【知識】稀有金屬的相關知識

稀有金屬(rare metals)

這類金屬中有的地殼豐度小，天然資源少；有的地殼豐度雖大,但賦存狀態分散,不容易被經濟地提取；有的在物理－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徵，一般從技術上分為以下五類：

稀有輕金屬 包括鋰、銣、銫、鈹。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，以及人工製造的鍀、鉕、錒系其他元素和104至107號元素。

上述分類是不十分嚴格的。有些稀有金屬既可以列入這一類,又可列入另一類。例如錸可列入稀散金屬,也可列入稀有難熔金屬。

用途 稀有金屬生產的發展往往是同科學技術的發展密切聯繫著的。第二次世界大戰以後，稀有金屬的應用有了迅速的發展。在原子能工業中鈾、釷、鈈用作核燃料，鋯、鈮、釩用作結構材料，鉿、鏑、釓用作控制材料，鈹用作慢化劑和反射層材料；在電子技術中，鍺用於製造電晶體，鉭用於製造電解電容器，釓、銪用作發光材料，釤用作強磁材料；在航空、航太工業中使用的鈦、鎢、鉿、鈮、錸結構材料，等等。

冶煉工藝技術 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,因而往往要採取特殊的生產工藝。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。



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