稀有金属
稀有金属的意思解释
稀有金属的意思解释稀有金属的意思解释稀有金属是指地球上含量极少且难以开采的金属元素。
这些金属元素在自然界中分布较为分散，数量极为有限，因此被称为稀有金属。
这些金属元素具有非常重要的经济和科技价值，被广泛应用于现代工业、电子、通信、医疗和国防等领域。
第一部分：稀有金属的分类根据其在地球上的丰度和产量，稀有金属可以分为三类：1. 高级别稀有金属：包括铪、钽、锆等元素，它们在地壳中含量很少，但是具有非常重要的工业和科技价值。
2. 次高级别稀有金属：包括铼、铱、镉等元素，它们在地壳中含量较高一些，但是仍然非常珍贵。
3. 低级别稀有金属：包括锂、钴、镍等元素，它们虽然不如前两种元素那么珍贵，但是也具有重要的经济价值。
第二部分：稀有金属的应用由于其独特的物理和化学性质，稀有金属被广泛应用于各个领域。
以下是一些常见的应用：1. 高科技领域：稀有金属被广泛应用于高科技领域，如半导体、光电子、纳米技术等。
例如，铪和锆被用于制造核反应堆和高温合金；钽和铼被用于制造电容器和超导材料；镉和铊被用于制造半导体。
2. 电池行业：锂、钴等稀有金属在电池行业中具有非常重要的地位。
锂离子电池是现代移动设备的主要能源来源，而钴则是锂离子电池中最重要的原材料之一。
3. 化工行业：稀有金属在化工行业中也扮演着重要角色。
例如，镧系元素被广泛应用于催化剂、磁性材料、玻璃等方面。
4. 国防领域：稀有金属在国防领域中也非常重要。
例如，钨被广泛应用于制造弹头和坦克装甲；铈则被用作核武器的爆炸触发器。
第三部分：稀有金属的开采和利用由于稀有金属的含量极少，开采和利用这些元素需要非常高的技术和经济成本。
因此，稀有金属的开采和利用是一个非常复杂和困难的过程。
1. 开采：稀有金属主要存在于矿物中，因此需要通过采矿来获取这些元素。
由于其含量极少，需要使用高科技手段来提高开采效率。
2. 提纯：稀有金属在矿物中含量很少，因此需要进行提纯才能得到高纯度的元素。
提纯过程通常使用化学方法或冶炼方法进行。
稀有金属的冶炼与工艺
经济挑战
再生稀有金属的成本较高，市场竞争力较弱 。
THANKS
感谢观看
密度大
如锇的密度高达22.6克/立方厘米， 是已知密度最大的金属之一。
耐腐蚀性强
如金和铱在常温下不易氧化，具有良 好的耐腐蚀性。
稀有金属的应用领域
01
02
03
04
航空航天
稀有金属在航空航天领域中广 泛应用于制造高温合金、喷气
发动机和火箭发动机等。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电子工业
稀有金属在电子工业中用于制 造电子元件和集成电路等。
矿石的化学处理
酸浸
用酸溶液溶解矿石中的有用成分，然后通过萃取、沉淀等方法将有用成分从溶液中分离 出来。
碱浸
用碱溶液溶解矿石中的有用成分，然后通过沉淀、结晶等方法将有用成分从溶液中分离 出来。
金属的精炼与提纯
精炼
通过电解、还原等方法将粗金属中的杂质去除，提高金属纯 度。
提纯
通过蒸馏、萃取等方法将金属中的杂质去除，得到高纯度金 属。
镧系元素
包括镧、铈、镨、钕、钷、钐 、铕、钆、铽、镝、钬、铒、 铥、镱、镥等。
过渡金属
包括钴、镍、铁、钌、铑、钯 等。
其他稀有金属
包括锆、铪、铌、钽、钨等。
稀有金属的特性
高熔点
大多数稀有金属具有高熔点，如钨的 熔点高达3410℃。
良好的导电性和导热性
如铜和银是良好的导电材料，而镍和 铂具有良好的导热性。
电化学冶炼
01
02
03
电化学冶炼是一种利用 电化学反应提取稀有金 属的技术，通过电解过 程将矿石中的稀有金属 离子还原成金属单质。
电化学冶炼的优点是能 源利用率高、提取率高 ，且对环境影响较小。
稀有金属
熔炼技术稀有金属在地壳中的含量并不都是很少的。
例如钛、锆、钒在地壳中的含量大于常见的有色金属镍、铜、锌、钴、铅、锡。
稀有金属由于赋存分散，并且常与其他金属伴生,一些物理化学性质特殊因而往往要采取特殊的生产工艺。
如用有机溶剂萃取法及离子交换法分离提取锂、铷、铯、铍、锆、铪、钽、铌、钨、钼、镓、铟、铊、锗、铼以及镧系金属、锕系金属等；用金属热还原法、熔盐电解法制取锂、铍、钛、锆、铪、钒、铌、钽及稀土金属等；用氯化冶金法提取分离或还原制取钛、锆、铪、钽、铌和稀土金属等；用碘化物热分解法制取高纯钛、锆、铪、钒、铀、钍等。
真空烧结、电弧熔炼、电子束熔炼、等离子熔炼等一系列冶金技术已经大量用于提炼稀有金属，特别是稀有难熔金属。
区域熔炼技术已是制取高纯度稀散金属和稀有难熔金属的有效手段。
随着科学技术的进步与冶金工艺、设备和分析检测技术的发展和稀有金属生产规模的扩大，稀有金属的纯度也就不断提高，性能不断改进，品种不断增多，从而推动了稀有金属的应用领域的扩大。
稀有金属的一些冶金工艺如有机溶剂萃取技术，氯化技术等也逐步推广到整个有色金属的冶金领域。
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。
1.分解和处理稀有金属精矿的氛化法氯化法广泛地用于稀有金属及其化合物的生产工艺中。
国外在用氯化法处理复杂的含稀土元素的钦一担一铌原料方面, 取得了相当大的成绩, 掌握了在氯化钠+氯化钙+氯化稀土熔体组成的熔池中氯化细磨精矿的方法。
为了去除Al和Fe以净化待提取组分的氯化物, 可以采用盐净化法, 这种净化法是以铌、钽、铁和铝的复合氯化物各组分的热稳定性不同为根据的。
在对稀土金属的钦祝酸盐实施氯化处理的情况下, 形成五氯化铌的同时, 还形成了铌的氧氯化物, 在1000 ℃, 氧氯化铌的百分率达50%。
为了分离和深度净化铌与担的氯化物, 必须把氧氯化铌转化为五氯化铌, 因为后者是一种易于用物理化学方法净化的化合物。
40个稀有金属介绍
40种稀有金属之最1、最纯的金属锗：区域融熔技术提纯的锗，纯度达“13个9”（99.99999999999%）。
2、最多的金属铝：其丰度约占地壳的8%，地球上到处都有铝的化合物，普通的泥土中，也含有许多氧化铝。
3、最少的金属钋：在地壳中的总量极微。
4、最轻的金属锂：相当水的重量的二分之一，不但能浮在水面上，在煤油里也可能浮起来。
5、最难熔的金属钨：熔点为3410℃，沸点为5700℃。
当电灯亮时，灯丝的温度高达3000℃以上，只有钨才能顶得住这样高的温度。
中国是世界上最大的钨储藏国，主要为白钨矿和黑钨矿。
6、熔点最低的金属汞：其凝固点为–38.7℃。
7、产量最高的金属铁：铁是年产量最高的金属，2017年全球粗钢产量达到16.912亿吨。
同时，铁也是是地壳含量第二高的金属元素。
8、最能吸收气体的金属钯：常温下1体积金属钯能吸收900-2800体积的氢气。
9、展性最好的金属金：1克金可拉成4000米长的细丝；若捶成金箔，厚度可达5×10-4毫米。
10、延性最好的金属铂：最细的铂丝直径只有1/5000mm。
11、导电性最好的金属银：其导电性为汞的59倍。
12、人体中含量最高的金属元素钙：钙是人体中含量最高的金属元素，约占人体质量的1.4%。
13、排位最靠前的过渡金属钪：钪的原子序数只有21，是排位最靠前的过渡金属。
14、最贵的金属锎（kāi）：1975年世界提供的锎仅约1克，1克的价格在10亿美元左右。
15、最易应用的超导元素铌：把它冷却到一263.9℃的超低温时，会变质成几乎没有电阻的超导体。
16、最重的金属锇：每立方厘米的锇重达22.59克，它的密度约为铅的2倍、铁的3倍。
17、硬度最小的金属钠：其莫氏硬度为0.4，室温下可用小刀切割。
18、硬度最高的金属铬：有“硬骨头”之称的铬(Cr)是一种银白色金属，质极硬而脆。
莫氏硬度为9，仅次于钻石。
19、最早使用的金属铜：据考证，我国最早的铜器距今已有4000余年的历史。
稀有金属的冶炼与利用
稀有金属具有独特的物理、化学性质 ，如高熔点、高硬度、良好的导电性 和耐腐蚀性等，使其在工业、科技和 国防等领域具有不可替代的作用。
稀有金属的种类与分布
种类
常见的稀有金属包括钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、铼、镓、铟、铊、锗 、硒、碲等。
分布
稀有金属在地壳中的分布极不均匀，主要集中分布在少数几个国家和地区，如 中国、俄罗斯、澳大利亚和南非等。
性能
某些再生金属的性能可能会略有降低，但大 多数情况下仍能满足工业应用的需求。此外 ，再生金属的生产过程更环保，成本更低， 因此具有较大的市场潜力。
05
稀有金属的未来发展前景
新兴领域的需求
新能源领域
电子信息领域
随着可再生能源的发展，对稀有金属 如钴、镍、锂等的需求不断增加，用 于制造电池、电机等关键部件。
该方法适用于处理高品位 、低杂质含量的矿石，具 有较低的能耗和环境污染 。
湿法冶炼的缺点是流程较 长，金属回收率相对较低 ，且对原料的适应性有限 。
电化学方法
电化学方法是一种利用电化学反应将矿石 中的稀有金属提取出来的方法。
该方法具有较高的选择性，能够有效地从 低品位矿石中提取稀有金属。
电化学方法的缺点是能耗较高，且对原料 的适应性有限。
其他领域
除了上述领域外，稀有金属还广泛应用于医疗、化工、核能和环保等领域。
例如，镓和铟用于制造医疗设备，如核磁共振成像仪的超导磁体；而铀则用于核能发电厂的核燃料。
04
稀有金属的回收与再生
废金属的来源与收集
来源
废金属主要来源于工业生产、汽车拆解、电子废弃物、废旧设备等。
收集方式
通过回收站、废品收购站、专业回收公司等渠道进行收集，同时政府也会推动相关回收计划。
稀有金属_锂_铍_铌_钽
锂 、铍 矿 选 矿 方 法 ， 有 手 选 法 、浮 选 法 、化 学 或 化学－ 浮 选联合法、热 裂选 法 、放 射 性 选 法 、粒 浮 选 矿法等， 其中前 ３ 种方法较为常用。
手 选 法 在 五 六 十 年 代 是 国 内 外 锂 、铍 精 矿 生 产 中 的 主 要 选 矿 方 法 之 一 。 但 手 选 劳 动 强 度 大 、生 产 效率低、资源浪费大、选别指标低， 因而正在逐渐地 为机械选矿方法所代替。然而在劳动力便宜的发展 中国家里， 手选仍是生产锂铍精矿的主要方法。
的划分， 根据生产实践经验， 若矿体中锂辉石粒径＞ ３ ｃｍ， 矿石品位在 ２％～３％以上； 绿柱石的粒径＞０．５ ｃｍ，矿石品位在 ０．１％～０．２％以上 ， 就适于手选 ， 划分 为手选矿石， 并进行手选矿物储量计算。铌钽铁矿 粒径＞０．３ ｃｍ， 在开采过程中， 可附带手选。手选矿石 的尾矿具有机选价值的和不适于手选矿石的， 均属 机选矿石。 ３．２ 选矿
锂、铍、铌、钽制取主要有以下方法： （ １） 锂冶金包括化合物制取和金属制取 锂 化合物的 制取， 将锂辉 石精矿（含 Ｌｉ２Ｏ ６％～６．５％）和 锂 云 母 精 矿（含 Ｌｉ２Ｏ ４％～５％）用 硫 酸 法 或 石 灰 法 工 艺流程处理。硫酸法可适用于锂辉石矿物原料， 石 灰法适用于锂云母矿物原料。此外， 从矿石提取锂 化 合 物 的 方 法 还 有 硫 酸 钾 法 、氯 化 焙 烧 法 和 碱 压 煮 法等。工业生 产金属锂则 采用 ＬｉＣｌ－ ＫＣｌ 熔盐电 解 法。 （ ２） 铍的制取 工业上金属铍的生产一般分 为两步： 第一步是从绿柱石中提取氧化铍， 第二步 是由氧化铍制取金属铍。氧化铍的提取有硫酸盐法 和氟化物法。金属铍的生产， 因氧化铍极难直接还 原成金属，故生产中先将氧化铍转化为卤化物， 然后 再还原成金属。有两种工艺， 即氟化铍镁还原法和 氯化铍熔盐电解法。 （ ３） 铌 的 冶 炼 包 括 分 解 精 矿 、分 离 钽 铌 、制 取 化 合 物 和 金 属 、精 炼 等 过 程 。 金 属 铌 的 工 业 生 产 方法有碳热还原法、钠热还原法和铝热还原法。 （ ４） 钽的冶炼 主要步骤是分解精矿， 净化和 分离钽、铌 ， 以 制 取 钽 、铌 的 纯 化 合 物 ， 最 后 制 取 金 属 。 矿 石 分 解 采 用 氢 氟 酸 分 解 法 、氢 氧 化 钠 熔 融 法 和氯化法等。钽铌分离可采用溶剂萃取法（常用的萃 取 剂 为 甲 基 异 丁 基 酮（ＭＩＢＫ）、磷 酸 三 丁 酯（ＴＢＰ、仲 辛 醇和乙酰胺等）、分步结晶法和离子交换法。
稀有金属开采与利用研究
稀有金属开采与利用研究1. 引言稀有金属是指地壳中含量较低的金属元素，具有特殊的物理和化学性质，广泛用于高科技产业和新能源领域。
稀有金属的开采和利用对于推动科技创新和经济发展具有重要意义。
本文将重点探讨稀有金属的开采技术、应用领域以及可持续利用策略。
2. 稀有金属的开采技术2.1 稀有金属的分布稀有金属分布广泛，主要包括镧系金属、铌、钽、锂、钇等元素。
这些金属存在于地壳不同层次的矿石中，如硅铁矿、钨锡尾矿、锶铀矿等。
2.2 传统开采技术传统的稀有金属开采技术主要包括露天开采和地下开采。
露天开采是指通过移走土壤和岩石覆盖层，直接开采含金属矿石。
地下开采则是从地下隧道和矿井中开采金属矿石。
2.3 创新的开采技术有限的稀有金属资源使得创新的开采技术成为迫切的需求。
例如，深海开采技术可以用于开采深海中的稀有金属，如深海结壳矿。
此外，生物提取技术利用微生物将稀有金属从废弃物中提取出来，减少了对矿石的依赖。
3. 稀有金属的应用领域3.1 电子信息产业稀有金属在电子信息产业中具有广泛应用，如镧系金属用于电视、手机等显示屏，铌和钽用于电容器制造，锂用于电池制造等。
这些稀有金属的应用推动了电子信息产业的发展和技术进步。
3.2 新能源领域稀有金属在新能源领域中也发挥着重要作用。
例如，镧系金属在永磁材料中用于制造风力发电机、节能电机等设备。
铌和钽被广泛应用于太阳能电池和燃料电池的制造。
3.3 其他领域除了电子信息产业和新能源领域，稀有金属在其他领域也有着重要应用，如航空航天、医疗仪器、节能环保等。
稀有金属的独特性能使得这些领域的技术不断创新和进步。
4. 稀有金属的可持续利用策略4.1 循环经济模式推动稀有金属的可持续利用需要倡导循环经济模式，即将废弃的稀有金属回收再利用。
回收稀有金属可以减少对矿石的开采，降低环境影响。
4.2 科研创新科研创新是推进稀有金属可持续利用的关键。
通过开展新的金属提取和合金制备技术的研究，可以提高稀有金属的回收率和利用效率。
稀有金属的分类及主要用途
稀有金属的分类及主要用途稀有金属是一类具有特殊性质和应用价值的金属元素，通常在地壳中含量较低，因此得名。
以下是对稀有金属的分类以及它们的主要用途的详细介绍。
一、稀有金属的分类稀有金属的分类方法有多种，其中一种常见的分类方式是根据其在地壳中的丰度来进行分类。
一般来说，可以将稀有金属分为两类：高丰度稀有金属和低丰度稀有金属。
1.高丰度稀有金属：这类金属在地壳中的含量相对较高，主要包括钛、锆、铪、铌、钽、钼、钨等。
这些金属通常以复合矿的形式存在，易于开采和分离。
2.低丰度稀有金属：这类金属在地壳中的含量非常低，主要包括铼、铂、钯、铑、铱、钌、锇等。
由于其含量极低，开采和分离成本较高，因此价格也相对较高。
二、稀有金属的主要用途稀有金属因其独特的物理和化学性质而广泛应用于各个领域。
以下是一些主要用途：1.航空航天领域：钛、锆、铪等高丰度稀有金属具有高强度、耐高温和耐腐蚀等特性，是航空航天领域的重要材料。
例如，钛合金被用于制造飞机和火箭的结构件，而锆合金则被用于制造航空发动机的燃烧室和喷嘴。
2.石油化工领域：钼、钨等高丰度稀有金属具有良好的高温强度和抗腐蚀性能，是石油化工领域的关键材料。
例如，钨合金被用于制造石油钻探设备的钻头和催化剂载体，而钼合金则被用于制造化学反应器的内衬和管道。
3.电子和通讯领域：镓、铟、锗等低丰度稀有金属具有优良的电导率和热导率，是电子和通讯领域的重要材料。
例如，镓被用于制造太阳能电池和LED照明设备，而铟则被用于制造液晶显示器和平板屏幕。
4.医疗领域：稀土元素和铂族金属等低丰度稀有金属具有独特的生物活性和光学性质，是医疗领域的重要材料。
例如，钆被用于医学成像技术，而铂则被用于制造癌症治疗药物和医疗器械。
5.环保领域：稀土元素和钌等低丰度稀有金属具有优秀的催化性能和稳定性，是环保领域的关键材料。
例如，稀土元素被用于汽车尾气处理和工业废气治理，而钌则被用于制造高效的催化剂。
综上所述，稀有金属在各个领域都发挥着重要的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
主要的稀有难熔金属：包括钛、锆、铪、钒、铌、钽、钼、钨。
熔点较高，与碳、氮、硅、硼等生成的化合物熔点也较高。
一、钛
钛是一种化学元素，化学符号Ti，原子序数22，是一种银白色的过渡金属，其特征为重量轻、强度高、具金属光泽，亦有良好的抗腐蚀能力（包括海水、王水及氯气）。
由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度，被美誉为“太空金属”。
用途：
1、钛板:
A、β钛板：0.5-4.0mm
B、眼镜板（纯钛）：0.8-8.0mm
C、标板（纯钛）：1 x 2m 厚度：0.5-20mm
D、电镀及其它行业用板（纯钛）：0.1-50mm 用途：电子、化工、钟表、眼镜、首饰、体育用品、机械设备、电镀设备、环保设备、高尔夫球及精密加工等行业。
2、钛管：
钛管规格：φ6-φ120mm 壁厚：0.3-3.0mm 钛管用途：环保设备、冷却管、钛发热管、电镀设备、戒指及各种精密电器用管等行业。
3、钛丝：
A、β钛丝规格：φ0.8-φ6.0mm
B、眼镜钛丝规格：
φ1.0-φ6.0mm专用钛丝C、钛丝规格：φ0.2-φ8.0mm 挂具专用钛丝用途：军工、医用、体育用品、眼镜、耳环、头饰、电镀挂具、焊丝等行业。
4、钛棒：
A、方棒规格：方条：8-12mm
B、磨光圆棒：φ4-φ60mm
C、毛棒、黑皮棒：φ6-φ120mm 钛棒用途：主要用于机械设备、电镀设备、医用、各种精密机件等行业。
二、锆
锆是一种银白色的高熔点金属之一，呈浅灰色。
熔点1852±2℃，沸点4377℃。
锆的表面易形成一层氧化膜，具有光泽，故外观与钢相似。
有耐腐蚀性。
锆是一种稀有金属，具有惊人的抗腐蚀性能、极高的熔点、超高的硬度和强度等特性，被广泛用在航空航天、军工、核反应、原子能领域。
锆丝用途:等离子切割、焊接焊丝
三、钒
钒：元素符号 V，银白色金属。
钒的熔点很高，常与铌、钽、钨、钼并称为难熔金属。
有延展性，质坚硬，无磁性。
具有耐盐酸和硫酸的本领，并且在耐气-盐-水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好。
于空气中不被氧化，可溶于氢氟酸、硝酸和王水。
四、铌、钽
铌，铌是灰白色金属，熔点2468℃。
室温下铌在空气中稳定，
在氧气中红热时也不被完全氧化，高温下与硫、氮、碳直接化合，能与钛、锆、铪、钨形成合金。
不与无机酸或碱作用，也不溶于王水，但可溶于氢氟酸。
钽，金属元素，主要存在于钽铁矿中，同铌共生。
钽的质地十分坚硬，钽富有延展性，可以拉成细丝式制薄箔。
其热膨胀系数很小。
钽有非常出色的化学性质，具有极高的抗腐蚀性。
无论是在冷和热的条件下，对盐酸、浓硝酸及“王水”都不反应。
可用来制造蒸发器皿等，也可做电子管的电极、整流器、电解、电容。
医疗上用来制成薄片或细线，缝补破坏的组织。
铌、钽本身很顽强，它们的碳化物更有能耐，这个特点与钨、钼也毫无二致。
用铌和钽的碳化物作基体制成的硬质合金，有很高的强度和抗压、耐磨、耐蚀本领。
在所有的硬质化合物中，碳化钽的硬度是最高的。
用碳化钽硬质合金制成的刀具，能抗得住三千八百度以下的高温，硬度可以与金刚石匹敌，使用寿命比碳化钨更长。
五、钼
钼为人体及动植物必须的微量元素。
为银白色金属，硬而坚韧。
熔点2610℃，纯钼丝用于高温电炉和电火花加工还有线切割加工；钼片用来制造无线电器材和X射线器材；钼耐高温烧蚀，主要用于火炮内膛、火箭喷口、电灯泡钨丝支架的制造。
合金钢中加钼可以提高弹性极限、抗腐蚀性能
以及保持永久磁性等，钼是植物生长和发育中所需七种微量营养元素中的一种，没有它，植物就无法生存。
动物和鱼类与植物一样，同样需要钼。
六、钨
钨，一种金属元素。
原子序数74，原子量183.85。
钢灰色或银白色，硬度高，熔点高，常温下不受空气侵蚀；主要用途为制造灯丝和高速切削合金钢、超硬模具,也用于光学仪器，化学仪器。
中国是世界上最大的钨储藏国。
目前世界上开采出的钨矿，约50%用于优质钢的冶炼，约35%用于生产硬质钢，约10%用于制钨丝，约5%其他用于其他用途。
钨可以制造枪械、火箭推进器的喷嘴、切削金属的刀片、钻头、超硬模具、拉丝模等等，钨的用途十分广泛，涉及矿山、冶金、机械、建筑、交通、电子、化工、轻工、纺织、军工、航天、科技、各个工业领域。