稀土、稀散金属矿


稀土金属矿分布图

 稀土、稀散金属矿 
稀土、镓、铟、铊、锗、硒、碲、铼)

一、稀土
    稀土金属又称稀土元素,是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称,常用R或RE表示。它们的名称和化学符号是钪(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)、镥(Lu)。它们的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。
    稀土一般是以氧化物状态分离出来的,又很稀少,因而得名为稀土。通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土;把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性,除钪之外(有的将钪划归稀散元素),划分成三组,即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷;中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝;重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。
    稀土金属已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。
    我国拥有丰富的稀土矿产资源,成矿条件优越,堪称得天独厚,探明的储量居世界之首,为发展我国稀土工业提供了坚实的基础。

二、稀散金属矿
(镓、铟、铊、锗、硒、碲、铼)
    稀散金属通常是指由镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)、锗(Ge)、硒(Se)、碲(Te)和铼(Re)7个元素组成的一组化学元素。但也有人将铷、铪、钪、钒和镉等包括在内。这7个元素从1782年发现碲以来,直到1925年发现铼才被全部发现。这一组元素之所以被称为稀散金属,一是因为它们之间的物理及化学性质等相似,划为一组;二是由于它们常以类质同象形式存在有关的矿物当中,难以形成独立的具有单独开采价值的稀散金属矿床,(最近在四川省石棉县发现一处以碲为主的碲铋矿床);三是它们在地壳中平均含量较低,以稀少分散状态伴生在其他矿物之中,只能随开采主金属矿床时在选冶中加以综合回收、综合利用。
    稀散金属具有极为重要的用途,是当代高科技新材料的重要组成部分。由稀散金属与有色金属组成的一系列化合物半导体、电子光学材料、特殊合金、新型功能材料及有机金属化合物等,均需使用独特性能的稀散金属。用量虽说不大,但至关重要,缺它不可。因而广泛用于当代通讯技术、电子计算机、宇航开发、医药卫生、感光材料、光电材料、能源材料和催化剂材料等。我国稀散金属矿产丰富,为发展稀散金属工业提供了较好的资源条件。
   
    1、碲矿

    碲是一种非金属元素,可它却有十分良好的传热和导电本领。在所有的非金属同伴中,它的金属性是最强的。
碲消费量的80%是在冶金工业中应用:钢和铜合金加入少量碲,能改善其切削加工性能并增加硬度;在白口铸铁中碲被用作碳化物稳定剂,使表面坚固耐磨;含少量碲的铅,可提高材料的耐蚀性、耐磨性和强度,用作海底电缆的护套;铅中加入碲能增加铅的硬度,用来制作电池极板和印刷铅字。碲可用作石油裂解催化剂的添加剂以及制取乙二醇的催化剂。氧化碲用作玻璃的着色剂。高纯碲可作温差电材料的合金组分。碲化铋为良好的制冷材料。碲和若干碲化物是半导体材料。超纯碲单晶是新型的红外材料。
    主要用来添加到钢材中以增加延性,电镀液中的光亮剂、石油裂化的催化剂、玻璃着色材料,以及添加到铅中增加它的强度和耐蚀性。碲和它的化合物又是一种半导体材料。
    碲与它的同族元素硫相比,在地壳中的含量少得多。碲成单质存在的矿是极难找到的。近年来新能源的迅猛发展,而碲又是制造碲化镉太阳能薄膜电池的主要原材料。碲矿资源分布稀散,独立矿床少,大都伴生在铜、铅、金的矿物中,或以杂质状态赋存于其它矿中。我国的碲矿资源储量虽居世界第三位,但只有四川省发现碲矿是独立矿床,尤显珍贵,被称为仅次于大熊猫的“第二国宝”。在不远的将来,我们将会用到更多的太阳能电。四川拥有世界惟一独立的碲矿资源,如果全部开采提炼出来,再运用先进技术可以建成相当于80个三峡电站的太阳能发电站。
    稀散金属碲以其在现代高科技工业、国防与尖端技术领域中所占有的重要地位,越来越受到人们的重视,应用范围也越来越广。  (化学元素符号Te)

    2、铼矿
    铼是一种非常坚硬的银白色金属,看起来象白金一样。它的比重很大。铼是高熔点金属,其熔点仅次于钨。铼的化学性质稳定,耐腐蚀性强,在空气中不被氧化,酸和碱对它的腐蚀作用很小。铼具有极高的机械强度,一根比头发还细的铼合金丝,能够承受七千克以上的重力。此外,铼还有高电阻以及其它电学特性。
    美国载人航天器上的不少零部件就是用这类铼合金制造的。在铬镍合金中添加少量的铼,能够大大提高合金的熔点和强度,用这种合金制作的零部件,其使用寿命可延长几倍至数十倍。铼在电机、电子和仪器仪表等领域的用途更是令人瞩目。普通钨灯丝的表面如果涂上一层铼,使用寿命可延长5~10倍。现在,大家见到较多的,还有测量温度的钨铼热电偶。总之,铼的用途非常广泛,只是由于价格昂贵,使得它的使用受到限制 。
    铼在地壳中的蕴藏量极少,通常只伴生在铜矿和辉钼矿中,世界铼金属产量每年不超过几十吨,需求却在不断增加,世界上主要产铼国是智利、墨西哥、哈萨克斯坦等。截至2003年,我国已探明的铼储量约230~300吨。
(化学元素符号Re)