光明之神—鈧

1、光明之神一銃銃一光明之神一、銃元素性質(zhì)：光明之神一盞加銃的鈉鹵素?zé)?它光輝四射,穿云破霧,且省電長壽命. 這使得銃有了 光明之神的美譽(yù)！1879年,瑞典的化學(xué)教授 L.F.Nilson和P.T.Cleve ,差不多 同時在稀有礦物硅鉞鉆礦和黑稀金礦,發(fā)現(xiàn)了一種新元素.Nilson用他的故土斯堪的納維亞半島給銃命名為Scandium (縮寫為Sc,銃).銃就是門捷列夫當(dāng)初所預(yù)言的類硼元素.銃在元素周期表中,排行 21,位于第四周期第三副族.在 自然界中,銃只有一種穩(wěn)定同位素 Sc45,且恒為3+價.原子量 為44.956,原子半徑(1.6641A),沒有4f電子,其鋪系收縮未能使 原子尺寸減小到

2、相應(yīng)尺寸,從而導(dǎo)致了銃與稀土元素性質(zhì)有著顯 著的差異,這個差異幾乎不能使銃進(jìn)入稀土家族.但由于銃在自然界與例系稀土元素伴生弁且有些性質(zhì)相似,故習(xí)慣上將銃 列入稀土元素.銃是一種柔軟、銀白色的過渡性金屬,質(zhì)軟.密度 2.9890 克/厘米3.熔點(diǎn)1541CO沸點(diǎn)2831 CO常見化合價+3.第一電 離能為6.54電子伏特.金屬銃的化學(xué)性質(zhì)活潑能夠與氧、氫、 氟、碘和酸堿發(fā)生反響,分別生成Sc2O3, ScH3 , ScF3, SCI3,ScCl3, Sc (OH) 3, Sc2 (SO4)3 和 Sc2 (C2O4) 3等化合物.易溶于水,可與熱水作用放出氫氣.銃在空氣中容易形成一個暗黃 色或灰

3、色的氧化層,從而失去閃亮的光澤而變暗.二、金屬銃的用途-味精兀素由于金屬銃難以制得,在其發(fā)現(xiàn)以后的100年里,銃的用途 一直沒有表現(xiàn)出來.隨著 稀土元素別離方法的日益改良,如今 用于提純銃的化合物,已經(jīng)有了相當(dāng)成熟的工藝流程. 獲得了純 凈的銃的化合物之后,將其轉(zhuǎn)化為ScCl3,與KCl、LiCl共熔,用熔融的鋅作為陰極進(jìn)行電解,使銃就會在鋅極上析出,然后將鋅蒸去可以得到金屬銃.近30年來,金屬銃在國內(nèi)外取得了較多的應(yīng)用實(shí)踐,弁取 得了極好的效果.目前,金屬銃已在激光Gd3Sc2Ga3Oi2激光材料,GSGG , 新型激光器,電光源銃鈉鹵素?zé)?合金Al-Sc合金,Ga-Sc 合金用于航空航天、

4、導(dǎo)彈、汽車和船舶等的結(jié)構(gòu)部件； 加銃中子 過濾器和民用Ga-Sc合金金屬陶瓷粘結(jié)劑和高級涂層材料； ScB2材料用于輕型耐溫合金和電子槍陰極部件,加銃電池等 領(lǐng)域有較好的應(yīng)用.三、銃的自然產(chǎn)出狀態(tài)：分散但不稀缺銃是典型的分散親石元素, 但弁不稀有.它在地殼中的平均 豐度為22-30ppm 即22-30克/噸,換算為三氧化二銃 35-48克/ 噸,高于 Ag, Au, Pb, Sb, Mo, Hg、W和Bi許多,而與 B, Br, Sn, Ge和As的豐度相當(dāng).在自然界中,銃不受氧化復(fù)原影響,很難復(fù)原為金屬,很少 能形成顯著富集體礦床,而是廣泛地分散于各種造巖礦物中特別是鎂和鐵的硅酸鹽和含銃礦物

5、中.自然界中含銃的礦物多達(dá)800種以上,但三氧化二銃含 量0.05%的礦物 很少.目前的銃獨(dú)立礦物僅有銃鈕礦(Sc,Y)2Si2O7, Sc2Oa含量為338%423%)、水磷銃礦 (ScPO4.2H2O, SC2O3 含量為 39.22%)、被硅銃礦(Be3(Sc,Al2Si6Ol8,SC2O3 含量為 14.6% 、錯銃鋁礦Sc,Zr2Si27和 鈦硅酸稀金礦(Sc( Nb,Ti,Si)2O5, SC2O3 含量為 18.0%-20.0% )等少數(shù)幾種,且礦源很少,在自然界中較為罕見.銃主要以類質(zhì)同象的形式存在于如鈦鐵礦、錯鐵礦、錯英石、 鋁土礦、稀土礦、鈦輝石、鋼鈦磁鐵礦、鋁礦、錫礦、鈾

6、礦和 煤等礦物中.Goldschmidt等在1930年代 認(rèn)為,Sc3+的富集于 與巖石礦物中,與類質(zhì)同象置換極為有關(guān),尤其是Sc3+與Fe3+、Mg2 AP+的類質(zhì)同晶置換.后來,Ringwood又補(bǔ)充認(rèn)為,是生成含氧或羥基配合物,特別是在結(jié)晶巖和云英巖中富集銃更 是如此.銃與其所共生元素的離子半徑和配位數(shù)以及電負(fù)性等性 質(zhì)的綜合相似性,決定了它可與許多其它離子進(jìn)行類質(zhì)同象置 換.銃在各類巖石中的含量,巖漿巖以輝石巖含三氧化二銃200300克/噸和輝長巖最高76克/噸.交代蝕變巖以花崗偉晶巖、含鋁錫的云英巖、鈉長石化巖、云母化巖最為富集,鋁土 礦和煤含銃也相當(dāng)高.特別是煤灰,含三氧化二銃可達(dá)

7、40600 克/噸.原礦石含銃量三氧化二銃,克/噸如下：鋁土礦石40-150； 磷礦石10-25；鴇礦石78337；鋼鈦磁鐵礦石1340；鐵鍋稀土 礦石50；貧鎰礦石181；離子型稀土礦石2050；氟碳怖礦,留 銅礦和鈾礦石等也含有銃據(jù)林河成,2021.精礦物含銃量三氧化二銃,克/噸分別為：黑鋁礦500； 鈦鐵礦60；鋁土礦95；選鈦尾礦77；錫石100據(jù)林河成,2021 o提銃原料含銃量三氧化二銃,克/噸為：煉鴇的鋁渣150-600； 煉鋁的赤泥40450；選鈦的尾礦77；煉鈦白的水解母液25100； 高鈦渣氯化的煙塵736 據(jù)林河成,2021 o全球銃的資源極為豐富,工業(yè)儲量約200萬噸以

8、金屬銃計(jì), 統(tǒng)計(jì)不完全.中國的銃資源也很豐富,工業(yè)儲量約65萬噸據(jù) 不完全統(tǒng)計(jì),占世界總工業(yè)儲量的33%.四、銃的生產(chǎn)：冶煉副產(chǎn)品由于含銃礦物很多,從礦物直接提取銃制品較復(fù)雜又困難.目 前,我國主要以廢渣、廢水、煙塵等為原料先提取三氧化二銃, 再提煉金屬銃.最主要是從鈦鐵礦生產(chǎn)鈦白的廢液、氯化物煙塵、 生產(chǎn)氧化鋁的赤泥中回收銃.國外,還有從鈾礦石生產(chǎn)加工 過 程中回收銃.至今,還未能從精礦含銃直接提取三氧化二銃.從長遠(yuǎn)看,今后我國用于提取銃的原料主要是四川的帆鈦磁 鐵礦和煉鋁的赤泥.其主要原因是它們的礦物量很大,銃的總含量多,適合用于長期的開發(fā)利用,且提取銃的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn). 當(dāng)然,也可以從中國

9、火電廠的巨量粉煤灰中提取.五、銃的產(chǎn)銷：市場容量有限1970-1980年代,我國銃產(chǎn)量較少,主要出口日本,美國和 歐洲I.出口量約40公斤,國內(nèi)銷量約 20公斤.1990年代初, 歐洲及日本急需銃且需量較大,我國近10個廠生產(chǎn)銃,產(chǎn)能猛增至700公斤左右,產(chǎn)量達(dá)150公斤,出口 130公斤,國內(nèi)銷量 約20公斤.2000年以來,因俄羅斯大量生產(chǎn)的銃產(chǎn)品,沖擊市場,造 成我國一些生產(chǎn)廠家關(guān)閉或停產(chǎn).目前全世界銃的總銷量約 450公斤,中國總銷量約占世界總銷量的14% o近30多年來,金屬銃的市場價格變化很快.1990年初99.99%銃的市場價7.5萬美元/公斤.后因俄羅斯低價拋售銃, 99.99

10、%銃市場價狂跌為0.81萬美元/公斤.2002年市價2.0萬美 元/公斤.2007年市價降為1.25萬美元/公斤.99.99%銃的長期 價格趨勢將維持在1.3-1.5萬美元/公斤的水平上,主因是世界銃 產(chǎn)量與消費(fèi)量 接近平衡.2021年,99.99%的銃價格在6000-7000 美元/公斤之間* 編者注：此處原文為600美元每公斤,根據(jù)實(shí) 際情況改為 6000 美元Scandium Metal 7440-20-2 ; Unit Price:US $686.60 / piece ; Unit Type:piece ; PackageWeight:1.0kg (2.20lb.) ； Package Size:11cm x 11cm x 11cm(4.33in x 4.33in x 4.33in) ； Place of Origin:Inner MongoliaChina ; Content(percent):99.999% ; Grade:99.999% )世界生產(chǎn)銃的主要國家有中國、俄羅斯、日本、美國、挪威、法國和烏克蘭等.俄羅斯和中國為主要生產(chǎn)國,兩國的產(chǎn)量及銷量之和大于總量的90%.據(jù)估計(jì),目前世界金屬銃的銷售量約 450-500