高温合金涨价_广西高温合金价格多少

1.稀有金属包括哪些

2.钽简介及详细资料

3.宝石晶体水热法生长的原理和技术

4.镉的地球化学、矿物学及含镉矿床

5.1.4529是什么材质

6.稀土指的是什么？

7.锰矿详细资料大全

8.我国钨矿主要分布在哪里？

稀有金属包括哪些

问题一：稀有金属是什么意思 稀有金属释义：

地壳中储藏量少，矿体分散的金属。如锂、铍、铷、钛、钒、钽、铌、镓、铟等。

问题二：稀有金属是什么 稀有金属就是在地壳含量少的金属，通常包括，钛、铍、铯、锂、铌、钽、铷、锆、锶等.

金与银都属于稀有的贵重金属

问题三：金属的分类情况稀有金属有哪些 钒、轻金属和贵金属 重金属、锇和铱）等八个元素、银和铂族金属（铂，包括铜，包括镓。天然放射性金属往往也是共生的；美，其特点是熔点高（均在1700℃以上）、铋，即，其中金属元素90种（包括硼;厘米3、钍、钼，它们在自然界中分布极为分散；稀有放射性金属，包括钨、用途，制取单一的纯金属十分困难、铍，硬度大和耐腐蚀、日等国、锑。世界上对于金属元素的分类基本有两种方法。轻金属；稀有高熔点金属、铑、铯4元素，在矿石中是共生的。前苏联及东欧国家则将金属元素分为黑色金属和有色金属两类、锕.5克/，包括镧系元素、钪和钇等17个元素、钌。我国目前采用的是前苏联及工业基础欧的分类方法但此种方法并无严格的科学根据。因此价格比一般金属昂贵而得名、铊和锗，人们按照它们的性质、镁，它们性质十分相近，没有单独的矿物和矿床、轻金属、碲：重金属，如“黑色”和“有色”的命名就不够确切、钠、英，包括金、镤和铀及超铀元素等19个元素，它们的密度均小于4;厘米3，包括天然放射性元素钋、锌；稀散金属、锡、贵金属和稀有金属。对于众多的有色金属，把金属元素分为铁金属和非铁金属两类，密度皆大于4、钴，又将其分为四类、铪、钛和铼9元素。 重金属，特点为密度小；稀土金属、铌、钽、镍，只是约定俗成而已、镭、铟，包括锂、铷、汞和镉等：稀有轻金属，如铝、钯、用途分布及其储量等的不同。贵金属.5克/、硒、铅，化学活性强、锆、钙和钾等目前。 稀有金属 稀有金属又分为5种，已经发现的元素有108种、硅、砷3种半金属），还常与稀土金属伴生

问题四：稀有金属有哪些龙头股票？ 稀有资源小金属上市公司全集(附股)

稀土矿类：广晟有色（广东，广西岭南地区稀土矿开采），中色股份（参与广东），江西铜业（江西，并有可能整合四川），漳州钨业（福建少量稀土），包钢稀土（独领北方），五矿发展（湖南，江西）

稀土加工类股票：中科三环，横店东磁，北矿磁材，天通股份，太原刚玉，中钢天源，首钢股份，银河磁体，鑫科材料（公司生产稀土铜带全国第一，出口量也第一），宁波韵升，安泰科技。科技含量最高的为中科三环，技术第一名。

稀贵金属类股票：金钼股份（整合钼矿预期，钼也为稀有金属类），吉恩镍业，云南褚业，中金黄金，山东黄金，锡业股份，漳源钨业，西部矿业（镁矿唯一，碳酸锂独步天下），东方钽业，盐湖钾肥、盐湖集团（钾矿唯一）

相关上市公司：

一、锑

1、辰州矿业(002155)：公司是国内较大的从事金锑钨多金属生产的企业,锑锭和氧化锑的产量排名仅次于中国锡矿山闪星锑业公司，居全球第二；锑金属产量约占全球10%。2008年末，公司拥有和控制矿业权32个，其中：探矿权16个，面积340.84平方公里；采矿权16个，面积40.095平方公里。保有资源储量矿石量1,677.16万

吨，同比增长60.07％；金属量：金32,142千克，同比增长10.51％；锑145,708吨，钨43,885吨。

2、ST梅雁(600868)：公司拥有嵩溪银矿矿山以及相配套的选矿厂，嵩溪银矿储量丰富，拥有探明储量银矿

石353.09万吨、锑矿石262.95万吨。

3、株冶集团(600961)：公司是国内最大的金属铟生产企业、重要的金属锑、镉生产企业。高纯锑主要用于制备In 等III-V族化合物半导体、高纯合金、热电转换材料等，也可用作单晶硅、单晶锗掺杂元素,金属铟、锑、镉等稀贵金属是生产薄膜太阳能电池重要原材料。

二、铍、钽、铌

东方钽业(000962)：公司现有钽金属制品、铌金属制品、铍合金制品三大类型，35个系 列188个品种的产

品广泛应用于电子、冶金、钢铁、石油、化工、汽车、通讯、建筑、 交通、核能、航天、航空等高新技术领域。近年来又有其它钽金属、合金化合物、人工晶体、加工材、制品及铍合金加工材等系列的19种产品销往国际市场。高温难熔金属，高温抗氧化材料以及新材料产品开发取得重大成就。出口产品品种逐年增多，初步形成了全方位出口的格局。生产技术达世界先进水平。围绕钽、铌、铍等稀有金属新材料建立起了20多条生产线，成为了我国稀有金属新材料的主要供应基地。

公司是世界三大钽业公司之一，拥有550吨钽粉，80吨钽丝产能，市场占有率分别达到25%和60%。通过横向并购整合，公司已经形成钽制品、碳化硅刃料、氢氧化镍、钛材加工和房地产等多业务发展模式。

公司现有钽金属制品、铌金属制品、铍合金制品三大类型，35个系 列188个品种的产品广泛应用于电子、冶金、钢铁、石油、化工、汽车、通讯、建筑、 交通、核能、航天、航空等高新技术领域。 近年来又有其它钽金属、合金化合物、人工晶体、加工材、制品及铍合金加工材等系列的19种产品销往国际市场。高温难熔金属，高温抗氧化材料以及新材料产品开发取得重大成就。出口产品品种逐年增多，初步形成了全方位出口的格局。生产技术达世界先进水平。围绕钽、铌、铍等稀有金属新材料建立起了20多条生产线，成为了我国稀有金属新材料的主要供应基地。

三、钴

1、格林美(002340)：公司是首家上市的将电子废弃物循环再造为塑木型材和钴镍行业中的超细钴粉、超细镍粉等高附加值产品，变废为宝，以废旧资源的无限城市矿山为资源，摆脱了同行......>>

问题五：中国有什么特有的稀有金属! 稀有金属：中国资源战略的一大致胜利器！

铟：我国储量居世界第一。占全球供应量的80%。主要用于平板显示器、合金、半导体数据传输、航天产品的制造。主要伴生在铅锌矿中，2005年我国原生 铟产量也只有410吨。铟它是一种伴生的金属，它只是锌精矿里面的含量都是用PPM（百万之）计算的，非常的少，不能再生。

钨：我 国世界储量第一。占全球供应量的为85%。主要用于硬质合金、特种钢等产品，并被广泛用于国防工业、航空航天、信息产业，被称为“工业的牙齿”。钨能耐高 温，所以钨合金被大量用在机械、武器工业中。比如枪、炮的发射管中都会用到钨的合金。 军事方面用做穿甲弹的弹丸，都是用比坦克装甲硬得多的高密度合金钢、碳化钨等材料制成的。钨合金的机械性能与贫铀相差无几，而且贫铀的缺点反而是它的优 点。

没有放射性，钨的化学性能也非常稳定，甚至在1000℃以上的高温下也不会氧化，而且硬度也不会明显下降。这点对防破甲弹的高温金属射流十分有利。钨 的硬度极高，主要用于钢铁金属的合金，加入钨后钢的硬度会有极大的提高，在金属加工领域的刀具材料高速钢就是含钨的合金。如果一个国家没有钨的话，在目前 技术条件下的金属加工能力就会出现极大的缺失，直接导致机械行业的瘫痪，所以称之为战略金属。此外在照明领域也必须使用钨做为灯丝。

钼：我国储量居世界第二。占全球供应量的24%。用于炼制各类合金钢、不锈钢、耐热钢、超级合金，在军事工业中应用广泛，被称作“战争金属”。

稀土：我国储量居世界第一。供应量占全球总量的80%以上。用于制造复合材料，镁、铝、钛等合金材料，被形象地比喻为“工业味精”，这个大家说的最多，都知道，就不用说了

锗：储量居世界第一。产量占全球的50%。主要用于夜视仪、热成像仪、石油产品催化剂、太阳能电池等生产，并被广泛用于光纤通讯领域。

此外钽、锶、 锑、镉、铱、铋、铑、钛、镍、锆、铬、钴等等及镍铬、镍铬硅、镍铝、钛铝、铁镍等等，在欧洲这些很多都是战略金属在国防建设中也有广泛的用途.有些已经用 于宇宙飞船的制造及军事应用.如金属钽不仅在火炮上有大用处，而且是以后宇宙空间探索必要的材料，其奇特的物理化学性能至今科学家还在研究， 钽合金的特殊用途目前仍在研究、开发。

如劳斯阿莫斯国立研究所开发出含有熔融钚并含有20wt％钛的钽合金。这种合金用于要求材料密度在 11.0g/cm3以下，对熔融钚有优异的耐腐蚀性及在800～1200℃的高温中能持续数小时的耐氧化性。被选用的T-222合金(Ta-10W- 2.5Hf-0.01C)正在被研究用作冥王星探测器发电装置的材料。目前T-111（Ta-8W-2Hf）合金被用作在宇宙空间使用的包裹热力发动机热 源的强化结构材料。可以看出，稀有金属的供应是发展原子能、宇宙探索，国防建设，电子计算机、无线电电子学等新技术所必需的条件。

本人花了许多时间，找到这些资料，还有很多没有找出来，实在是时间所限，只为尽一份心力，希望大家再补充。据统计，近年来国际铟消费量每年都在以30％的速度递增，日韩等国已经出台了具体措施，加强包括铟在内的许多小金属的战略储备。中国有色金属协会安泰科信息有限公司冯君从：

问题六：稀有金属那种最贵？ 锎,元素符号Cf,可用于防治癌症,勘探金属,每盎司3.15亿..美金(那时候RMB对美元汇率还是1:8.00+....)

希望采纳

钽简介及详细资料

物理性质

一种金属元素。硬度适中 ，富有延展性。

元素信息 钽的性质

CAS号:7440-25-7

系列:过渡金属。

相对原子质量:180.947 88 (12C = 12.0000)

密度16650 kg/m3 16.654 g/cm3

硬度6.5

元素分区5族,6,d

颜色: 蓝灰色

价电子排布:[氙]4f5d6s

原子体积:(立方厘米/摩尔)

10.90

元素在海水中的含量:(ppm) 0.000002

钽铁矿

地壳中含量: 1(ppm)

2

氧化态:

Main Ta+5

Other Ta-3, Ta-1, Ta+1, Ta+2, Ta+3

晶体结构:晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有2个金属原子。

晶胞参数:

a = 330.13 pm

b = 330.13 pm

c = 330.13 pm

α = 90°

钽条

β = 90°

γ = 90°

维氏硬度(电弧熔炼并冷作硬化):230HV

维氏硬度(再结晶退火):140HV

维氏硬度(经一次电子束熔炼):70HV

维氏硬度(经二次电子束熔炼):45-55HV

熔点:2995℃

声音在其中的传播速率:(m/S) 3400

电离能 (kJ /mol)

M - M+ 761

M+ - M2+ 1500

M2+ - M3+ 2100 M3+ - M4+ 3200

M4+ - M5+ 4300

钽电容

发现人:1802年由瑞典化学家安德斯·古斯塔法·埃克博格发现。

元素命名: 埃克博格根据古希腊神话中中第比斯城皇后尼奥比的父亲坦塔罗斯的名字命名了该元素。

来源:主要存在于钽铁矿中，同铌共生。

还可以用做电子元件的电容。

元素概述

化学符号Ta，钢灰色金属，在元素周期表中属VB族，原子序数73，原子量180.9479，体心立方晶体，常见化合价为+5。

钽是由瑞典化学家埃克贝里 (A.G.Ekeberg)在1802年发现的，按希腊神话人物Tantalus(坦塔罗斯)的名字命名为 tantalum。1903年德国化学家博尔顿(W.von Bolton)首次制备了塑性金属钽用作灯丝材料。1940年大容量的钽电容器出现，并在军用通信中广泛套用。第二次世界大战期间，钽的需要量剧增。50年代以后，由于钽在电容器、高温合金、化工和原子能工业中的套用不断扩大，需要量逐年上升，促进了钽的提取工艺的研究和生产的发展。中国于60年代初期建立了钽的冶金工业。

钽的硬度较低，并与含氧量相关，普通纯钽，退火态的维氏硬度仅有140HV 。它的熔点高达2995℃ ，在单质中 ，仅次于碳，钨，铼和锇，位居第五。钽富有延展性，可以拉成细丝式制薄箔。其热膨胀系数很小。每升高一摄氏度只膨胀百万分之六点六。除此之外，它的韧性很强，比铜还要优异。

化学性质

钽还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。但钽在热的浓硫酸中能被腐蚀，在150℃以下，钽不会被浓硫酸腐蚀，只有在高于此温度才会有反应，在175度的浓硫酸中1年，被腐蚀的厚度为0.0004毫米，将钽放入200℃的硫酸中浸泡一年，表层仅损伤0.006毫米。在250度时，腐蚀速度有所增加，为每年被腐蚀的厚度为0.116毫米，在300度时，被腐蚀的速度则更加快，浸泡1年，表面被腐蚀1.368毫米。在发烟硫酸(含15%的SO3)腐蚀速度比浓硫酸中更加严重，在130度的该溶液里浸泡1年，表面被腐蚀的厚度为15.6毫米。钽在高温下也会被磷酸腐蚀，但该反应一般在150度以上才发生，在250度的85%的磷酸中，浸泡1年，表面被腐蚀20毫米，另外，钽在氢氟酸和硝酸的混酸中能迅速溶解，在氢氟酸中也能被溶解。但是钽更害怕强碱，在110度40%浓度的烧碱溶液里，钽会被迅速溶解，在同样浓度的氢氧化钾溶液中，只要100度就会被迅速溶解。除上面所述情况外，一般的无机盐在150度以下一般不能腐蚀钽。实验证明，钽在常温下，对碱溶液、氯气、溴水、稀硫酸以及其他许多药剂均不起作用，仅在氢氟酸和热浓硫酸作用下有所反应。这样的情况在金属中是比较罕见的。

但高温下，钽表面的氧化膜被破坏，因此能与多种物质反应，常温下钽能与氟反应。在150度时，钽对氯溴碘均呈惰性，在250度时，钽对干燥的氯气仍然有抗腐蚀能力，在含有水蒸气的氯气中加热到400度，仍然能保持光亮，在500度则开始被腐蚀，在300度以上钽与溴反应，对碘蒸汽则当温度达到赤热之前均呈惰性。氯化氢在410度时和钽反应，生产五氯化物，溴化氢则在375度与钽反应。当加热到200度或者更低的温度下，S能与Ta作用，碳及烃类在800-1100度与钽作用。

元素套用

钽所具有的特性，使它的套用领域十分广阔。在制取各种无机酸的设备中，钽可用来替代不锈钢，寿命可比不锈钢提高几十倍。此外，在化工、电子、电气等工业中，钽可以取代过去需要由贵重金属铂承担的任务，使所需费用大大降低。 钽被制造成了电容装备到军用设备中。美国的军事工业异常发达，是世界最大出口商。世界上钽金属的产量一半被用在钽电容的生产上，美国国防部后勤署则是钽金属最大的拥有者，曾一度买断了世界上三分之一的钽粉。

主要吸收线及其主要参数:

λ/nm

f

W

F

S*

CL

G

271.5

0.055

0.2

N-A

30

1.0

260.9(D)

0.2

N-A

23

2.1

265.7

0.2

N-A

2.5

293.4

0.2

N-A

2.5

255.9

0.2

N-A

2.5

264.8

0.2

N-A

x

265.3

0.2

N-A

2.7

269.8

0.2

N-A

2.7

275.8

0.2

N-A

3.1

277.6

0.2

N-A

58

λ:波长

f:振子强度

W:单色器光谱通带

N-A(氧化亚氮-乙炔焰)

S*:元素的特征浓度(1%吸收灵敏度)

CL:元素的检测极限

R·S:同一元素主要吸收线间的相对灵敏度

F:火焰类型

资源简介

钽是稀有金属矿产资源之一，是电子工业和空间技术发展不可缺少的战略原料。

钽和铌的物理化学性质相似，因此共生于自然界的矿物中。划分钽矿或铌矿主要是根据矿物中钽和铌的含量，铌含量高时称为铌矿，钽含量高时则称为钽矿。铌主要用于制造碳钢、超级合金、高强度低合金钢、不锈钢、抗热钢及合金钢;钽则主要用于电子原器件及合金的生产。钽铌矿物的赋存形式和化学成分复杂,其中除钽、铌外，往往还含有稀土金属、钛、锆、钨、铀、钍和锡等。钽的主要矿物有:钽铁矿[(Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6]、重钽铁矿(FeTa2O6)、细晶石[(Na,Ca)Ta2O6(O,OH,F)]和黑稀金矿[(Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6]等。炼锡的废渣中含有钽，也是钽的重要资源。已查明世界的钽储量(以钽计)约为134000短吨，萨伊占首位。1979年世界钽矿物的产量(以钽计)为 788短吨(1短吨=907.2公斤)。中国从含钽比较低的矿物中提取钽的工艺，取得了成就 。

电容器是钽的主要最终消费领域，约占总消费量的60%。美国是钽消费量最大的国家，1997年消费量达500吨，其中60%用于生产钽电容器。日本是钽消费的第二大国，消费量为334吨。21世纪初，随着电容器生产的发展迅速，市场供不应求。预计，世界钽电容器的生产量达2.50亿件，需消费钽1000吨。据美国地质调查局的统计，钽在地壳中的自然储量为15万吨，可开采储量超过4.3万吨。2004年，世界钽开采量为1510吨， 其中，澳大利亚730吨，莫三比克280吨，巴西250吨，加拿大69吨，刚果60吨。 中国资源量，主要分布在江西、福建、新疆、广西、湖南等省。从未来发展的需求看，电容器仍是钽的主要套用领域。如果按储量基础24000吨计算，也只能保证24年的需求。尽管如此，钽资源的前景仍然是看好的。首先，在世界十分丰富的铌矿床中，伴生有大量的钽资源。其中，格陵兰南部加达尔铌、钽矿的钽资源量就达100万吨。其次，西方已开始利用含Ta2O5 3%以下的大量锡炉渣。此外，代用品的研究和利用也有了很快的发展，如铝和陶瓷在电容器领域代替钽;矽、锗、铯可在电子仪器用途上，代替钽制造整流器等。

性质用途

钽的线胀系数在0~100℃之间为6.5×10-6K-1，超导转变临界温度为4.38K,原子的热中子吸收截面为21.3靶恩。

在低于150℃的条件下钽是化学性质最稳定的金属之一。与钽能起反应的只有氟、氢氟酸、含氟离子的酸性溶液和三氧化硫。在室温下与浓碱溶液反应，并且溶于熔融碱中。致密的钽在200℃开始轻微氧化，在280℃时明显氧化。钽有多种氧化物，最稳定的是五氧化二钽(Ta2O5)。钽和氢在250℃以上生成脆性固溶体和金属氢化物如:Ta2H,TaH,TaH2,TaH3。在800~1200℃的真空下，氢从钽中析出钽又恢复塑性。钽和氮在300℃左右开始反应生成固溶体和氮化合物;在高于2000℃和高真空下，被吸收的氮又从钽中析出。钽与碳在高于2800℃下以三种物相存在:碳钽固溶体、低价碳化物和高价碳化物。钽在室温下能与氟反应,在高于250℃时能与其他卤素反应，生成卤化物。

元素用途

钽在酸性电解液中形成稳定的阳极氧化膜，用钽制成的电解电容器，具有容量大、体积小和可靠性好等优点，制电容器是钽的最重要用途，70年代末的用量占钽总用量2/3以上。钽也是制作电子发射管、高功率电子管零件的材料。钽制的抗腐蚀设备用于生产强酸、溴、氨等化学工业。金属钽可作飞机发动机的燃烧室的结构材料。钽钨、钽钨铪、钽铪合金用作火箭、飞弹和喷气发动机的耐热高强材料以及控制和调节装备的零件等。钽易加工成形，在高温真空炉中作支撑附属档案、热禁止、加热器和散热片等。钽可作骨科和外科手术材料,例如用钽条替代人体中的骨头肌肉还会在钽条上生长,所以它有一个"亲生物金属"。碳化钽用于制造硬质合金。钽的硼化物、矽化物和氮化物及其合金用作原子能工业中的释热元件和液态金属包套材料。氧化钽用于制造高级光学玻璃和催化剂。1981年钽在美国各部门的消费比例约为:电子元件73%,机械工业19%，交通运输6%，其他2%。

制备方法

冶炼方法:钽铌矿中常伴有多种金属，钽冶炼的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。

矿石分解可采用氢氟酸分解法、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。

分离:首先将钽铌铁矿的精矿用氢氟酸和硫酸分解钽和铌呈氟钽酸和氟铌酸溶于浸出液中，同时铁、锰、钛、钨、矽等伴生元素也溶于浸出液中，形成成分很复杂的强酸性溶液。钽铌浸出液用甲基异丁基酮萃取钽铌同时萃入有机相中,用硫酸溶液洗涤有机相中的微量杂质，得到纯的含钽铌的有机相洗液和萃余液合并,其中含有微量钽铌和杂质元素，是强酸性溶液，可综合回收。纯的含钽铌的有机相用稀硫酸溶液反萃取铌得到含钽的有机相。铌和少量的钽进入水溶液相中然后再用甲基异丁基酮萃取其中的钽,得到纯的含铌溶液。纯的含钽的有机相用水反萃取就得到纯的含钽溶液。反萃取钽后的有机相返回萃取循环使用。纯的氟钽酸溶液或纯的氟铌酸溶液同氟化钾或氯化钾反应分别生成氟钽酸钾(K2TaF7)和氟铌酸钾(K2NbF7)结晶，也可与氢氧化铵反应生成氢氧化钽或氢氧化铌沉淀。钽或铌的氢氧化物在900~1000℃下煅烧生成钽或铌的氧化物。

钽的制取:

①金属钽粉可采用金属热还原(钠热还原)法制取。在惰性气氛下用金属钠还原氟钽酸钾:K2TaF7+5Na─→Ta+5NaF+2KF。反应在不锈钢罐中进行，温度加热到900℃时,还原反应迅速完成。此法制取的钽粉，粒形不规则，粒度细，适用于制作钽电容器。金属钽粉亦可用熔盐电解法制取:用氟钽酸钾、氟化钾和氯化钾混合物的熔盐做电解质把五氧化二钽(Ta2O5)溶于其中，在750℃下电解,可得到纯度为99.8~99.9%的钽粉。

②用碳热还原Ta2O5亦可得到金属钽。还原一般分两步进行:首先将一定配比的Ta2O5和碳的混合物在氢气氛中于1800~2000℃下制成碳化钽(TaC)，然后再将TaC和Ta2O5按一定配比制成混合物真空还原成金属钽。金属钽还可采用热分解或氢还原钽的氯化物的方法制取。致密的金属钽可用真空电弧、电子束、等离子束熔炼或粉末冶金法制备。高纯度钽单晶用无坩埚电子束区域熔炼法制取。

宝石晶体水热法生长的原理和技术

曾骥良　周卫宁　张昌龙　霍汉德

第一作者简介：曾骥良，中宝协人工宝石专业委员会第一、二届副主任委员，第三届高级顾问，原广西宝石研究所所长，教授级高级工程师。

一、引言

自20世纪60年代全世界掀起“人工宝石热”以来，人工宝石晶体及其饰品越来越受到人们的重视与喜爱，这是因为：①天然宝石资源日趋枯竭，特别是质优粒大的名贵宝石罕见，供不应求，价格昂贵；②人工宝石晶体，特别是水热法生长的许多宝石晶体，在生长条件和宝石学特征等方面与天然宝石晶体极为相似；③随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，特别是在经济发达的国家和地区，人们的珠宝消费观念已发生深刻的变化，追求宝石文化品位和首饰时尚是此变化的主要特征。在此背景下，我们开展了彩色蓝宝石等宝石晶体的水热法生长技术研究及工程化开发，自主设计了可在t≤600℃和p≤200MPa条件下安全可靠、长周期连续工作的φ22mm×250mm，φ30mm×510mm，φ42mm×760mm和φ60mm×1100mm系列高压釜及其配套的温差井式电阻炉，解决了过饱和度控制、致色离子缓释、氧化－还原调控等多项技术难题，成功地合成出大块度、高品质的彩色蓝宝石晶体（图1,2,3），加工了彩色蓝宝石饰品（图4）。本文根据上述研究成果论述了宝石晶体水热法生长的原理和技术。

图1 水热法生长的红色系列刚玉宝石晶体

图2 水热法生长的蓝色刚玉宝石晶体

图3 水热法生长的**刚玉宝石晶体

图4 水热法生长的彩色刚玉宝石刻面饰品

二、生长原理

宝石晶体水热法生长原理是：将待生长宝石晶体所需原料溶解于高温高压的矿化剂水溶液中而形成饱和溶液，并采取适当技术措施将饱和溶液再转化为过饱和溶液，而宝石晶体则在此过饱和溶液中或成核生长或籽晶生长，最终生成块状宝石晶体。目前普遍采用温差法，并大多采用籽晶，我们称之为籽晶温差水热法，它适宜于具有较大的溶解度及温度系数的宝石晶体生长，是人工宝石晶体产业化的重要方法。

籽晶温差水热法的基本原理是：在宝石晶体生长的水热体系中，建立一个恒定而又稳定的温度梯度，即在原料溶解的高温区和籽晶生长的低温区之间，在整个生长过程中，始终维持一个恒定而又稳定的温差。于是，在溶解区形成的饱和溶液通过温差对流再输运到生长区而转变成亚稳过饱和溶液，籽晶便在此溶液中最终生长成块状宝石晶体。由此可见，籽晶温差水热法的关键是：①建立一个恒定而又稳定的温差；②籽晶生长区的溶液始终被维持在一个适宜而又稳定的亚稳过饱和状态。

三、生长技术

1.高压釜和电阻炉的设计制造技术

（1）φ60mm×1100mm型高压釜

高压釜是宝石晶体水热法生长的关键设备，其性能优劣直接关系到宝石晶体生长的成败。φ60mm×1100mm型高压釜的结构见图5。

φ60mm×1 100mm型高压釜设计和制造的技术要点是：①精心挑选的高温合金，不仅要有高的高温机械强度，而且要有良好的塑性和耐冲击韧性；②严格设计强度计算及其校核（王心明，1986）；③对选定的高温合金严格热处理；④在高温合金热处理前后及其机械加工后均要严格探伤检验；⑤高压釜使用前，在室温高压（100～220MPa）和高温（490～600℃）高压（100～180MPa）条件下，严格进行耐压试验，保压时间分别为1h和34～35h。

研究结果表明，随着高压釜反应腔尺寸的增大，其热容量和热稳定性提高，温度波动性减小，晶体尺寸增大，生长速度增快，台日产量提高，晶体质量也有所改善（表1）。因此，设计制造反应腔尺寸更大的高压釜（最高工作温度和压力为t≤600℃和p≤200MPa）仍是研究开发的一项重要任务。

图5 φ60mm×1100mm型高压釜的结构示意图

1—隔热阻挡层；2—釜体；3—下螺母；4—下法兰；5—上法兰；6—上螺母；7—螺柱；8—压垫；9—顶紧螺钉；10—接头；11—密封环；12—压环；13—釜塞；14—密封环；15—压环；16—釜塞；17—防爆装置

数据单位：mm

（2）电阻炉

温差井式电阻炉，按下述技术原则设计制造：①炉膛下部高温区对应于高压釜反应腔下部高温溶解区，而其上部低温区则对应于反应腔上部低温结晶区，两区之间存在正温差，并可对其调控；②结晶区应尽可能长，温度梯度应尽可能小；③加热升温速率适宜，保温效果尽可能好，炉外壁散热尽可能均匀；其技术关键是加热电功率的合理分配，对此我们按三段加热、两点控温的方案进行设计制造。

φ60mm×1100mm型高压釜反应腔内的温度曲线如图6所示，高温高压条件下在黄金衬管内测定的温度曲线如图7所示。图6与图7表明，结晶区长度为600～640mm，平均温度梯度为0.11～0.22℃/cm，反应腔内和黄金衬管内的温度波动≤0.2℃，适宜于宝石晶体水热法生长。

2.控温测温技术

温度及其温场特性对宝石晶体的水热法生长至关重要，对此采取了下列7项技术措施，改进完善了控温测温技术。

1）电阻炉改进：①将炉膛改为带有均匀分布小孔（φ6mm）和等距分布外螺纹槽（R8mm）的刚玉管，因而热交换更充分、更迅速、更及时；②增大了加热电功率，因而提高了初始升温速率，缩短了升温时间，同时也有利于调整各段加热电功率的匹配关系；③改整体为两体制造工艺，这不仅便于制作，而且使保温效果更好，炉壁散热更均匀。

表1 红宝石晶体水热法生长结果对比

图6 φ60mm×1100mm型高压釜反应腔内的温度－高度曲线

图7 黄金衬管内的温度－高度曲线

2）增设隔热阻挡层：在炉膛与高压釜釜体之间增设了由不锈钢隔热圈和硅酸铝纤维毯隔热层组成的隔热阻挡层。它将炉膛下部高温区与上部低温区隔开，有效地抑制了两区之间的热对流，确保了所需要的正温差及其温差的稳定性。

3）增设热电耦定位装置：增设的热电耦定位装置，一方面使下部控温热电耦的热端与高压釜釜体底部紧密、定位、定点接触，使控温重现性好；另一方面又能使电阻炉底部的热量损失大大降低，使炉温更稳定。

4）增设冷端恒温补偿箱：箱内蒸馏水恒定在45℃，其温度波动最大为±0.01℃。将热电耦冷端插入此恒温箱内，避免了因环境温度波动而造成炉膛内的温度波动。

5）用双支代替单支铠装热电耦：用双支代替单支铠装热电耦，实现了一点双测双控，大大地提高了设备运行的安全可靠性。

6）采用 UP350上位机监测系统：采用UP350上位机监测系统，实现了对炉温的实时监测和实时记录。

7）采用内测温技术：在近似于宝石晶体水热法生长的条件下，在黄金衬管内直接测定了温度曲线（图7），该曲线更真实地反映了晶体生长时的温度及温场特性。

3.矿化剂选择和溶解度测定技术

（1）矿化剂的选择

矿化剂对于宝石晶体的水热法生长非常重要。我们认为宝石晶体在高温高压的矿化剂水溶液中形成了与宝石晶体中配位多面体结构相类似的配合离子，并有利于宝石晶体的生长。因此，必须依据宝石晶体结构化学式中心元素的离子构型、配位原子的电负性和配位体的碱性度等技术原则（武汉大学，1983）来选择矿化剂。所选择的矿化剂还应使宝石晶体具有一致溶解的特性，并具有较大的溶解度及温度系数。

（2）溶解度测定

宝石晶体在高温高压矿化剂水溶液中的溶解度及温度系数是设计宝石晶体水热法生长工艺技术的重要依据。我们在等温炉内，采用淬冷法并根据宝石晶体的前后失重来测定其溶解度。为防止杂质干扰，使用了黄金衬管，即将宝石晶体碎粒（粒径3～5mm）和矿化剂水溶液密封于衬管内；为在淬冷过程中及时将晶体与溶液分离，将装有晶体碎粒、带有均匀分布小孔的黄金篮悬挂于矿化剂溶液之上；为确保溶解反应平衡，预先进行了动力学试验，即溶解度大小与溶解持续时间的关系试验；为确定溶解是否为一致溶解，对溶解反应后的固相产物进行了分析鉴定。

刚玉宝石晶体中的配位多面体为[AlO6]，中心Al3＋为8电子型，与L为F－、OH－、O2－等离子形成配合离子[AlL6]3－，其中最有利于配合的是F－，但F－与致色离子Cr3＋生成不溶化合物CrF3，因而选择OH－。此外，有价值的红宝石矿床多产于碳酸盐岩石中，因而最终选择了碱金属碳酸盐作为矿化剂。我们所测定的焰熔法红宝石晶体的溶解度曲线如图8所示。结果表明，适宜于籽晶温差水热法生长。

图8 红宝石晶体在KHCO3和NaHCO3水溶液中的溶解度曲线（p=200MPa）

4.过饱和度控制技术

前已指出，籽晶温差水热法生长宝石晶体的技术关键是：在整个生长过程中，生长区的溶液必须始终维持在一个适宜而又稳定的亚稳过饱和状态。亚稳过饱和度区的大小、趋向可用过饱和度来估计（张克从等，1997）。从此意义上讲，亚稳过饱和度的控制技术实质上仍是过饱和度的控制技术。试验研究表明，在选定的水热生长体系里，结晶温度及其温差以及挡板开孔率是影响过饱和度的主要外部因素。

（1）结晶温度和温差的控制技术

温度和温差控制技术上已述及，不再重复，但需要强调的是，确定结晶温度和温差之间的匹配关系至关重要。在实际工作中，我们主要根据高压釜长周期安全工作的最高温度和压力、宝石晶体水热法生长体系中的液固比（即初始加入的矿化剂水溶液体积（mL）与固体原料质量（g）之比）等选定原料溶解区的最高温度，再根据溶解度曲线所确定的亚稳过饱和区温度范围来选定结晶温度，最后经试验确定它们之间的最佳匹配关系。对于φ42mm×760mm型高压釜及其配套电阻炉，红宝石晶体优质快速生长的最佳匹配的温度参数如表2所列。

表2 反应腔最佳匹配的温度参数

（2）挡板及其开孔率

在黄金衬管内溶解区和结晶区之间设置开孔的挡板，调控宝石晶体水热生长体系的溶液对流或质量输运，以达到控制溶液过饱和度的目的。

在实际工作中，可依据是否发生成核生长来判断过饱和度控制的正确性和有效性；若发生成核生长（成核生长的细小晶体往往附着在黄金衬管内壁的上部以及籽晶架的上部），表明结晶区溶液已超出亚稳过饱和区，因而需要减小温差或增大挡板开孔率，以保持溶液处在亚稳过饱和区。

5.致色离子缓释技术

**蓝宝石晶体水热法生长实验中，当致色剂Ni2O3直接加入到衬管底部时，随着原料中Ni2O3含量由1.66%降低到0.05%，晶体颜色产生黑色→深褐色→褐**的变化，表明Ni2O3含量直接影响蓝宝石的颜色。因此，通过特殊装置控制致色离子的释放速度和数量，可保证宝石颜色的纯正和均匀。

6.氧化－还原调控技术

**蓝宝石（俗称黄宝石）是一种掺Ni3＋的蓝宝石晶体（Ni3＋:α-Al2O3），而致色剂 Ni2O3在水热生长体系里，有可能发生下列反应：

中国人工宝石

因此，需对其氧化－还原能力进行调控。对此，我们根据氧化－还原的基本原理，应用相关元素的电势图，选择适宜的氧化剂（或还原剂）直接加入水热生长体系中，以控制其氧化－还原能力，即达到控制致色离子价态的目的，使黄宝石晶体呈现出纯正的**。否则，晶体呈现黄绿色、草绿色，这是因为Ni2＋和Ni3＋均掺入晶体（Ni3++Ni2＋：α-Al2O3）而使其致色的结果。

7.彩色混合技术

为研究开发红宝石晶体新的颜色品种，依据晶体化学和氧化－还原反应原理及晶体呈色机理等，采用了两种或多种颜色相互混合而产生新颜色品种的彩色混合技术。若要求颜色品种的明度和纯度提高，则采用加色混合技术；反之，则采用减色混合技术。我们采用该技术，成功地生长出了新颜色品种的红宝石晶体，该晶体呈现漂亮的鲜红色，其明度和纯度均得到提高。

8.生长体系相态及其判别

水热生长体系的相态指的是在给定的物理化学条件（如温度、压力、矿化剂溶解度等）下，体系究竟是处在液相、气相、气－液共存相和超临界相的哪一个相区，这既是人工晶体（包括人工宝石晶体和人工功能晶体）溶解－结晶平衡、也是人工晶体水热法生长的关键问题。研究结果表明：①人工晶体在液相区和超临界相区的溶解度大，且往往随矿化剂浓度的增大而增大，随温度、压力的提高而提高，因而有利于晶体生长；②在上述两均匀相区内，物质和热量的输运均匀而又稳定，因而有利于生长高品质晶体；③相对于超临界流体相，人工晶体在液相区的生长压力和温度较低，因而有利于设计制造大口径高压釜以生长大尺寸晶体。在实际工作中，可依据人工晶体中的包裹体类型及均一温度（卢焕章等，1990）、水热生长体系的P-V-T-C-F曲线等进行判断。

四、结束语

通过项目研究及其成果工程化，我们成功地自主设计制造了系列高压釜及配套电阻炉，开发了整套水热法生长彩色蓝宝石的技术工艺，小批量生产了高品质的彩色蓝宝石，填补了国家空白。同时，项目的设备和技术对水热法合成其他宝石具有重要的指导和借鉴作用。

参考文献

卢焕章等.1990.包裹体地球化学.北京：地质出版社.

王心明编.1986.工程压力容器设计与计算.北京：国防工业出版社.

武汉大学等编.1983.无机化学.北京：高等教育出版社.

张克从等.1997.晶体生长科学与技术.北京：科学出版社.

镉的地球化学、矿物学及含镉矿床

一、镉的地球化学

镉是一种银白色的金属，自20世纪初就开始在工业上得到广泛的应用，是德国Strohmeyer 1817年在研究白色颜料氧化锌中杂质时发现的，几乎与此同时，Hermann也发现用硫酸溶解氧化锌后残留的针状结晶物就是镉。因为它经常包含在氧化锌等矿物中，所以镉的希腊名被取为“卡多曼”（被包含的意思）。镉可以作制成特殊的易熔合金、耐磨合金、焊锡合金等，还广泛用作钢结构的电镀防腐层、原子反应堆控制棒、光电池和制造各种原料等，镉的合金在国防工业上也有重要用途。

（一）镉的地球化学特征

镉是典型的分散元素，至今还没一处真正的独立矿床，主要伴生在其他金属矿床中，尤其是中低温的铅锌矿床。

主要地球化学参数见表4-1，它在地壳中的丰度为0.2×10-6，它位于元素周期表第五周期第二族（锌副族），电子构型为4d105s2，可见在N电子层上除4f轨道以外，已全部被填满，它有偶次的原子序数、偶次的电价、大多数同位素也是偶次的，但它却是一个极为分散的化学元素。镉易失掉2价电子成为2+价离子，它的离子有对称的结构，属于钯型的稳定离子，与Cu、Ag、Au相似，电离势较高，不易氧化。在外电子层中，4f轨道上未被填满的中性原子的特点是具有强的主极化能力，能引起强变形离子——硫、碘产生染色。

表4-1 镉的地球化学参数表

镉是典型的亲铜元素，在自然界中有+1和+2两种价态（刘英俊，）。在戈尔德施密特的原子容积曲线上，它位于第四凹陷的上升曲线上，两侧是典型的亲硫元素银和铟。它的特点是自然界稳定同位素多，在质量数为106和116之间有8个稳定同位素（其中6个都是偶次的同位素）。这些同位素的相对丰度见表4-2。

表4-2 镉的稳定同位素相对丰度表

镉和锌一样都属于亲硫元素，两者的离子半径相近［Zn2+（0.83×10-10m）、Cd2+（1.03×10-10m）］，且四面体共价半径及构造类型也相似，所以Cd和Zn有着相似的地球化学行为，它的活动紧密地跟随锌，但镉比锌具更强的亲硫性质，在化学性质上镉的碱性程度比锌稍强，同时锌、镉的离子半径不同（镉较锌稍大）。此外，在氧化物及硫化物中两者有显著的差异，CdS与ZnS相同，为闪锌矿型，四面体配位，但CdO为氯化钠型，配位数为6，ZnO则仍是四面体配位，正是由于化学及结晶化学性质上的这些差异，而导致Zn、Cd在地球化学活动历史中有一定分离，当锌与硫化合时，这时锌与镉共生，而与氧化合时则同镉分离。

在大多数情况下，镉是以类质同象状态置换其他相应离子而存在于各种含镉的矿物之中，其中镉主要呈类质同象赋存于闪锌矿、纤锌矿等矿物中，硫化物的闪锌矿积累有最多的资料，其含镉量可以高达 1.85%，但通常多在 0.1%～0.5%之间。一般造岩矿物内镉的含量不高。在弱氧化环境中，含镉的主要矿物（闪锌矿）可被氧化溶解，而镉则仍可以硫化镉（CdS）形式呈薄膜状存在于闪锌矿等硫化物的表面（Cd2++S+2e-=CdS E=0.31伏特）。笔者在贵州都匀牛角塘铅锌矿研究时就发现CdS呈薄膜状附于闪锌矿表面；而在强氧化条件下，镉则可形成CdO或CdCO3 之类的氧化矿物，甚至氧化成CdSO4 而进入水溶液中。此外，镉在热水沉积作用中也具有一定的活动性，如在圣海伦斯火山口附近，镉受火山气体及其升华物质的作用而活化，最后形成固相的硫镉矿（中科院地化所，1997）。在现代洋底扩张中心的热水沉积作用中，含金属沉积物中主要成分之一就是镉（Rona，1988）。这表明在热水沉积作用过程中，镉能够被活化并发生一定程度的富集，实际上，热水沉积作用下镉的富集程度有时会很高，甚至能发生超常富集。

由于镉与锌都是亲硫元素，又是亲石元素，因此镉可同时进入氧化物及硫的化合物中，在硫化物中镉主要进入于锌的硫化物内；在氧化物中镉则存在于钙及锰的矿物内。在地球化学性质上，尤其是在低温热液硫化物成矿的高硫环境，镉表现出强烈的亲硫性，这可以从硫镉矿与方镉矿的吉布斯生成自由能ΔGf看出（林传仙等，1985），硫镉矿的ΔGf值为-145.556kJ/mol，而方镉矿的ΔGf值为-228.532kJ/mol；前者大大高于后者。表明镉的亲硫性比亲石性要强得多，从元素镉在造岩矿物和硫化物中含量的巨大差异（表4-5）及镉在陨石不同组相中的分配特点（表4-3）也可以看出镉的强的亲硫性的特点：明显地趋向于硫化物及陨石的陨硫铁相中。

镉是一个分布相当稀少和十分分散的元素。镉的宇宙丰度，根据修斯和尤瑞的资料为0.89×10-6，与卡梅伦的数据相同；而阿仑斯和泰勒定为0.14×10-6；维诺格拉多夫和高尔斯则分别定为0.11×10-6和0.12×10-6。

太阳大气中被确定的镉含量为0.016×10-6。已知在陨石各相中镉的含量如表4-3。施密特等（1963）研究了七个铁陨石中的镉，其含量从≤0.04×10-6至0.056×10-6，平均为（0.027±0.012）×10-6，四个铁石陨石给出的镉的含量为-6至0.056×10-6。

由不多的数据可以看出，镉明显地富集于陨硫铁相中（表4-3），显示其很强的亲硫性质。同时陨石中镉含量的平均值大于地壳中的平均含量。

表4-3 镉在陨石各相中的分布（wB/10-6）

由于镉在自然界中极为分散，含量很低，因此镉的克拉克值尚不够准确，目前多数研究者给出的镉的克拉克值为0.2×10-6，但伊万诺夫（1964）的资料仍仅0.11×10-6。由地壳经地幔向地核方向，镉的含量是趋向于增高的。

（二）内生作用下镉的地球化学行为

在内生作用下，镉在很大程度上是重复着锌的地球化学历史。在岩浆形成体中，镉与锌一样，其含量是很低的。镉在主要岩浆岩类型中的平均含量见表4-4。

表4-4 主要岩浆中镉的平均含量

由表4-4可知，实际上镉在岩浆作用中没有发生任何明显富集，只是少量的与钙伴生而分散到含钙矿物中。由于镉离子以类质同象方式置换钙，因此它乃存在于岩浆岩的长石、辉石和磷灰石等矿物中。造岩矿物中镉含量如表4-5所示。

现有的分析结果表明，辉长岩类岩石中镉的含量同锌一样，花岗岩类岩石中稍高一些，Zn与Cd含量的比值在岩浆岩中变化幅度大，大致变化于300～1000之间；而且由于镉的离子半径稍大于锌，因此Zn与Cd含量比值（根据同一作者的资料）在酸性岩中照例较基性岩低，它可作为岩浆演化的地球化学指示剂。

许多研究者报道，在花岗伟晶岩中镉发生明显富集，其中锰、铁的铌钽酸盐、钇矿物和钙矿物中均富含镉，含量可达0.001%。在一些含锡伟晶岩的闪锌矿和方铅矿中有时含镉很高，达0.0n%，表现出在硫化物结晶的时候，镉很容易进入到硫化物晶格中。

在岩浆期后的所有高温热液矿床中，除铅锌矿化外，其他（如钨锡）矿床的闪锌矿虽然镉也发生一定程度的富集，但总的来说，镉均未进行显著的集中。

表4-5 镉在一些造岩矿物与矿石矿物中的分布

实际上岩浆中的镉差不多聚集于残余的含硫化物的热水溶液中。在热液亲硫元素结晶时，镉是其中的主要元素之一，它的地球化学行为首先与锌密切相关，并进入所形成的闪锌矿中。因为镉同铅在主要地球化学参数上的差异，所以镉进入方铅矿晶格中的可能性较进入闪锌矿的可能性要低得多。镉的四面体共价半径及构造类型与锌相类似，且含量低微，对类质同象有利，镉难形成自己的独立矿物。

热液成因的闪锌矿是镉的重要工业矿物，在所有研究过的闪锌矿中几乎无例外地都发现有镉的存在（含镉最富的闪锌矿变种称镉闪锌矿）。在闪锌矿中Zn/Cd比值根据戈尔德施密特的资料为300～100，比岩石有显著地降低，说明镉较锌更多地富集于硫化物中。

多金属矿床的闪锌矿是镉的主要集中场所，通常认为镉含量与闪锌矿的形成温度有关。一般是中温或低温条件下形成的闪锌矿中镉含量最高，高温形成的闪锌矿中含镉最低；同时镉的含量与闪锌矿的颜色也相关。笔者研究贵州都匀牛角塘富镉锌矿时，发现该矿床闪锌矿中高度富集镉（平均1.3%，最高>10%）（刘铁庚等，2000），该矿床的成矿温度在100℃左右（Ye Lin et al.，1999），闪锌矿以淡黄棕色为主。

由于闪锌矿中的w（Zn）/w（Cd）比值由高温向低温有逐渐变小的趋势，因此利用镉在闪锌矿中的含量及其与锌的比值，可作为鉴定热液矿床形成时的温度及其物理化学条件的标志。

因为镉与锌相比，具有较低的能量系数和大的离子半径，镉之进入闪锌矿，减低晶格的自由能，所以镉富集于晚期低温闪锌矿中，并较闪锌矿更晚晶出。事实上，致密细晶的近似胶体结构的闪锌矿变种，镉含量显著超过粗晶的闪锌矿变种。不仅在晚期形成的闪锌矿中比较富含镉，同样晚期的纤锌矿也明显镉含量较高。

在热液作用中，镉除与锌有着紧密的联系外，也存在于铅、铜等某些矿物中。诺达克曾指出，除方铅矿外，在热液成因的硒化铅和蹄化铅中也各含300×10-6与10×10-6的镉，其他像黄铜矿、硫砷铜矿、黝铜矿以及锗石之类的热液四面体硫化物与含硫盐中均含有镉。一般说来，镉较锌更倾向进入于含硫盐的矿物晶格之中，这一方面可能是由于含硫盐多形成于热液的较低温阶段，这时在溶液中镉比锌相对地富集；另一方面因在含硫盐形成时，如等酸根离子需要较碱性的离子，故在这方面镉比锌碱性程度更强一些。

不同类型矿床中镉的分布是不同的，但没有十分明显的规律，造成这种分布差异，可能与成矿物质来源、区域地球化学特征以及成矿作用的具体条件等因素均起着制约作用。

（三）表生作用下镉的地球化学行为

在表生作用下，镉同锌仍有着近似的地球化学性质，但镉表现更稳定些，氧化较慢，而且更不易活动，较快地进行沉淀。通过模拟实验证明（叶霖，2000），在表生风化淋滤实验早期，矿石和围岩中锌比较活泼，优先析出，而镉只在中晚阶段才析出，且酸性条件和流动体系有利于镉的析出。

在弱氧化条件下，含镉的主要矿物——闪锌矿可以被很快溶解，而镉则还可以作为硫化物（CdS）残留下来或形成次生的CdS，呈薄膜状存在于闪锌矿等硫化物表面。在强烈氧化条件下，镉则形成如CdO与CdCO3之类的氧化矿物，并氧化成CdSO4而进入水溶液中。CdSO4与ZnSO4有相同的溶解度，由于镉具有较大的离子半径和较低的能量系数，可在水溶液中进行长距搬运。只有在强碱性环境（pH>10）时，才开始发生沉淀。

但镉的迁移可能性仍极有限，因为镉具有较强的主极化能力，所以能被土壤的胶体溶液强烈吸附，与粘土矿物细粒呈悬浮物的形式迁移至海洋中。所以镉在粘土质沉积岩中的平均含量要较岩浆岩中的平均含量大得多，另一方面也较砂岩和碳酸盐质岩石大。镉在主要类型沉积岩中平均含量如表（表4-6）。

表4-6 主要类型沉积岩中Cd的含量（wB/10-6）

同锌一样，镉的沉淀主要是通过碳酸盐的形式。在表生条件下，因为碳酸的作用，镉可以形成菱镉矿（CdCO3），它比ZnCO3的溶解度低，所以镉的碳酸盐较锌的碳酸盐先沉淀下来。因CdCO3与ZnCO3、FeCO3、MnCO3有类似的化学和结晶化学性质，形成条件也基本相同，故在氧化带中它们常紧密共生。

（四）镉的研究概况

西欧和前苏联在18世纪中期便已开始研究镉等分散元素，到20世纪中期对镉等分散元素的研究掀起了一个高潮，Grainger P.E.（1963）、Gong Herry（1977）、Mullin，J.B.（1954）、Schmitt R.A.（1963）等分别研究了沉积岩、海水、陨石等地质体或矿物中镉的分布特征。我国在这一时期也开始重视镉等分散元素的研究，并对其资源分布状况作了摸底调查，这对以后的开发利用和研究奠定了基础。

目前国内外对镉的研究多侧重于水体（江、河、湖泊、工业废水）及沉积物和土壤中镉的迁移富集和所造成的环境污染，这类论文在有关环境的刊物上随处可见。在常温常压下，镉主要呈可迁移和交换的离子态，如Cd（OH）2和CdCO3等形式存在，因此常温常压下镉具有一定的活动性，很容易进入各种环境中的宿体并对其造成污染，进而危害人类健康（Gandchau，1996；Wilknis，1998）。关于镉的富集成矿机制的研究一直十分薄弱，发表的论文仅涉及镉的一般地球化学，如镉的独立矿物、赋存状态等（Carig，；张丽彦，1986）。倪世界（1989）研究了湖北铅锌矿石中镉的赋存状态；Ya suhiro Shibue（1988）对日本主要锡矿床中高镉闪锌矿进行了研究；H.Celebi（1990）认为在富镉的Fe-Mn氧化矿床中，由于镉主要分布在闪锌矿中，所以镉的分布与Zn、Pb相关，与Fe、Mn无关；S.Aizawa等（1992）对日本中部三叠纪—二叠纪灰岩中镉的存在形式进行了探讨；F.Vtlu等（1995）认为镉可以集中在黄铜矿、黄铁矿和磁铁矿中，且镉与w（Cd）/w（Sb）、w（Tb）/w（Sb）和w（Zn）/w（Cd）正相关；谷团等初步探讨了我国镉矿资源概况分布，Ye L.（1999）研究了贵州都匀牛角塘富镉锌矿中闪锌矿的微量元素组成，指出该矿床中闪锌矿高度富集镉。

一些地质工作者提出了分散元素镉的异常具有一定的地球化学指示作用，马东升（1989）认为w（Zn）/w（Cd）可以作为华南花岗岩潜在含矿性的标志；Zhangqian（1987）提出w（Zn）/w（Cd）作为判断铅锌矿类型的标志；朱细刨（1993）对西藏洞嘎金矿的研究表明，矿区内土壤中镉异常与金矿化具有一定的内在联系，次生晕镉异常可作为金矿普查的有效指示剂。朱平（1994）提出在绍兴—诸暨一带的石英闪长岩型金矿中，镉是与金关系最密切的元素之一，是金的第一指示元素。刘金钟（1992）认为桂西北一带产于中三叠统板纳组中的微细浸染型金矿中，镉亦能起到示踪金的指示作用。因此，镉可以作为寻找某些矿种的有效指示元素甚至是找矿标志，其主要原因是镉与这些金属元素（如锌和金等）在成矿演化过程中，地球化学行为既有共性又有特殊性。

二、独立镉矿物

在镉的矿物学研究方面，Osadchii，E.G.（1986），Liu J.L.（1993）等进行了高温高压条件下镉的矿物相学实验研究，先后合成了镉的二元系和三元系硫化物系列，这些相系包括：ZnS-CdS、ZnS-FeS-CdS、FeS-CdS、Cu2SnS3-ZnS-CdS、Tl-Cd-S、CaCO3-CdCO3和CdCO3-MgCO3等，并发现了一些在自然界尚未发现的新相，如Tl9CdS10和Tl42Cd3S55，根据这些新相将有助于在自然界发现新的镉矿物。对镉的类质同象置换所形成的含镉的变种矿物的研究（David，1985；贾殿武，1988；Szymanski，1978），如镉银黝铜矿、镉黝铜矿、含锰镉黝铜矿、镉黑辰砂和锌硫镉矿等。由于镉具有较低的能量系数和较大的离子半径，进入闪锌矿后，可以降低晶格自由能，所以镉趋向于在晚期低温闪锌矿中发生富集，并比闪锌矿更晚晶出，这就造成了闪锌矿的w（Zn）/w（Cd）比值由高温向低温有减小的趋势，这个趋势可作为鉴定有关矿床形成温度及其他物理化学条件的判定标志。童潜明（1986）、Ishra（1991）、Bortnikov（1995）等对镉在硫化物之间的分配及其所蕴涵的地球化学意义进行了研究，建立了镉的分配系数温压计，但这类温压计只适用于中高温硫化物矿床。此外，美国和俄罗斯进行了人工合成的镉的矿物学研究（Loasch，1994；Weiedemeier，1995；Avduyevsky，1995），合成的矿物有CdTe和Hg1-xCdxTe等，用于航天技术中空间材料气相生长研究。

由于镉在地壳中较稀少，常呈类质同象形式存在于与其地球化学性质相近的Zn、Cu和Sn等的硫化物中，因此，镉形成独立矿物的条件相对要苛刻得多，到目前为止，在自然界发现的镉矿物种类不多（表4-7），且较稀少，不易形成工业富集，一般只具有矿物学上意义。镉的独立矿物中既有单质，又有氧化物、碳酸盐和硒化物，其中硫化物和硫盐种类最多，说明镉既具有一定的亲石性，又具有很强的亲硫性，且亲硫性要大大强于亲氧性。镉的一些独立矿物属于其他矿物（如黝铜矿和辰砂等）的变种矿物，主要是由于镉对这些矿物中的某些金属阳离子（如，Zn、Ag、Sb、Fe、Hg等）进行类质同象置换形成的，反映了镉与这些元素具有近似的地球化学性质和地球化学行为。此外，大部分镉矿物多产于硫化物矿床表生氧化带，说明镉在表生条件下独特的地球化学行为：在主成矿阶段主要表现为亲硫性，形成其他矿物的变种矿物，而在表生氧化阶段则以亲石性为主，形成镉的典型氧化带矿物（如CdO、CdCO3和CdS等）。笔者在都匀牛角塘富镉锌矿中发现许多氧化闪锌矿矿石表面分布有一些橙**土状或被膜状镉的菱镉矿和硫镉矿，而矿床氧化带的菱锌矿中包裹着硫镉矿、镉的氧化物和菱镉矿，这可能是因为闪锌矿氧化分解出来的Cd可形成CdSO4，并交代闪锌矿形成硫镉矿，或镉的氧化物在CO2的作用下可生成菱镉矿所致。

分散元素地球化学及成矿机制

80年代末至90年代初，我国西南地区相继发现了碲、铊、锗等分散元素的独立矿床或矿体（胡瑞忠，1997；骆耀南，1994；张忠，1994），这是矿产地质和成矿理论的一大突破，分散元素可能在我国西南地区有着独特的地球化学行为。在研究贵州都匀牛角塘铅锌矿时（Ye L.，1999），发现其中镉含量异常高（Zn储量为中—大型，镉储量大于5000t，达大型以上），闪锌矿矿石中镉平均含量为9000×10-6左右，而闪锌矿单矿物中镉含量一般大于1.20×10-2，最高可达10×10-2；此外，广东蕉岭鸡公山铅锌矿中矿石含镉在0.1～10×10-2之间，广西临桂葛家塘铅锌矿中镉平均含量为0.63×10-2，最高可达2.62×10-2。可见，镉等分散元素并不“分散”，在特定的条件下会富集，甚至形成独立矿床或矿体（涂光炽，1994）。

三、镉的分布及赋存特征

因镉在地壳中的低含量和其高度分散性，故不易形成独立矿物，特别是在地质作用的早期相中，它不能形成独立矿物，只是在晚期的热液阶段，镉开始可产生某些富集。目前仅发现12种镉的独立矿物（表4-7）。

镉主要呈类质同象赋存于闪锌矿中，其含量一般在n×10-3以上；其次为方铅矿，一般含量为n×10-4，比闪锌矿低1至2个数量级；此外，在部分黝铜矿、块硫锑铅矿和车轮矿、氧化带中的菱锌矿、羟锌矿（含Zn的蒙脱石）氧化锰及褐铁矿中也含有少量的镉。

表4-7 镉的独立矿物表

镉也可以呈单矿物形式存在于铅锌矿床中，有的以硫镉矿呈固熔体形式分布在闪锌矿中（如吉林籍安郭家岭铅锌矿）或与菱锌矿、纤锌矿共生。笔者利用《中国层控矿床》铅锌矿的数据进行相关分析统计，结果表明，Cd与Zn和Pb正相关，其相关系数分别为0.95和0.61，Cd与Fe的相关性极差，表明Cd与Zn的相关最密切。

对中国铅锌矿中闪锌矿成分进行统计，结果表明，一般高温深色（黑色）闪锌矿含Cd最低（1100×10-6～4000×10-6），含Fe相对最高；中温红褐色—棕色闪锌矿Cd含量中等（1600×10-6～6000×10-6），Fe含量相对中等；低温浅色闪锌矿Cd含量最高（1700×10-6～8800×10-6），Fe含量最低。在都匀牛角塘铅锌矿中采集的闪锌矿样品，以淡**为主，其中Cd含量一般都在1.20%以上，最高可达1.97%，该矿床成矿温度在100℃左右（Ye L，1999；叶霖，2000）。因此，富Cd的闪锌矿一般颜色较浅，形成温度较低。但并非所有铅锌矿床均如此，如赣南钨矿区，气成热液矿床中的黑色闪锌矿除含铁较高外，往往其中的Cd也较高，一般大于1.00×10-2，这可能与该区为富镉的地球化学区有关。

此外，不同类型铅锌矿的闪锌矿中镉含量不同（表4-8），其中碳酸盐岩型层控矿床中闪锌矿的Cd含量变化较大，一些矿床的闪锌矿中镉含量很高（如牛角塘锌矿），而岩浆热液型铅锌矿中闪锌矿的Cd平均含量相对较高；火山热液型多金属矿床、次火山热液型多金属矿床和同生沉积型铅锌矿的闪锌矿中镉含量较低且变化范围较小。

表4-8 不同类型铅锌矿的闪锌矿中镉含量对比

四、含镉矿床

由前面的论述可知，镉在地壳中的分布极为分散。到目前为止，世界上尚无一例独立镉矿床的报道。真正有工业意义的镉的重要来源仅限于硫化物矿床。由于镉的地球化学性质与锌十分相似（刘英俊，），因而，在成矿作用过程中，镉常以类质同象形式进入闪锌矿晶格并随之发生富集，根据美国矿业局估计，世界锌资源中伴生镉资源总计600万吨，锌储量中伴生镉约53.5万吨，储量基础约为97万吨。我国镉资源也十分丰富，全国已发现镉资源产地百余处，保有储量近38万吨（谷团，1998）。由于镉具有显著的亲硫性，也常常伴生于铜锡银铁等的金属硫化物矿床中，我国铅锌矿伴生镉储量相对较多，约占总储量的90%，其次为铜矿，约占4.2%，其余为多金属矿床和铁矿床。从图4-1可以看出，我国镉储量更多集中于云南、四川、广西、广东、江西、湖南和福建等地区。其中滇东北18个铅锌矿床中伴生镉的储量就达9万多吨，约占全国总储量的五分之一，镉资源的集中分布有利于镉的开发。图中只标明了中型、大型和超大型伴生镉矿床。

谷团（1999）按照含镉矿床的元素组合（考虑到镉的高度分散性，以镉为主，兼顾其他成矿元素）把含镉矿床分为以下几类：

（1）Pb-Zn-Cd-S：（铅锌矿型）以兰坪金顶超大型铅锌矿为代表。澳大利亚Lady Loretta铅锌矿也属于这种类型。

（2）Sn-W-Cd-Zn-S：（锡石硫化物型）以都龙、大厂为代表。漂塘、箭猪坡及日本Kaneuchi钨矿和Fujigatemi钨矿均属于此类。

（3）Ag-Cd-Pb-Zn-S：（独立银矿型）以四平三门银矿和破山独立银矿为例。

（4）Fe-Cd-S：（硫铁矿型）以广东阳春黑石岗硫铁矿为例。

（5）Cu-Cd-S：（铜多金属组合型）以湖南七宝山和瑞典Tunaberg铜矿为代表。

图4-1 中国伴生镉矿床分布图

1.4529是什么材质

1.4529是一种具有优异的耐氯离子点蚀和缝隙腐蚀能力的超级奥氏体不锈钢.抗氯化物点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀的能力优于3系列不锈钢，成本低于耐腐蚀镍基合金。在各种严重的腐蚀环境中呈现出好的抗腐蚀特性，适用于高氯化物水溶液和氯化物腐蚀环境，在高温海水或排烟脱硫装置等恶劣环境中也具有超强的耐腐蚀性。在有些条件下，具有与哈氏合金、纯钛匹敌的耐腐蚀性，同时相对于C-276等其它耐腐蚀镍基合金其耐腐蚀能力接近,成本优势明显。

一、1.4529对应牌号：国标：00Cr21Ni25Mo6CuN，00Cr20Ni24Mo6N,美标：N08367，Al-6XN,德标：1.4529。

二、1.4529学成分：碳(C)≤0.02,锰(Mn)≤2.00,镍(Ni)23.5～25.5,硅(Si)≤1.0,磷(P)≤0.04,硫(S)≤0.01,铬(Cr)20.0～22.0,

铜(Cu) ≤0.75,钼(Mo)6.0～7.0,氮(N) 0.18～0.25。

三、1.4529物理性能：密度：8.24g/cm3， 熔点：1320-1400 ℃，磁性：无。

四、1.4529热处理：980-1150℃之间保温1-2小时，快速空冷或水冷。

五、1.4529机械性能：抗拉强度：σb≥650Mpa，屈服强度σb≥295Mpa：延伸率：δ≥35%，硬度；HRB90。

1.4529应用领域：化工容器和管道、海洋油、气平台的装置系统、与海水或原油接触的冷凝器，换热器和管道系统、纸浆漂白过程中的压滤机，贮罐和压辊、热电厂、钢厂、石化企业的烟气脱硫设备（FGD）、原油蒸馏塔及填料、脱盐设备和泵、伺服水管道系统、暴露在海洋环境中的变压器箱壳、制药设备、食品生产设备。

稀土指的是什么？

稀土就是化学元素周期表中镧系元素——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)，以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素，称为稀土元素(Rare Earth)。简称稀土(RE或R)。

名称由来和分类

稀土[xītǔ]一词是历史遗留下来的名称。稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现，当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。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。

编辑本段概述

日本是稀土的主要使用国，目前中国出口的稀土数量居全球之首　稀土作为许多重大武器系统的关键材料，美国几乎都需从中国进口（某些程度上是战略的储备）。　稀土是中国最丰富的战略资源，它是很多高精尖产业所必不可少原料，中国有不少战略资源如铁矿等贫乏，但稀土资源却非常丰富。 在当前，资源是一个国家的宝贵财富，也是发展中国家维护自身权益，对抗大国强权的重要武器。中国改革开放的总设计师邓小平同志曾经意味深长地说：“中东有石油，我们有稀土。”稀土是一组同时具有电、磁、光、以及生物等多种特性的新型功能材料， 是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料,同时也对改造某些传统产业， 如农业、化工、建材等起着重要作用。稀土用途广泛, 可以使用稀土的功能材料种类繁多， 正在形成一个规模宏大的高技术产业群, 有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。有“工业维生素”的美称。

稀土及材料 (15张)

编辑本段稀土用途

在军事方面

稀土有工业“黄金”之称，由于其具有优良的光电磁等物理特性，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且，稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事，必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制，以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮，正缘于稀土科技领域的超人一等。

在冶金工业方面

稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中，能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用，并可以改善钢的加工性能；稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁，由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件，被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业；稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中，可以改善合金的物理化学性能，并提高合金室温及高温机械性能。

在石油化工方面

用稀土制成的分子筛催化剂，具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点，因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程；在合成氨生产过程中，用少量的硝酸稀土为助催化剂，其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍；在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中，采用环烷酸稀土-三异丁基铝型催化剂，所获得的产品性能优良，具有设备挂胶少，运转稳定，后处理工序短等优点；复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂，环烷酸铈还可用作油漆催干剂等。

在玻璃陶瓷方面

稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿，可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显象管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光；在熔制玻璃过程中，可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用，降低玻璃中的铁含量，以达到脱除玻璃中绿色的目的；添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃，其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X-射线的玻璃等；在陶釉和瓷釉中添加稀土，可以减轻釉的碎裂性，并能使制品呈现不同的颜色和光泽，被广泛用于陶瓷工业。

在新材料方面

稀土钴及钕、铁、硼永磁材料，具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积，被广泛用于电子及航天工业；纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型铁氧体单晶及多晶，可用于微波与电子工业；用高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃，可作为固体激光材料；稀土六硼化物可用于制作电子发射的阴极材料；镧镍金属是70年代新发展起来的贮氢材料；铬酸镧是高温热电材料；近年来，世界各国采用钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作的超导材料，可在液氮温区获得超导体，使超导材料的研制取得了突破性进展。稀土永磁微电机

此外，稀土还广泛用于照明光源，投影电视荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉；在农业方面，向田间作物施用微量的硝酸稀土，可使其产量增加5~10%；在轻纺工业中，稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面。

农业方面作用

研究结果表明，稀土元素可以提高植物的叶绿素含量，增强光合作用，促进根系发育，增加根系对养分吸收。稀土还能促进种子萌发，提高种子发芽率，促进幼苗生长。除了以上主要作用外，还具有使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。　大量的研究还表明，使用适当浓度稀土元素能促进植物对养分的吸收、转化和利用。玉米用稀土拌种，出苗、拔节比对照早1～2天，株高增加0.2米，早熟3～5天，而且籽粒饱满，增产14%。大豆用稀土拌种，出苗提早1天，单株结荚数增加14.8～26.6个，3粒荚数增多，增产14.5%～20.0%。喷施稀土可使苹果和柑橘果实的Vc含量、总糖含量、糖酸比均有所提高，促进果实着色和早熟。并可抑制贮藏过程中呼吸强度，降低腐烂率。

编辑本段世界主要稀土国家蕴含概况

全球稀土蕴藏量示意图（资料图）

中国

我国是名副其实的世界第一大稀土资源国，已探明的稀土资源量约6588万吨。我国稀土资源不但储量丰富，而且还具有矿种和稀土元素齐全、稀土品位及矿点分布合理等优势，为我国稀土工业的发展奠定了坚实的基础。中国稀土资源成矿条件十分有利、矿床类型齐全、分布面广而有相对集中。　中国稀土矿床在地域分布上具有面广而又相对集中的特点。截止目前为止，地质工作者已在全国三分之二以上的省（区）发现上千处矿床、矿点和矿化产地，除内蒙古的白云鄂博、江西赣南、广东粤北、四川凉山为稀土资源集中分布区外，山东、湖南、广西、云南、贵州、福建、浙江、湖北、河南、山西、辽宁、陕西、新疆等省区亦有稀土矿床发现，但是资源量要比矿化集中富集区少得多。全国稀土资源总量的98%分布在内蒙、江西、广东、四川、山东等地区，形成北、南、东、西的分布格局，并具有北轻南重的分布特点。　但是因为中国稀土占据着几个世界第一：储量占世界总储量的第一，尤其是在军事领域拥有重要意义且相对短缺的中重稀土；生产规模第一，2005年中国稀土产量占全世界的96%；出口量世界第一，中国产量的60%用于出口，出口量占国际贸易的63%以上，而且中国是世界上惟一大量供应不同等级、不同品种稀土产品的国家。可以说，中国是在敞开了门不计成本地向世界供应。据国家发改委的报告，中国的稀土冶炼分离年生产能力20万吨，超过世界年需求量的一倍。而中国的大方，造就了一些国家的贪婪。　以制造业和电子工业起家的日本、韩国自身资源短缺，对稀土的依赖不言而喻。中国出口量的近70%都去了这两个国家。至于稀土储量世界第二的美国，早早便封存了国内最大的稀土矿芒廷帕斯矿，钼的生产也已停止，转而每年从我国大量进口。西欧国家储量本就不多，就更加珍爱本国稀土资源，也是我国稀土重要用户。发达国家的贪婪表现在，除了生产所需，它们不但通过政府拨款超额购进，存储在各自国家的仓库中——这种做法，日美韩等国行之有年；除了购买，还通过投资等方式规避中国法律，参与稀土开发，行公开掠夺之实。

美国

美国稀土资源主要有氟碳铈矿、独居石及在选别其它矿物时，作为副产品可回收黑稀金矿、硅铍钇矿和磷钇矿。位于加利福尼亚的圣贝迪诺县的芒廷帕斯矿，是世界上最大的单一氟碳铈矿，该矿山1949年勘探放射性矿物时发现，稀土品位为5～10%REO，储量达500万吨之多（占全球百分之十三），是一大型稀土矿。 美国很早就开采独居石，现在开采的砂矿量是佛罗里达州的格林科夫斯普林斯矿。矿床长约19km，宽1.2km，厚为6m，独居石较为丰富。此外，北卡罗来纳州、南卡罗来纳州、佐治亚州、爱达荷州和蒙大拿州也有砂矿分布，储量也相当可观。不过美国早已关闭了许多的稀土矿，包括全球最大的芒廷帕斯矿山

印度

印度主要矿床是砂矿。印度的独居石生产从1911年开始，最大矿床分布在喀拉拉邦、马德拉斯邦和奥里萨拉邦。有名矿区是位于印度南部西海岸的恰瓦拉和马纳范拉库里奇称为特拉范科的大矿床，它在1911～1945年间的供矿量占世界的一半，现在仍然是重要的产地。1958年在铀、钍资源勘探中，在比哈尔邦内陆的兰契高原上发现了一个新的独居石和钛铁矿矿床，规模巨大。印度独居石钍含量高达8%ThO2。在马纳范拉库里奇采的重砂独居石占5～6%。钛铁矿占65%，金红石3%，锆英石5～6%，石榴石7～8%。

前苏联

前苏联的稀土储量很大，主要是伴生矿床位于科拉半岛，存在于碱性岩中的含稀土的磷灰石。 前苏联的主要稀土来源就是从磷灰石矿石中回收稀土，此外，在磷灰石矿石中，还可回收的稀土矿物有铈铌钙钛矿，含稀土为29～34%。另外，在赫列比特和森内尔还有氟碳铈矿。

澳大利亚

澳大利亚是独居石的生产大国，独居石是作为生产锆英石和金红石及钛铁矿的副产品加以回收。澳大利亚的砂矿主要集中在西部地区。澳大利亚也产磷钇矿。 澳大利亚可开发利用的稀土资源，还有位于昆士兰州中部艾萨山的采铀的尾矿，南澳大利亚州罗克斯伯唐斯铜、铀金矿床。

加拿大

加拿大主要从铀矿中副产稀土。位于安大略省布来恩德里弗-埃利特湖地区的铀矿，主要由沥青铀矿、钛铀矿和独居石、磷钇矿组成，在湿法提铀时，可把稀土也提出来。 此外，在魁北克省的奥卡地区拥有的烧绿石矿，也是稀土的一个很大潜在资源。还有纽芬兰岛和拉布拉多省境内的斯特伦奇湖矿，也含有钇和重稀土正准备开发。

南非

南非是非洲地区最重要的独居石生产国。位于开普省的斯廷坎普斯克拉尔的磷灰石矿，伴生有独居石，是世界上唯一单一脉状型独居石稀土矿。此外，在东南海岸的查兹贝的海滨砂中也有稀土，在布法罗萤石矿中也伴生独居石和氟碳铈矿，正计划和研究回收。

马来西亚

主要从锡矿的尾矿中回收独居石、磷钇矿和铌钇矿等稀土矿物，曾一度是世界重稀土和钇的主要来源。

埃及

埃及从钛铁矿中回收独居石。矿床位于尼罗河三角洲地区，属于河滨沙矿，矿源由上游风化的冲积砂沉积而成，独居石储量约20万吨。

巴西

巴西是世界稀土生产的最古老国家，1884年开始向德国输出独居石，曾一度名扬世界。巴西的独居石资源主要集中于东部沿海，从里约热内卢到北部福塔莱萨，长达约643km地区，矿床规模大。

编辑本段稀土生产与分离

概述

稀土市场是一个多元化的市场，它不只是一个产品，而是15个稀土元素和钇、钪及其各种化合物从纯度46%的氯化物到99.9999%的单一稀土氧化物及稀土金属，均具有多种多样的用途。加上相关的化合物和混合物，产品不计其数。首先从最初的矿石开采起，我们逐一介绍稀土的分离方法和冶炼过程。

稀土选矿

选矿是利用组成矿石的各种矿物之间的物理化学性质的差异，采用不同的选矿方法，借助不同的选矿工艺，不同的选矿设备，把矿石中的有用矿物富集起来，除去有害杂质，并使之与脉石矿物分离的机械加工过程。　当前我国和世界上其它国家开采出来的稀土矿石中，稀土氧化物含量只有百分之几，甚至有的更低，为了满足冶炼的生产要求，在冶炼前经选矿，将稀土矿物与脉石矿物和其它有用矿物分开，以提高稀土氧化物的含量，得到能满足稀土冶金要求的稀土精矿。 稀土矿的选矿一般采用浮选法，并常辅以重选、磁选组成多种组合的选矿工艺流程。　内蒙古白云鄂博矿山的稀土矿床，是铁白云石的碳酸岩型矿床，在主要成分铁矿中伴生稀土矿物(除氟碳铈矿、独居石外，还有数种含铌、稀土矿物)。 采出的矿石中含铁30%左右，稀土氧化物约5%。在矿山先将大矿石破碎后，用火车运至包头钢铁集团公司的选矿厂。选矿厂的任务是将Fe2O3从33%提高到55%以上，先在锥形球磨机上磨矿分级，再用圆筒磁选机选得62～65%Fe2O3（氧化铁）的一次铁精矿。其尾矿继续进行浮选与磁选，得到含45%Fe2O3（氧化铁）以上的二次铁精矿。稀土富集在浮选泡沫中，品位达到10～15%。该富集物可用摇床选出REO含量为30%的粗精矿，经选矿设备再处理后，可得到REO60%以上的稀土精矿。

稀土冶炼方法

稀土冶炼方法有两种，即湿法冶金和火法冶金。　湿法冶金属化工冶金方式，全流程大多处于溶液、溶剂之中，如稀土精矿的分解、稀土氧化物、稀土化合物、单一稀土金属的分离和提取过程就是采用沉淀、结晶、氧化还原、溶剂萃取、离子交换等化学分离工艺过程。现应用较普遍的是有机溶剂萃取法，它是工业分离高纯单一稀土元素的通用工艺。湿法冶金流程复杂，产品纯度高，该法生产成品应用面广阔。　火法冶金工艺过程简单，生产率较高。稀土火法冶炼主要包括硅热还原法制取稀土合金，熔盐电解法制取稀土金属或合金，金属热还原法制取稀土合金等。火法冶金的共同特点是在高温条件下生产。

稀土精矿的分解

稀土精矿中的稀土，一般呈难溶于水的碳酸盐、氟化物、磷酸盐、氧化物或硅酸盐等形态。必须通过各种化学变化将稀土转化为溶于水或无机酸的化合物，经过溶解、分离、净化、浓缩或灼烧等工序，制成各种混合稀土化合物如混合稀土氯化物，作为产品或分离单一稀土的原料，这样的过程称为稀土精矿分解也称为前处理。　分解稀土精矿有很多方法，总的来说可分为三类，即酸法、碱法和氯化分解。酸法分解又分为盐酸分解、硫酸分解和氢氟酸分解法等。碱法分解又分为氢氧化钠分解或氢氧化钠熔融或苏打焙烧法等。一般根据精矿的类型、品位特点、产品方案、便于非稀土元素的回收与综合利用、利于劳动卫生与环境保护、经济合理等原则选择适宜的工艺流程。　目前，虽然已发现有近200种稀散元素矿物，但由于稀少而未富集成具有工业开采的独立矿床，迄今只发现有很少见的独立锗矿、硒矿、碲矿，但矿床规模都不大。

碳酸稀土和氯化稀土的生产

这是稀土工业中最主要的两种初级产品，一般地说，目前有两个主要工艺生产这两种产品。　一个工艺是浓硫酸焙烧工艺，即把稀土精矿与硫酸混合在回转窑中焙烧。经过焙烧的矿用水浸出，则可溶性的稀土硫酸盐就进入水溶液，称之为浸出液。然后往浸出液中加入碳酸氢铵，则稀土呈碳酸盐沉淀下来，过滤后即得碳酸稀土。　另一种工艺叫烧碱法工艺，简称碱法工艺。一般是将60%的稀土精矿与浓碱液搅匀，在高温下熔融反应，稀土精矿即被分解，稀土变为氢氧化稀土，把碱饼经水洗除去钠盐和多余的碱，然后把水洗过的氢氧化稀土再用盐酸溶解，稀土被溶解为氯化稀土溶液，调酸度除去杂质，过滤后的氯化稀土溶液经浓缩结晶即制得固体的氯化稀土。

编辑本段磷矿中伴生稀土的回收

自然界的稀土元素除了赋存在各种稀土矿中外， 还有相当大的一部分与磷灰石和磷块岩矿共生。由于稀土的离子半径（0. 848～0. 106 nm）与 Ca2+（0. 106 nm）很接近,稀土以类质同象方式赋存于磷矿岩中。世界磷矿总储量约为 1000亿吨，稀土平均含量为 0. 5‰ , 估计世界磷矿中伴生的稀土总量为5000万吨。针对矿中稀土含量低及其赋存状态特殊等特点，国内外已经开展了多种回收工艺研究， 可分为湿法和热法; 湿法中，根据分解酸不同又可分为硝酸法、盐酸法、硫酸法。从磷化工过程回收稀土有多种, 均和磷矿加工方式密切相关。热法磷酸生产过程中， 稀土主要进入硅酸盐熔渣中, 可采用大量盐酸或硝酸分解浸出， 过滤除去硅石后, 再采用TBP等萃取回收稀土， 稀土回收率可以达到 60%。随着磷矿资源不断利用, 正转向低品质磷矿的开发， 硫酸湿法磷酸工艺成为磷化工主流方法，对硫酸湿法磷酸中的稀土进行回收已成为研究热点。在硫酸湿法磷酸生产过程中, 通过控制稀土在磷酸中的富集， 再采用有机溶剂萃取提取稀土的工艺比早期开发的方法更具有优势。

编辑本段稀土元素的分离

目前，除Pm以外的16个稀土元素都可提纯到6N(99.9999%)的纯度。由稀土精矿分解后所得到的混合稀土化合物中，分离提取出单一纯稀土元素，在化学工艺上是比较复杂和困难的。其主要原因有二个，一是镧系元素之间的物理性质和化学性质十分相似，多数稀土离子半径居于相邻两元素之间，非常相近，在水溶液中都是稳定的三价态。稀土离子与水的亲和力大，因受水合物的保护，其化学性质非常相似，分离提纯极为困难。二是稀土精矿分解后所得到的混合稀土化合物中伴生的杂质元素较多(如铀、钍、铌、钽、钛、锆、铁、钙、硅、氟、磷等)。因此，在分离稀土元素的工艺流程中，不但要考虑这十几个化学性质极其相近的稀土元素之间的分离，而且还必须考虑稀土元素同伴生的杂质元素之间的分离。

编辑本段分离方法

分步法

从1794年发现的钇(Y)到1905年发现的镥(Lu)为止，所有天然存在的稀土元素间的单一分离，还有居里夫妇发现的镭，都是用这种方法分离的。分步法是利用化合物在溶剂中溶解的难易程度(溶解度)上的差别来进行分离和提纯的。方法的操作程序是：将含有两种稀土元素的化合物先以适宜的溶剂溶解后，加热浓缩，溶液中一部分元素化合物析出来(结晶或沉淀)。析出物中，溶解度较小的稀土元素得到富集，溶解度较大点的稀土元素在溶液中也得到富集。因为稀土元素之间的溶解度差别很小，必须重复操作多次才能将这两种稀土元素分离开来，因而这是一件非常困难的工作。全部稀土元素的单一分离耗费了100多年，一次分离重复操作竟达2万次，对于化学工作者而言，其艰辛的程度，可想而知。因此用这样的方法不能大量生产单一稀土。

离子交换法

由于分步法不能大量生产单一稀土，因而稀土元素的研究工作也受到了阻碍，第二次世界大战后，美国研制计划即所谓曼哈顿计划推动了稀土分离技术的发展，因稀土元素和铀、钍等放射性元素性质相似，为尽快推进原子能的研究，就将稀土作为其代用品加以利用。而且，为了分析原子核裂变产物中含有的稀土元素，并除去铀、钍中的稀土元素，研究成功了离子交换色层分析法(离子交换法)，进而用于稀土元素的分离。　离子交换色层法的原理是：首先将阳离子交换树脂填充于柱子内，再将待分离的混合稀土吸附在柱子入口处的那一端，然后让淋洗液从上到下流经柱子。形成了络合物的稀土就脱离离子交换树脂而随淋洗液一起向下流动。流动的过程中稀土络合物分解，再吸附于树脂上。就这样，稀土离子一边吸附、脱离树脂，一边随着淋洗液向柱子的出口端流动。由于稀土离子与络合剂形成的络合物的稳定性不同，因此各种稀土离子向下移动的速度不一样，亲和力大的稀土向下流动快，结果先到达出口端。　离子交换法的优点是一次操作可以将多个元素加以分离。而且还能得到高纯度的产品。这种方法的缺点是不能连续处理，一次操作周期花费时间长，还有树脂的再生、交换等所耗成本高，因此，这种曾经是分离大量稀土的主要方法已从主流分离方法上退下来，而被溶剂萃取法取代。但由于离子交换色层法具有获得高纯度单一稀土产品的突出特点，目前，为制取超高纯单品以及一些重稀土元素的分离，还需用离子交换色层法分离制取一稀土产。

溶剂萃取法

利用有机溶剂从与其不相混溶的水溶液中把被萃取物提取分离出来的方法称之为有机溶剂液-液液萃取法，简称溶剂萃取法，它是一种把物质从一个液相转移到另一个液相的传质过程。　溶剂萃取法在石油化工、有机化学、药物化学和分析化学方面应用较早。但近四十年来，由于原子能科学技术的发展，超纯物质及稀有元素生产的需要，溶剂萃取法在核燃料工业、稀有冶金等工业方面，得到了很大的发展。我国在萃取理论的研究、新型萃取剂的合成与应用和稀土元素分离的萃取工艺流程等方面，均达到了很高的水平。　溶剂萃取法其萃取过程与分级沉淀、分级结晶、离子交换等分离方法相比，具有分离效果好、生产能力大、便于快速连续生产、易于实现自动控制等一系列优点，因而逐渐变成分离大量稀土的主要方法。　溶剂萃取法的分离设备有混合澄清槽、离心萃取器等，提纯稀土所用的萃取剂有：以酸性磷酸酯为代表的阳离子萃取剂如P204稀土萃取剂、P507稀土萃取剂，以胺为代表的阴离子交换液N1923和以TBP、P350等中性磷酸酯为代表的溶剂萃取剂三种。这些萃取剂的粘度与比重都很高，与水不易分离。通常用煤油等溶剂将其稀释再用。　萃取工艺过程一般可分为三个主要阶段：萃取、洗涤、反萃取。

锰矿详细资料大全

在现代工业中，锰及其化合物套用于国民经济的各个领域。其中钢铁工业是最重要的领域，用锰量占90%～95%，主要作为炼铁和炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂，以及用来制造合金。其余10%～5%的锰用于其他工业领域，如化学工业（制造各种含锰盐类）、轻工业（用于电池、火柴、印漆、制皂等）、建材工业（玻璃和陶瓷的着色剂和褪色剂）、国防工业、电子工业，以及环境保护和农牧业，等等。总之，锰在国民经济中具有十分重要的战略地位。

基本介绍 中文名 ：锰矿 外文名 ：manganese ore 元素符号 ：Mn 原子序数 ：25 主要用途 ：冶金工业、实验室催化剂等 类别 ：矿物 简介,矿物原料,经济指标,矿业简史,选矿方法,人体影响,生理功能,盈缺和健康,相关资料,锰中毒,营养角度,工艺方法, 简介 矿物原料 锰是元素周期表中第四周期的第ⅦB族元素。在自然界中锰有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及Ⅶ价态，其中以Ⅱ和Ⅳ价态最为常见。锰在空气中非常容易氧化。在加热条件下，粉状的锰与氯、溴、磷、硫、矽及碳元素都可以化合。锰在地球岩石圈中以及矽酸盐相的陨石中表现有强烈的亲石性质，但在岩石圈上部则有强烈的亲氧性质，锰与铁在岩石圈中以及陨石中虽有许多相似的化学性质，但锰并不亲铁。在自然界中已知的含锰矿物约有150多种，分别属氧化物类、碳酸盐类、矽酸盐类、硫化物类、硼酸盐类、钨酸盐类、磷酸盐类等。但含锰量较高的矿物则不多。现就几种常见的锰矿物叙述如下。 (1)软锰矿四方晶系，晶体呈细柱状或针状，通常呈块状、粉末状集合体。颜色和条痕均为黑色。光泽和硬度视其结晶粗细和形态而异，结晶好者呈半金属光泽，硬度较高，而隐晶质块体和粉末状者，光泽暗淡，硬度低，极易污手。比重在5左右。软锰矿主要由沉积作用形成，为沉积锰矿的主要成分之一。在锰矿床的氧化带部分，所有原生低价锰矿物也可氧化成软锰矿。软锰矿在锰矿石中是很常见的矿物，是炼锰的重要矿物原料。 (2)硬锰矿 单斜晶系，晶体少见，通常呈钟乳状、肾状和葡萄状集合体，亦有呈致密块状和树枝状。颜色和条痕均为黑色。半金属光泽。硬度4～6，比重4.4～4.7。硬锰矿主要是外生成因，见于锰矿床的氧化带和沉积锰矿床中，亦是锰矿石中很常见的锰矿物，是炼锰的重要矿物原料。 (3)水锰矿单斜晶系，晶体呈柱状，柱面具纵纹。在某些含锰热液矿脉的晶洞中常呈晶簇产出，在沉积锰矿床中多呈隐晶块体，或呈鲕状、钟乳状集合体等。矿物颜色为黑色，条痕呈褐色。半金属光泽。硬度3～4，比重4.2～4.3。水锰矿既见于内生成因的某些热液矿床，也见于外生成因的沉积锰矿床，是炼锰的矿物原料之一。 (4)黑锰矿 四方晶系，晶体呈四方双锥，通常为粒状集合体。颜色为黑色，条痕呈棕橙或红褐。半金属光泽。硬度5.5，比重4.84。黑锰矿由内生作用或变质作用而形成，见于某些接触交代矿床、热液矿床和沉积变质锰矿床中，与褐锰矿等共生，亦是炼锰的矿物原料之一。 (5)褐锰矿 四方晶系，晶体呈双锥状，也呈粒状和块状集合体产出。矿物呈黑色，条痕为褐黑色。半金属光泽。硬度6，比重4.7～5.0。其他特征与黑锰矿相同。 (6)菱锰矿 三方晶系，晶体呈菱面体，通常为粒状、块状或结核状。矿物呈玫瑰色，容易氧化而转变成褐黑色。玻璃光泽。硬度3.5～4.5，比重3.6～3.7。由内生作用形成的菱锰矿多见于某些热液矿床和接触交代矿床；由外生作用形成的菱锰矿大量分布于沉积锰矿床中。菱锰矿是炼锰的重要矿物原料。 (7)硫锰矿等轴晶系，常见单形有立方体、八面体、菱形十二面体等，集合体为粒状或块状。颜色钢灰至铁黑色，风化后变为褐色，条痕呈暗绿色。半金属光泽。硬度3.5～4，比重3.9～4.1。硫锰矿大量在沉积变质锰矿床中，是炼锰的矿物原料之一。 经济指标 锰矿产品包括冶金锰矿、碳酸锰矿粉、化工用二氧化锰矿粉和电池用二氧化锰矿粉等。使用锰矿产品的冶金部门、轻工部门和化工部门根据不同的用途对锰矿产品有不同的质量要求。 （一）冶金工业对锰矿石的质量要求 用于炼钢生铁、含锰生铁、镜铁的矿石，铁含量不受限制，矿石中锰和铁的总含量最好能达到40%～50%。 在冶炼各种牌号的锰系合金中，对矿石的含锰量和锰铁比值有一定的要求。冶炼中、低碳锰铁，矿石含锰量36%～40%，锰铁比6～8.5，磷锰比0.002～0.0036；冶炼碳素锰铁，矿石含锰量33%～40%，锰铁比3.8～7.8，磷锰比0.002～0.005；冶炼锰矽合金，矿石含锰量29%～35%，锰铁比3.3～7.5，磷锰比0.0016～0.0048；高炉锰铁，矿石含锰量30%，锰铁比2～7，磷锰比0.005。 （二）化工及轻工部门对锰矿石的质量要求 化学工业上主要用锰矿石制取二氧化锰、硫酸锰、高锰酸钾，其次用于制取碳酸锰、硝酸锰和氯化锰等。化工级二氧化锰矿粉要求MnO 2 含量大于50%，制硫酸锰时，Fe≤3%、Al 2 O 3 ≤3%、CaO≤0.5%、MgO≤0.1%；制高锰酸钾时，Fe≤5%、SiO 2 ≤5%、Al 2 O 3 ≤4%。 天然二氧化锰是制造干电池的原料，要求MnO 2 含量越高越好。对Ni、Cu、CO、Pb等有害元素一般厂定标准为：Cu<0.01%、Ni<0.03%、Co<0.02%、Pb<0.02%。矿粉的粒度要小于0.12mm。 矿业简史 锰矿物的利用历史十分悠久，据文献记载，世界上利用锰矿物最早的国家有埃及、古罗马、印度和中国。我国利用锰矿物的历史可追溯到距今约4500～7000年前后新石器时代的仰韶文化（彩陶文化）时期。由于软锰矿呈土状，它的颜色呈黑色，极易染手，在古人看来，这是一种奇妙的陶器着色颜料。 可是锰元素的发现却比较晚，到1774年才由瑞典矿物学家甘恩（J。G.Gahn）从软锰矿中还原出了金属锰。 锰在钢铁工业上的套用是各国冶金学家几十年不懈努力的结果。1875年以后，欧洲各国开始用高炉生产含锰15%～30%的镜铁和含锰达80%的锰铁。1890年用电炉生产锰铁，1898年用铝热法生产金属锰，并发展了电炉脱矽精炼法生产低碳锰铁。1939年开始用电解法生产金属锰。最早开采的锰矿山是美国田纳西州惠特福尔德（Whitifeld）锰矿，始采于1837年，到1884年锰矿石年产量已达4万t。印度也是开采锰矿较早的国家之一，始采于1892年。第一次世界大战前，印度出口锰矿石一直居世界首位。1928年以后其地位被原苏联所取代。从本世纪20年代末原苏联的锰矿石产量一直居世界领先地位。此外，开采锰矿石比较早的还有巴西、加纳、澳大利亚、南非和加彭等国。 我国锰矿的地质找矿工作开始得也比较早，据所见资料，从1886年开始，并于1890年首先在湖北兴国州（今阳新）发现锰矿，随后于1897年和1907年又先后在湖南发现安仁、攸县和常宁、耒阳锰矿；1910年发现广西防城大直、钦州黄屋屯锰矿；1913年和1918年，前后发现了湖南湘潭上五都锰矿（1937年改称为湘潭锰矿）和广西木圭、江西乐华锰矿。我国老一辈地质工作者，如朱庭祜、王晓青、田奇玲王隽、李殿臣、李四光等等对湖南、广东、广西、江苏、江西等地做了大量锰矿地质调查，初步了解了我国一些锰矿产地及其锰矿石质量，探讨了锰矿床的成因。 大规模的锰矿地质勘查工作是在新中国成立以后。从1950年广西工业厅对桂平木圭锰矿、华东地测处对南京栖霞锰矿、西南工业厅对贵州遵义锰矿进行勘查开始，经过近50年广大地质工作者的努力，到1996年底，全国锰矿地质勘查投入约6.8亿元，机械岩心钻探工作量约190多万米，累计探明锰矿石6.48亿t。 我国最早开采的锰矿山是湖北阳新锰矿，始采于1890年，后因质量不佳，不久即行停采。阳新锰矿停采后，汉冶萍煤铁厂矿公司为了解决锰矿原料，于1908年在湖南常宁曲潭设常耒锰矿采运局，开采常宁—耒阳一带锰矿。1913年在湖南湘潭上五都发现锰矿后，1914年即由新组建的裕?矿业公司负责开采，到1917年已初具规模，日产锰矿石百余吨，最高年产达3万t，仅1916～1927年的12年间，运销日本八幡制铁所的锰矿石就达14.3万t（矿石品位不低于45%）。 据查阅资料表明，1949年以前全国曾开采过锰矿的地区有：湖北、湖南、广西、广东、江苏、江西、福建、贵州、河北和辽宁。据不完全统计，从1912年到1945年的33年间，我国共开采锰矿石140万t，年均产量4.2万t，最高年产7.43万t（1927年），主要集中于渝、黔、桂、湘、赣、辽、粤、苏8个省（区），合计135.8万t，约占全国总产量的96.8%，其中又以桂、湘两地为最多，占全国总产量的65.4%。 2015年，贵州省地矿局103地质大队在铜仁市松桃苗族自治县新发现了全隐伏的高地、普觉锰矿(整合)、桃子坪三个超大型锰矿床，其中普觉锰矿(整合)超大型锰矿床新探明锰矿资源量1.92亿吨，堪称。 选矿方法 我国锰矿绝大多数属于贫矿，必须进行选矿处理。但由于多数锰矿石属细粒或微细粒嵌布，并有相当数量的高磷矿、高铁矿和共（伴）生有益金属，因此给选矿加工带来很大难度。我国常用的锰矿选矿方法为机械选（包括洗矿、筛分、重选、强磁选和浮选），以及火法富集、化学选矿法等。 1、洗矿和筛分 洗矿是利用水力冲洗或附加机械擦洗使矿石与泥质分离。常用设备有洗矿筛、圆筒洗矿机和槽式洗矿机。 洗矿作业常与筛分伴随，如在振动筛上直接冲水清洗或将洗矿机获得的矿砂（净矿）送振动筛筛分。筛分可作为独立作业，分出不同粒度和品位的产品供给不同用途使用。 2、重选 重选只用于选别结构简单、嵌布粒度较粗的锰矿石，特别适用于密度较大的氧化锰矿石。常用方法有重介质选矿、跳汰选矿和摇床选矿。 我国处理氧化锰矿的工艺流程，一般是将矿石破碎至6～0mm或10～0mm，然后进行分组，粗级别的进行跳汰，细级别的送摇床选。设备多为哈兹式往复型跳汰机和6-S型摇床。 3、强磁选 锰矿物属弱磁性矿物〔比磁化系数X=10×10-6～600×10-6cm3/g〕，在磁场强度Ho=800-1600kA/m（10000～20000oe）的强磁场磁选机中可以得到回收，一般能提高锰品位4%～10%。 由于磁选的操作简单，易于控制，适应性强，可用于各种锰矿石选别，锰矿选矿中占主导地位。各种新型的粗、中、细粒强磁机陆续研制成功。国内锰矿套用最普遍的是中粒强磁选机，粗粒和细粒强磁选机也逐渐得到套用，微细粒强磁选机尚处于试验阶段。 4、重-磁选 国内已新建和改建成的重-磁选厂有福建连城，广西龙头、靖西和下雷等锰矿。如连城锰矿重-磁选厂，主要处理淋滤型氧化锰矿石，采用AM-30型跳汰机处理30～3mm的洗净矿，可获得含锰40%以上的优质锰精矿，再经手选除杂后，可作为电池锰粉原料。跳汰尾矿和小于3mm洗净矿径磨至小于1m后，用强磁选机选别，锰精矿品位要提高24%～25%，达到36%～40%。 5、强磁-浮选 采用强磁-浮选工艺仅有遵义锰矿。该矿是以碳酸锰矿为主的低锰、低磷、高铁锰矿。 据工业试验，磨矿流程采用棒磨-球磨机阶段磨矿，设备规模均为φ2100mm×3000mm湿式磨矿机。强磁选采用shp-2000型强磁机，浮选机主要用CHF型充气式浮选机。经过多年生产的考验，性能良好，很适合于遵义锰选矿套用。强磁-浮选工艺流程试验成功并在生产中得到套用，标志着我国锰矿的深选已经向前迈进了一大步。 6、火法富集 锰矿石的火法富集，是处理高磷、高铁难选贫锰矿石一种分选方法，一般称为富锰渣法。其实质是利用锰、磷、铁的还原温度不同，在高炉或电炉中控制其温度进行选择性分离锰、磷、铁的一种高温分选方法。 我国采用火法富集已有近40年的历史，1959年湖南邵阳资江铁厂在9.4m 3 小高炉上进行试验，并获得初步结果。随后，1962年上海铁合金厂和石景山钢铁厂分别在高炉冶炼出富锰渣。1975年湖南玛瑙山锰矿高炉不但炼出富锰渣，同时还在炉底回收了铅、银和生铁（俗称半钢），为综合利用提供依据。进入80年代以后，富锰渣生产得到迅速发展，先后在湖南、湖北、广东、广西、江西、辽宁、吉林等地都发展了富锰渣生产。 火法富集工艺简单、生产稳定，能有效地将矿石中的铁、磷分离出去，而获得富锰、低铁、低磷富锰渣，这种富锰渣一般含Mn35%～45%，Mn/Fe12～38，P/Mn<0.002，是一种优质锰系合金原料，同时也是一般天然富锰矿很难同时达到上述3个指标的人造富矿。因此，火法富集对于我国高磷高铁低锰难选矿而言，是很有前途的一种选矿方法。 7、化学选锰法 锰的化学选矿很多，我国进行了大量研究工作，其中试验较多，较有发展前途的是：连二硫酸盐法、黑锰矿法和细菌浸锰法。尚未付诸工业生产。 人体影响 锰是人体必需的微量元素之一。 人体所摄取的锰在肠道内被吸收，主要分布在肌肉、肾脏和大脑内。锰是人体内多种酶的成分，在细胞代谢中起重要作用，与人体健康关系十分密切。 当食物中锰摄入不足，食物中钙、磷、铁等成分过多干扰了锰的吸收，或消化道疾病干扰了锰吸收，可引起锰缺乏。锰缺乏时可引起下列病变： ①骨质疏松，骨骼畸形，软骨受损，中老年人出现疲劳乏力、腰酸背痛、牙齿早脱、易骨折；儿童生长发育迟缓、骨骼畸形。 ②人体内的过氧化物歧化酶具有抗衰老作用，此酶内含有锰，当锰缺乏时则无抗衰老作用。 ③人体内严重缺锰时可致不孕症，甚至出现死胎、畸形儿等，男性雄性激素分泌减少。 ④大脑正常功能的发挥需要锰，当锰缺乏时可致智力减退，儿童多动症，甚至诱发癫痫和精神分裂症。 生理功能 1．可促进骨骼的生长发育。 2．保护细胞中细粒体的完整。 3．保持正常的脑功能。 4．维持正常的糖代谢和脂肪代谢。 5．可改善肌体的造血功能。 盈缺和健康 锰缺乏症状可影响生殖能力，有可能使后代先天性畸形，骨和软骨的形成不正常及葡萄糖耐量受损。另外，锰的缺乏可引起神经衰弱综合症，影响智力发育。锰缺乏还将导致胰岛素合成和分泌的降低，影响糖代谢。 相关资料 锰中毒 锰是一种灰白色、硬脆、有光泽的金属，锰广泛存在于自然界中，土壤中含锰0.25%，茶叶、小麦及硬壳果实含锰较多。 接触锰的作业有碎石、采矿、电焊、生产干电池、染料工业等。 锰是正常机体必需的微量无素之一，它构成体内若干种有重要生理作用的酶，正常每天从食物中摄入锰3-9毫克。 职业性锰中毒是由于长期吸入含锰深度较高的锰烟及锰尘而致，慢性锰中毒是职业锰中毒的主要类型。多见于锰铁冶炼、电焊条的制造与电焊作业以及锰矿石的开采、粉碎或干电池的生产等作业的工人。 临床表现：起病缓慢，发病工龄一般5-10年，也有工作20年以上无发病者，这可能与个体敏感有关，早期轻度表现有精神差、失眠、头昏、头痛、无力、四肢酸痛、记忆力减退等症状，有的人易激动、话多、好哭等情绪改变，常有食欲不好、恶心、流涎、上腹不适、 *** 减退或阳萎、多汗等，四肢有时麻木、疼痛、两腿沉重无力。 中度中毒除上述症状外，感觉两腿发沉、苯拙、走路速度减慢、易于跌倒、语言不清、口吃、做精细动作困难。重度中毒以上症状加重，四肢僵直、说知含糊不清，下颌、唇、舌出现震颤；写字试验时字越写越小，叫"书写过小症"；精神症状为自主的哭笔、记忆力减退、智慧型下降。 如被确诊为慢性锰中毒，应脱离锰作业，到医院进行驱锰治疗，驱锰药有依地酸钙、二巯基丁二酸钠，神经衰弱症状用中药调节。 矿山开采、爆破、粉碎、筛选等过程用湿式作业，如水风钻进行钻孔、水封爆破、喷雾降尘减少粉尘飞扬。车间采取机械通风或自然通风，减少空缺陷中锰尘浓度，焊剂、焊条、蓄电池生产过程中拌料、过筛等，采取密闭和吸尘装置，避免锰尘飞扬。加强个人防护，载滤膜口罩，饭前注意清洗，预防性体检，早发现早治疗。 营养角度 锰广泛分布于生物圈内，但是人体内含量甚微。成年人体内锰的总量约为200-400μmol，分布在身体各种组织和体液中。骨、肝、胰、肾中锰浓度较高；脑、心、肺和肌肉中锰的浓度低于20nmol/g；全血和血清中的锰浓度分别为200nmol/L和20nmol/L。锰在线粒体中的浓度高于在细胞浆或其它细胞器中的浓度，所以线粒体多的组织锰浓度较高。 锰的发现 18世纪后半叶，瑞典化学家T.O.柏格曼研究了软锰矿，认为它是一种新金属氧化物。他曾试图分离出这个金属，却没有成功。舍勒也同样没有从软锰矿中提取出金属，便求助于他的好友、柏格曼的助手——甘英。在1774年，甘英分离出了金属锰。柏格曼将它命名为managnese(锰)。它的拉丁名称manganum和元素符号Mn由此而来。在1913年已经知道锰是动物组织的成分之一，但从1931年才陆续在多种实验动物中发现缺锰的表现，从而确认锰是动物的必需微量元素之一。 食物来源 谷类、坚果、叶菜类富含锰。茶叶内锰含量最丰富。精制的谷类、肉、鱼、奶类中锰含量比较少。动物性食物虽然含量不高，但吸收和存留较高，仍不失锰的良好来源。 代谢吸收 全部小肠都能吸收锰。锰的吸收是一种迅速的可饱和过程，很可能是通过一种高亲和性、低容量的主动运输系统和一个不饱和的简单扩散作用完成的。锰的吸收机制有可能包括两个步骤，首先是从肠腔摄取，然后是跨过黏膜细胞输送，两个动力过程同时进行。在吸收过程中锰、铁与钴竞争相同的吸收部位，三者中任何一个数量高都会抑制另外两个的吸收。锰几乎完全经肠道排泄，仅有微量经尿排泄。吸收的锰经肠道的排泄非常快。 生理功能 锰在体内一部分作为金属酶的组成成分，一部分作为酶的激活剂起作用。 生理需要 成年人的锰的适宜摄入量为3.5mg/d，最高可耐受摄入量为10mg/d。 工艺方法 1.洗矿和筛分 2.重选 3.强磁选 4.重-磁选 5.强磁-浮选 6.火法富集 7.化学选锰法

我国钨矿主要分布在哪里？

主要分布在：湖南、江西、河南、广西、福建、广东、甘肃、云南。

1.钨矿分布情况：，已探明钨矿储量有的21个省、自治区、直辖市。其中保有储量在20万吨以上的有8个省区，依次为湖南179.89万吨、江西110.09万吨、河南62.85万吨、广西34.92万吨、福建30.67万吨、广东23.02万吨、甘肃22.29万吨、云南21.66万吨，合计485.39万吨，占全国钨保有储量的91.7%。要是从全国大行政区分布的角度来看，则依次为：中南区占全国钨储量的58.2%，居首位，其次是华东区占28%、西北区占4.3%、西南占4.1%、东北区占3.2%、华北区占2.2%。而在三大经济地区钨矿储量分布的比例则是：东部沿海地区占17.1%、中部地区占75.1%、西部地区占7.8%。

2.钨矿用途：钨在冶金和金属材料领域中属高熔点稀有金属或称难熔稀有金属。钨及其合金是现代工业、国防及高新技术应用中的极为重要的功能材料之一，广泛应用于航天、原子能、船舶、汽车工业、电气工业、电子工业、化学工业等诸多领域。特别是含钨高温合金主要应用于燃气轮机、火箭、导弹及核反应堆的部件，高比重钨基合金则用于反坦克和反潜艇的穿甲弹头。钨精矿用于生产金属钨、碳化钨、钨合金及化合物。

3.钨矿存量：中国钨矿资源丰富，著称世界，其储量在世界排位，以中国表内A+B+C级储量同世界储量基础相比居世界第1位。第2位加拿大(储量基础49.3万t)、第3位俄罗斯(储量基础35.5万t)。中国钨矿不仅储量居世界第一，而且产量和出口量长期以来也居世界第一，因而被称誉为“世界三个第一”。创造和打破了多项中国世界纪录协会认可的世界纪录、中国纪录。

中国江西大余县，是世界著名的“钨都”。那里有四百多处星罗棋布的钨矿点。鸦片战争后，德国人曾在那里首先发现了钨，当时只花500元钱就秘密地收买了矿权。爱国民众发现后，纷纷起来保矿、护矿。经多方交涉，终于在1908年以1000元收回矿权，并集资开采。这便是赣南最早的钨矿开发业。我国湖南省郴州市柿竹园是个“世界有色金属博物馆”，拥有140多种矿物。其中钨矿储量就占了当前世界总储量的四分之一。

中国钨矿储量居世界首位，为国外30多个国家总储量（130万吨）的3倍多。另外的主要产钨国是加拿大和美国。

参考资料

钨矿_百度百科：