铌钽矿基本知识概述

　　铌钽矿是指含有钽和铌地矿物的总称。共有百余种。其中可作矿石开采的，主要由钽铁矿、铌铁矿和烧绿石。钽(Ta)铌(Nb)都属于高熔点(钽 2996℃、铌2468℃)、高沸点(钽5427℃、铌5127℃)稀有金属，外观似钢，灰白色光泽，粉末呈深灰色，具有吸气、耐腐蚀、超导性、单极导电性和在高温下强度高等特性。用于制备氧化钽、氧化铌，提炼钽、铌等。品位分析可以通过专用的钽铌矿浪声矿石分析仪进行快速分析。

　　一、铌钽的物化性质

　　1.物理性质

　　‌密度‌：铌的密度约为8.57g/cm³，钽的密度更高，约为16.68g/cm³‌。

　　‌熔点‌：铌的熔点为2468℃，钽的熔点更高，达到2996℃‌。

　　‌导电性‌：铌和钽都具有良好的导电性，特别是在高温环境下‌。

　　2.化学性质

　　‌稳定性‌：铌和钽在常温下稳定，不易与其他物质发生化学反应。在高温下也能保持稳定的化学性质，具有极强的抗腐蚀性，能够抵抗多种酸、碱和盐的腐蚀

　　‌抗氧化性‌：铌在200℃时开始氧化生成致密的氧化物薄膜，能抵御熔融碱和各种酸的腐蚀;钽在200℃以下也表现出良好的抗氧化性‌。

　　二、铌钽的性状

　　钽铌矿是一种稀有金属矿，主要成分包括钽(Ta)和铌(Nb)，它们在元素周期表中属于同一族，具有许多共同的物理和化学特性。钽和铌都具有高熔点、高沸点、灰白色光泽、粉末呈深灰色等特点，且在高温下强度高、耐腐蚀性强‌。它们均展现出钢灰色的金属光泽，其中纯钽略带一丝蓝色。钽和铌的塑性极佳，即便在冷状态下也能轻松轧制出仅0.01mm厚的薄板材，且无需中间退火。

　　三、铌钽的来源

　　铌钽矿床是富含铌和钽元素的稀有金属矿床，其成矿作用与岩浆分异演化、热液活动及变质作用密切相关 。全球铌资源主要分布于巴西，中国铌钽矿储量居世界前列，内蒙古白云鄂博矿床是典型代表。矿床类型包括花岗岩型、伟晶岩型、碳酸岩型、碱性岩型及变粒岩型，其中变粒岩型为中国新发现的独特类型。铌钽矿体多与钨、锡、稀土等金属共生，矿石矿物以铌铁矿、烧绿石、褐钇铌矿为主。

　　四、铌钽的作用

　　1. 铌

　　铌具有高熔点，导电性优良，耐腐蚀，耐磨等特点，主要可分为铌铁、铌化合物和铌合金产品等三大消费领域。

　　铌最大的消费领域是高强度低合金的铌铁，主要用来生产特种钢。在钢铁行业，铌主要作为合金元素添加在特种钢中。研究表明，将0.02%~0.05%的金属铌添加到钢中，钢铁的强度能够提高20%~25%，同时增强钢铁的抗腐蚀性能、机械性能和韧性，降低钢铁的脆性，大大改善钢铁的焊接性能。

　　正是因为铌钢的这些优良的特性，铌在高强度的钢板、热轧带钢、冷轧带钢的钢铁产品中具有广泛的应用。铌钢主要可以用来制造输油和输气管道、汽车部件、能承受压力的容器、船舶部件、重型的钢铁轨道、建设大型水电站所需要的高强度钢筋等。

　　铌合金主要用于航空航天、超导材料和核能领域。在超导材料领域，铌合金被用于生产超导磁体，这种超导磁体已经在磁悬浮列车、核磁共振装置系统以及核粒子加速器等方面得到应用。在航空领域，铌合金能够用于生产火箭、飞机发动机的材料;在核能领域，铌合金能够作为原子反应堆的材料。

　　2.钽

　　钽的主要用途是电容器级钽粉(24%)和钽轧制品(22%)，其次是钽化学品(18%);冶金级粉、未锻造金属、废料和其他用途(17%);钽锭(12%)和钽碳化物(7%)。

　　电子行业占了大约一半的钽消费量，主要用来制作粉末和线材。钽主要应用于电子电容器等终端领域，这得益于钽在存储和释放能量方面的特殊能力。正因为此能力，电子元件可以非常小，并且在空间敏感的高端应用中备受青睐，例如通信领域(手机)、数据存储(硬盘)和植入式医疗设备(助听器和起搏器)等。到目前为止，尚未找到可以在不降低性能的情况下钽的高效替代品。钽的低机械强度和高生物相容性使其可用作较强基材(如不锈钢)的涂层。例如医疗应用中，用于制作支撑血管的支架、板、骨骼替代品、缝合夹和缝合线等。此外，钽还被用于增强超合金的强度，这些超合金常用于航空航天和新能源领域。钽的抗腐蚀性使其在化学工业中具有重要价值，通常用作管道、罐体和容器的衬里。氧化钽用于提高透镜玻璃的折射率，而钽碳化物的硬度使其成为理想的切割工具。

　　五、铌钽的分布情况

　　据统计，全球铌金属资源总量超过910万吨，钽金属全球资源总量超过11万吨。铌资源主要分布在巴西和加拿大。其中，巴西的铌资源储量占全球资源量的80%。莫罗道斯赛斯拉各斯矿是目前全世界已查明资源量最大的碳酸岩型铌矿山，达到 2897 Mt，Nb2O5，品位2.85% 。此外，澳大利亚、俄罗斯、中国、安哥拉、马拉维、南非、埃塞俄比亚、尼日尼亚、刚果金、肯尼亚等国家也有分布。钽资源主要分布在澳大利亚和巴西，两国钽资源占据全球总储量的95%。其中，巴西钽储量约为10.6万吨，约占全球的40%，主要与碳酸岩杂岩体型矿床有关。澳大利亚的钽资源主要与花岗伟晶岩有关。刚果金、卢达旺、尼日利亚、埃塞俄比亚等国家也有少量钽分布。

　　六、我国主要的铌钽矿区

　　中国的铌钽资源遍布于15个省区的265个矿区。根据铌钽资源的成矿区带划分，主要分布在大兴安岭南段成矿带和华北陆块北缘西段成矿带。此外，在阿尔泰-天山成矿带、川西成矿带和中南岭成矿带也存在一定规模的铌钽矿资源分布。但中国绝大部分铌钽矿产品位未超过0.02%，目前每年的铌、钽精矿产量分别仅为50~60 t、90~100 t，远远达不到我国的需求，对外依存度极高，均接近或超过90%。铌资源主要从巴西、加拿大等国进口，钽主要从非洲国家进口。因此总体而言，中国仍属于铌钽资源供不应求的国家。

　　中国的铌资源主要属于铌多金属共生矿床，铌一般与稀土、钽、钨、锡伴生，主要矿床类型有碳酸岩型及相关碱性岩矿床、碱性花岗岩和花岗伟晶岩型矿床。中国铌矿主要分布在内蒙、湖北、福建和新疆等地。其中内蒙古占 72.1%，湖北占24%。内蒙古白云鄂博铌多金属矿床是中国最大的铌矿，集中了全国探明铌储量的63.4%和工业储量的82.7%。此外还有江西宜春的钽、铌、锂、铷、铯、钾共生矿床，广西栗木的钽、铌、锡、钨共生矿床。

　　七、铌钽矿床类型及其特征

　　按成矿地质条件，铌钽矿床可分为内生矿床和外生矿床两大类：内生矿床包括花岗岩型和含锂-铯-钽 (LCT) 伟晶岩型 (Ta成矿为主)等过铝质岩浆系统的铌钽矿床;碱性岩和碳酸岩岩浆系统(Nb 成矿为主)的铌钽矿床 。外生矿床多为内生矿床经过风化和沉积等外生作用发生二次富集的风化壳型和残坡积、冲积砂矿型，以碳酸岩风化壳型铌矿床最具代表性。

　　铌和钽，这对“超级金属”，以其独特的物理化学特性，默默支撑着我们现代生活的方方面面，从坚固的桥梁到精密的手术刀，从高速的计算机到拯救生命的医疗设备。它们是工业的“维生素”，是科技的“心脏”。理解它们的价值，不仅是对矿产资源的重新认识，更是对未来科技进步和可持续发展路径的深刻思考。在未来，矿业领域将继续面临挑战与机遇，如何确保这些关键金属的稳定、负责任供应，将是我们共同的使命。