,隻是鋅精礦裏面的含量都是用(yòng)PPM(百萬分之)計(jì)算(suàn)的,非常少,不能(néng)再生。
稀土
稀土由14種自(zì)然元素,以及合成元素組成。自(zì)然儲量超過1.5億噸,可開(kāi)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(shàng)。用(yòng)于制造複合材料,鎂、鋁、钛等合金(jīn)材料,被形象地比喻爲“工(gōng)業味精。
鍺
我國儲量居世界第一,産量占全球的50%。主要用(yòng)于夜視(shì)儀、熱成像儀、石油産品催化劑、太陽能(néng)電池等生産,并被廣泛用(yòng)于光纖通訊領域。
此外(wài)钽、锶、 銻、镉、銥、铋、铑、钛、鎳、锆、鉻、钴等等及鎳鉻、鎳鉻矽、鎳鋁、钛鋁、鐵(tiě)鎳等等,在歐洲這(zhè)些(xiē)很(hěn)多都是戰略金(jīn)屬,在國防建設中也(yě)有廣泛的用(yòng)途,有些(xiē)已經用(yòng)于宇宙飛(fēi)船(chuán)的制造及軍事(shì)應用(yòng)。如金(jīn)屬钽不僅在火炮上(shàng)有大(dà)用(yòng)處,而且是以後宇宙空(kōng)間探索必要的材料,其奇特的物理(lǐ)化學性能(néng)至今科學家還在研究, 钽合金(jīn)的特殊用(yòng)途仍在研究、開(kāi)發。
钛
钛和(hé)钛的合金(jīn)大(dà)量用(yòng)于航空(kōng)工(gōng)業,有"空(kōng)間金(jīn)屬"之稱;另外(wài),在造船(chuán)工(gōng)業、化學工(gōng)業、制造機械部件、電訊器材、硬質合金(jīn)等方面有着日益廣泛的應用(yòng)。此外(wài),由于钛合金(jīn)還與人體有很(hěn)好(hǎo)的相容性,所以钛合金(jīn)還可以作(zuò)人造骨。
釩
釩之所以用(yòng)于鋼鐵(tiě)中,是由于釩能(néng)與鋼鐵(tiě)中的碳元素生成穩定的碳化合物(V4C3),可以細化鋼的組織和(hé)晶粒,提高(gāo)晶粒粗話(huà)溫度。顯著提高(gāo)改善鋼鐵(tiě)的性能(néng)。可加大(dà)鋼的強度、韌性、抗腐蝕能(néng)力、耐磨能(néng)力和(hé)承受沖擊負荷的能(néng)力等。