稀有金属的名称具有一定的相对性,随着人们对稀有金属的广泛研究,新产源及新提炼方法的发现以及它们应用范围的扩大,稀有金属和其它金属的界限将逐渐消失,如有的稀有金属在地壳中的含量比铜、汞、镉等金属还要多。
近年来,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。中国正在逐步建立稀有金属工业体系。
稀有金属是在地壳中含量较少、分布稀散或难以从原料中提取的金属,如锂、铍、钛、钒、锗、铌、钼、铯、镧、钨、镭等。按其物理、化学性质及生产方法上的不同可分为:稀有轻金属,如铍、锂、铷、铯等;稀有贵金属,如铂、铱、锇等;稀有分散金属,如镓、锗、铟、铊等;稀土金属,如钪、钇、镧、铈、钕等;难熔稀有金属,如钛、锆、钽、钒、铌等;放射性稀有金属,如钋、镭、锕、铀、钚等。
稀有金属主要用于制造特种钢、超硬质合金和耐高温合金,在电气工业、化学工业、陶瓷工业、原子能工业及火箭技术等方面。稀有金属的名称具有一定的相对性,随着人们对稀有金属的广泛研究,新产源及新提炼方法的发现以及它们应用范围的扩大,稀有金属和其它金属的界限将逐渐消失,如有的稀有金属在地壳中的含量比铜、汞、镉等金属还要多。
稀有金属矿产资源用途广泛,尤其是在宇航、原子能、电子、国防工业等高科技技术方面应用广泛。锂的同位素6Li是制造氢弹不可缺少的原料,在核反应堆中锂作控制棒冷却剂和传热介质,常用作飞机、火箭、潜艇的燃料等;金属铍被用作原子能反应堆的防护材料和制备中子源、高能燃料的添加剂等;铌、钽用于制造电子计算机记忆装置、超导合金制造大功率磁铁等。
稀有金属作为支撑战略性新兴产业发展的重要功能材料,在全球新技术革命和产业变革浪潮不断推进的过程中,由于其独特的物理化学性能和不可再生性,其价值地位不断提升。尤其是随着下游市场对稀有金属需求的不断增长,供需偏紧的格局带动稀有金属价量齐升,稀有金属中长期投资价值凸显。进入2023年,有色金属价格呈现上涨趋势。先是铜与铝价上涨,然后是镍、锌、锡跟涨,有色金属价格几乎都在涨,稀有金属包括稀土中的金属也“连带”上涨。
有的稀有金属在物理-化学性质上近似而不容易分离成单一金属。过去制取和使用得很少,因此得名为稀有金属。19世纪即有稀有元素一词,20世纪20年代在此基础上定名为稀有金属。稀有金属开发较晚,所以有时还称为新金属。第二次世界大战以来,由于新技术的发展,需求量的增大,稀有金属研究和应用迅速发展,冶金新工艺不断出现,这些金属的生产量也逐渐增多。稀有金属已经不稀。稀有金属所包括的金属也在变化,如钛在现代技术中应用日益广泛,产量增多,所以有时也被列入轻金属。
稀土由16种自然元素(钪、钇、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥),以及和一个合成元素(钷)组成。自然储量超过1.5亿吨,可开采储量超过0.88亿吨。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”。
我国储量居世界第一,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,钽合金的特殊用途仍在研究、开发。
钛和钛的合金大量用于航空工业,有“空间金属”之称;另外,在造船工业、化学工业、制造机械部件、电讯器材、硬质合金等方面有着日益广泛的应用。此外,由于钛合金还与人体有很好的相容性,所以钛合金还可以作人造骨。钒之所以用于钢铁中,是由于钒能与钢铁中的碳元素生成稳定的碳化合物(V4C3),可以细化钢的组织和晶粒,提高晶粒粗话温度。显著提高改善钢铁的性能。可加大钢的强度、韧性、抗腐蚀能力、耐磨能力和承受冲击负荷的能力等。
缅甸锡矿产量占据全球锡矿产量的1/12,缅甸是我国锡矿的第一大进口国,去年占据我国锡矿进口总量的76.82%,占约国内整体供应的1/3。一旦禁矿,无疑会让锡矿供应更加紧张。据统计,全球锡金属的储量仅存460万吨,已经不足20年的一半,加上它在电子,电器上的不可替代性,未来的高科技发展只会让这个缺口越来越大。
国家鼓励企业提升冶炼、加工和二次资源循环利用技术水平,鼓励高性能材料开发和精深加工品生产和出口。高性能往往表现为产品的高强度和长寿命,可以直接减少资源的使用量,加上循环利用比例的提高和替代材料的开发三管齐下,才能实现行业可持续发展。
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