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稀有金属有哪些?稀有金属的作用

文章来源: 网络       发布时间:2018-10-20

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。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。


稀有金属有哪些

所谓稀有金属是指在自然界含量较少,或分布比较分散,应用与制备较晚,有些稀有金属元素到目前为止还是人造的。根据稀有金属性质的不同一般分做以下六类:

1、稀土金属

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种。

其中的钷是人造的、具有放射性的金属元素,即到目前为止尚未在天然矿物中发现。其余的16种稀土金属以常量或微量共同存在于独居石及钪、镱等矿石中。稀土元素的原子结构具有共同特点,因此化学性质都相似;如易溶于稀酸;能形成稳定的配位化合物以及微溶于水的草酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氟化物及氢氧化物等。

稀土盐类做为电镀铬的添加剂,可以实现低质量浓度铬酐溶液镀铬,在我国已有近30年的历史了,目前已经商品化。铈盐做为添加剂可以大大改善锡镀层的可焊性。从水溶液中电沉积稀土金属是很困难的,但稀土镧可以与镍共沉积形成Ni-La合金。总之,稀土金属在表面处理行业的应用具有非常广阔的发展前景。

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2、稀有贵金属

铂(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)、钌(Ru)、铱(Ir)和锇(Os)属稀有贵金属。与Au和Ag相比,上述6种贵金属为稀有金属,电镀Pt、Rh和Pd薄镀层已有成熟的工艺。

3、放射性稀有金属

钋(Po)、镭(Ra)及15个锕系金属属放射性稀有金属。它们是锕(Ac)、钍(Th)、镤(Pa)、铀(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、稀有轻金属

锂(Li)、铷(Rb)、铯(Cs)及钫(Fr)属稀有轻金属,其中钫为人造元素。

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5、稀有分散金属

铼(Re)、镓(Ga)、铟(In)、铊(TI)、及锗(Ge)属稀有分散金属。这些金属在自然界中不能形成独立的矿石,而是以杂质的形式分散存在于其它金属的矿石中。

6、难熔稀有金属

指熔点高的稀有金属,包括钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、钼(Mo)、钒(V)、铼(Re)和锝(Tc),其中锝为人造的元素。这些金属的标准电位很负,不可能从水溶液中沉积为纯金属,但可以在镍及钴等的诱导下电沉积为合金。


稀有金属的作用

地壳中的自然储量为6000吨,可开采储量超过2000吨。2004年,世界铟的开采量为405吨。中国、日本、加拿大、比利时和俄罗斯是铟的生产大国。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。铟是一种伴生的金属,只是锌精矿里面的含量都是用PPM(百万分之)计算的,非常少,不能再生。

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稀土

稀土由14种自然元素,以及合成元素组成。自然储量超过1.5亿吨,可开采储量超过0.88亿吨。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。

我国储量居世界第一,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, 钽合金的特殊用途仍在研究、开发。

稀有金属有哪些?稀有金属的作用

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。

钒之所以用于钢铁中,是由于钒能与钢铁中的碳元素生成稳定的碳化合物(V4C3),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。

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