稀有金屬簡介

稀有金屬,通常指在自然界中含量較少或分布稀散的金屬,它們難於從原料中提取,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,都居於世界前列,中國正在逐步建立稀有金屬工業體系。

稀有金屬主要用於制造特種鋼、超硬質合金和耐高溫合金,在電氣工業、化學工業、陶瓷工業、原子能工業及火箭技術等方面。

稀有金屬的名稱具有一定的相對性,隨著人們對稀有金屬的廣泛研究,新產源及新提煉方法的發現以及它們應用範圍的擴大,稀有金屬和其它金屬的界限將逐漸消失,如有的稀有金屬在地殼中的含量比銅、汞、鎘等金屬還要多。

有的稀有金屬在物理-化學性質上近似而不容易分離成單一金屬。過去制取和使用得很少,因此得名為稀有金屬。19世紀即有稀有元素(rare elements)一詞,20世紀20年代在此基礎上定名為稀有金屬。稀有金屬開發較晚,所以有時還稱為新金屬(new metals)。第二次世界大戰以來,由於新技術的發展,需求量的增大,稀有金屬研究和應用迅速發展,冶金新工藝不斷出現,這些金屬的生產量也逐漸增多。稀有金屬已經不稀。稀有金屬所包括的金屬也在變化,如鈦在現代技術中應用日益廣泛,產量增多,所以有時也被列入輕金屬。

稀有金屬分類:

稀有金屬根據各種元素的物理和化學性質,賦存狀態,生產工藝以及其他一些特征,一般從技術上分為以下五類:

稀有輕金屬

包括鋰Li、銣Rb、銫Cs、鈹Be。比重較小,化學活性強。

稀有難熔金屬

包括鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉬、鎢。熔點較高,與碳、氮、矽、硼等生成的化合物熔點也較高。

稀有分散金屬

簡稱稀散金屬,包括鎵、銦、鉈、鍺、錸以及硒、碲。大部分賦存於其他元素的礦物中。

稀有稀土金屬

簡稱稀土金屬,包括鈧、釔及鑭系元素。它們的化學性質非常相似,在礦物中相互伴生。

稀有放射性金屬

包括天然存在的鈁、鐳、釙和錒系金屬中的錒、釷、鏷、鈾,以及人工制造的鍀、鉕、錒系其他元素和104至107號元素。

稀有金屬冶煉工藝

稀有金屬在地殼中的含量並不都是很少的。例如鈦、鋯、釩在地殼中的含量大於常見的有色金屬鎳、銅、鋅、鈷、鉛、錫。稀有金屬由於賦存分散,並且常與其他金屬伴生,一些物理化學性質特殊因而往往要采取特殊的生產工藝。如用有機溶劑萃取法及離子交換法分離提取鋰、銣、銫、鈹、鋯、鉿、鉭、鈮、鎢、鉬、鎵、銦、鉈、鍺、錸以及鑭系金屬、錒系金屬等;用金屬熱還原法、熔鹽電解法制取鋰、鈹、鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭及稀土金屬等;用氯化冶金法提取分離或還原制取鈦、鋯、鉿、鉭、鈮和稀土金屬等;用碘化物熱分解法制取高純鈦、鋯、鉿、釩、鈾、釷等。真空燒結、電弧熔煉、電子束熔煉、等離子熔煉等一系列冶金技術已經大量用於提煉稀有金屬,特別是稀有難熔金屬。區域熔煉技術已是制取高純度稀散金屬和稀有難熔金屬的有效手段。

隨著科學技術的進步與冶金工藝、設備和分析檢測技術的發展和稀有金屬生產規模的擴大,稀有金屬的純度也就不斷提高,性能不斷改進,品種不斷增多,從而推動了稀有金屬的應用領域的擴大。稀有金屬的一些冶金工藝如有機溶劑萃取技術,氯化技術等也逐步推廣到整個有色金屬的冶金領域。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,都居於世界前列。中國正在逐步建立稀有金屬工業體系。