次貴金屬

目前可以廣泛的認為,除稀貴金屬以外的金屬全部統稱為次貴金屬,主要是指鎢、鉬、 鎂、碲、鍺、錫等金屬。因其在地殼中含量豐富,可利用率高因此被稱為次貴金屬。世界上次貴金屬種類最多的國家主要有中國、俄羅斯、南非、美國、巴西、澳大利亞等,南非也是稀貴金屬極為豐富的國家。

次貴金屬---鎢

鎢是銀白色金屬,熔點高達3400℃,硬度大、密度高、高溫強度好。鎢主要用於生產硬質合金和鎢鐵。鎢與鉻、鉬、鈷等組成耐熱耐磨合金用於製作刀具、金屬表層硬化材料、燃起拉機葉片。鎢與鉭、鈮、鉬等組成難熔合金。鎢銅和鎢銀合金用於製作電燈泡、電子管的部件和電弧焊的電極。鎢的一些化合物可作螢光劑、顏料、染料等。鎢廣泛套用於石油和天然氣、礦業、電子、金屬加工、機器設備、重型製造業,這些部門使鎢的套用達到總量的85%,其他套用于軍事、核能和航空航天工業等。隨著經濟的發展,科技的進步,中國鎢的套用範圍正在逐步擴大,產品品種日益增加,極大地滿足了國民經濟建設和國防軍事建設的需要。

美國、日本、西歐是世界鎢的主要消費國,合計占世界總消費量的60%~65%,但這些國家鎢精礦產量只能滿足需求量的12%~15%,大多靠進口滿足需要,因而也是最重要的鎢進口國。中國是世界上最大的鎢供應國。

次貴金屬---鉬

鉬是銀灰色的難熔金屬,主要用於鋼鐵工業,其中大部分以工業氧化鉬形式壓塊後直接用於煉鋼或鑄鐵,少部分熔煉成鉬鐵後再用於煉鋼。低合金鋼中鉬含量不大於1%,但這方面的消費卻占鉬消費量的50%左右。不鏽鋼中加入鉬,能改善鋼的耐腐蝕性。鑄鐵中加入鉬,能提高鐵的強度和耐磨性能。含鉬18%的鎳基超合金具有熔點高、密度低和熱脹係數小的特性,用於製造航空和航天的各種高溫部件。金屬鉬在電子管、電晶體及整流器等電子器件方面套用廣泛。氧化鉬和鉬酸鹽是化學和石油工業中的優良催化劑。二硫化鉬是一種重要的潤滑劑,用於航天和機械工業部門。鉬還是人體必須的微量元素之一,缺少鉬會引起腎結石和齲齒。根據《中國科技百科全書》第544頁保健篇記載:“鉬對防治心血管病和癌症方面有著特殊的功能。”

美國、中國和智利是世界三大產鉬國,合計產量占世界總產量近80%。主要進口國有日本、德國、法國、英國、義大利和比利時。

次貴金屬---鎂

鎂是一種套用較晚的金屬。鎂的化學性質活潑,主要用於製造鋁合金,鎂作為合金元素可提高鋁的機械強度,改善機械加工性能以及對鹼的抗腐蝕性能。由於鎂基合金(含鋁、錳、鋅、鋰等)的結構件和壓鑄件的比強度大,在汽車、航天、航空等領域中,用鎂代替部分鋁,可減輕結構件的質量。鎂和鹵素的親和力強,是用金屬熱還原法生產鈦、鋯、鈾、鈹等的重要還原劑。鎂可作生產球墨鑄鐵的球化劑。在鋼鐵冶煉中用鎂替代碳化鈣脫硫。

世界鎂的產銷兩旺,中國是世界第一大鎂生產國,約占世界原鎂產量的80%。

次貴金屬---碲

碲是一種稀有的元素,在地殼中的含量和金、銠差不多,化學性質和硒差不多,而毒性較小。在空氣中將碲加熱熔融,會生成氧化碲的白煙。它使人噁心飛頭痛飛眩暈飛口渴、皮膚瘙癢、呼吸短促和心悸。人體吸入碲後,在呼氣、汗、尿中產生一種令人不愉快的大蒜臭氣。這種臭氣很容易被別人感覺到而本人往往感覺不到。若口服適量的維生素C,即以消除氣味。較大劑量的碲能抑制汗腺的分泌,損害皮膚,並能妨礙消化機能等。

鍺基本知識介紹

鍺是1886年文克勒用光譜分析的方法發現的,但 是它“失業”了五十多年。化學家哥德斯密特曾經感慨地說過這樣的話:哈特萊煤礦的煤灰里有千分之十六的氧化鍺,這種煤灰1噸就可以生產16公斤的氧化鍺。假如這是金塊的話,那么運送車輛就得嚴密戒備。可是鍺卻是連小偷也不注意的東西。直到1942年,特別是最近以來,人們發現用鍺可以製造電晶體來代替電子管,用作雷達和電子計算機的主要元件,鍺才變為重要的尖端材料。

鍺在地殼中的含量為1.5%,比金、銀、碘等常見的元素多得多。不過,它太分散了,屬於稀散稀有金屬。在大自然中,沒有鍺礦。在煤礦中,大約含有十萬分之一左右的鍺,也就是說,在1n電煤中,大約含l0克的鍺。然而,在煙道灰中卻含有千分之一,甚至百分之一的鍺。含鍺的礦物有硫鍺鐵礦,淺色閃鋅礦等,其中鍺都以雜質存在。

次貴金屬---錫

錫是古代較早發現的金屬之一。在自然界中沒有單質狀態的錫存在,它的發現比銅稍晚。

錫是熔點比較低的金屬,它的低熔點使它成為焊料的主要成分。

錫元素有白錫、灰錫、脆錫三種同素異形體。在不同環境下,錫可以有不同的結晶狀態。在室溫和高於室溫的條件下,最穩定的形態是白錫,白錫是一種可鍛金屬。當溫度在13℃以下時,錫的結晶點陣就會重新排列,原子之間的空隙就會加大,形成一種新的結晶形態,即灰錫。灰錫就失去了金屬特性而成為一種半導體。在不同結晶點陣之間的,接觸處發生的內應力使金屬錫碎裂成粉末。周圍介質的溫度愈低,晶體形態轉變的速度就愈快。這種轉變在零下33℃時速度最快:溫度一降到零下,白錫就失去光澤,變成暗灰色,最後碎裂成粉末。人們稱這種現象為“錫疫”。附帶要說明的是,未染上“錫疫”的錫板,一旦和有“錫疫”的錫板接觸,也會產生灰色的斑點而逐漸“腐爛”掉。

科學家們已經找到了預防“錫疫”的物質,其中的一種就是鉍。鉍原子中有多餘的電子可供錫的結晶點陣,使其狀態穩定化,完全消除產生“錫疫”的可能性。

含有52%的鉍與32%的鉛和16%的錫的合金,在開水裡就能熔化,它的熔點只有95℃。與此形成鮮明對照的是:錫的熔點是232℃;鉍的熔點是271℃;鉛的熔點是327℃。合金的熔點大大低於組成它的每種純金屬的熔點。含鎵和銦的錫合金熔點更低,其中一種合金的熔點為10.6℃。低熔點合金可用來製作電熔絲。

二氯化錫和氧化錫可用作棉布和絲綢的媒染劑,二氯化錫還可作還原劑,脫色劑,電鍍時用它鍍錫。為了給瓷器和玻璃著上紅色,可採用一種叫做卡修斯的紫色染料,它是在二氯化錫中加入氯化金溶液時形成的。硫酸錫,即彩色金,可用作金色顏料。

白錫可製成家用器皿,也可以鍍在銅和鐵的表面上。鍍錫的鐵片常稱為“馬口鐵”,鐵表面的錫層保護了鐵,使之不受腐蝕。但是一旦錫層出現了破損,鐵被腐蝕的速度就會加快。這是因為鐵比錫活潑,在它們共同接觸電解質溶液時,就形成了原電池,鐵作為原電池的負極逐漸被氧化,這在化學上稱為電化腐蝕。

錫是毒性極小的金屬,錫的鹽類對有輕微毒性,與多數食品接觸也不會產生有害物質,可以抵抗氧、水和有機酸的腐蝕(但在部分酸性環境中會進入食物中,可能會導致中毒 )。於是,錫的這種性能得到了充分的發揮,現在,世界上錫的總產量的一半左右是用來生產製造罐頭用的鐵皮,很薄的一層鍍錫鐵皮就可以為人們貯藏上百萬噸的肉、魚飛水果和蔬菜。錫當之無愧地贏得了“罐頭金屬”的稱號。

科學家們進行了大量的分析和反覆的試驗得出結論證實:氟的存在就表明可能有錫礦。在史前期,錫是以一種複雜的物質形式存在的,在這種複雜的物質中氟是必不可少的成分。後來,錫和錫的化合物逐漸形成一種沉積物,即後來的礦床。而氟就滯留在沉積物附近。這一發現不僅有助於測定錫很可能出現的地區,而且也可預示錫的儲量的大小。

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