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鉭
鉭(Tantalum)是一種金屬元素,元素符號為Ta,原子序數為73,密度為16.68g/cm3,熔點為2980℃,是僅次于鎢、錸的第三個最難熔的金屬。純鉭略帶藍色色澤,延展性極佳,在冷狀態下無需中間退火就可軋成很薄(小于0.01毫米)的板。鉭的抗蝕能力與玻璃相同,在中溫(約150℃)只有氟、氫氟酸、三氧化硫(包括發煙硫酸)、強堿和某些熔鹽對鉭有影響。金屬鉭在常溫的空氣中穩定,加熱到高于500℃則加速氧化生成Ta205。

1、鉭礦名稱:鉭礦。
2、金屬鉭性質:鉭(Tantalum)是一種金屬元素,元素符號為Ta,原子序數為73,密度為16.68g/cm3,熔點為2980℃,是僅次于鎢、錸的第三個最難熔的金屬。純鉭略帶藍色色澤,延展性極佳,在冷狀態下無需中間退火就可軋成很薄(小于0.01毫米)的板。鉭的抗蝕能力與玻璃相同,在中溫(約150℃)只有氟、氫氟酸、三氧化硫(包括發煙硫酸)、強堿和某些熔鹽對鉭有影響。金屬鉭在常溫的空氣中穩定,加熱到高于500℃則加速氧化生成Ta205。
3、鉭礦類型及分布規律:鉭和鈮是互相共生的,鉭鈮礦是鉭最大的來源。
從全球范圍來看,除南極洲未發現鈮鉭資源外,其他大洲均有礦床產出(表1);從礦床的數量和規模來看,大中型鈮鉭礦床主要集中在北美和非洲,而南美、歐洲和大洋州礦床數量較少,環太平洋地區鈮鉭資源較為貧瘠(未包括中國)。國外鈮鉭床具有礦床類型多、分布范圍廣的特點,成礦類型包括:花崗偉晶巖型、蝕變花崗巖型、花崗巖型、碳酸巖型、堿性巖漿巖型(霞石正長巖)、風化殼型和沖積型。國外鈮鉭礦床類型以花崗偉晶巖型居多,但儲量較少;而蝕變花崗巖型礦床雖數量較少,但單個礦床的儲量極大可達到數百萬噸(Mt),如位于沙特的Ghurayyah蝕變花崗巖型礦床鈮鉭儲量達385 Mt,而位于俄羅斯Katuginskoye地區的蝕變花崗巖型礦床鈮鉭儲量則高達達774 Mt。
花崗偉晶巖型礦床在全球范圍內分布較廣,含鈮鉭花崗偉晶巖多分布在花崗巖與圍巖內外接觸帶(尤其是外接觸帶),巖體多產于板塊邊緣褶皺帶中的深大斷裂中,由于含礦巖體結構清晰、有用礦物顆粒大,因此便于尋找和開發,具有很大的經濟價值。碳酸巖型鈮鉭礦多位于北美,礦床(點)常呈帶狀產出,如位于加拿大Fir、Myoff Creek、Perry River、Verity-Paradise等地區鈮鉭礦呈南北向展布;位于格陵蘭島的Qaqqaarsuk和Sarfartop碳酸巖型鈮鉭礦則呈北西—南東向展布,礦床的定位可能與同方向的深大斷裂有關。風化殼型和沖積型礦床主要位于南半球及赤道附近,多與第四紀以來潮濕多雨的氣候條件有關,且風化殼以下有時出現富稀有金屬的偉晶巖脈,有的可形成偉晶巖一風化殼復合型鈮鉭礦床。而沖積型礦床往往也由花崗偉晶次生而來,如位于非洲埃塞俄比亞的Kenticha鈮鉭礦和加納的Akim-Oda、Anamase鈮鉭礦。
4、鉭的用途:在制取各種無機酸的設備中,鉭可用來替代不銹鋼,壽命可比不銹鋼提高幾十倍。此外,在化工、電子、電氣等工業中,鉭可以取代過去需要由貴重金屬鉑承擔的任務,使所需費用大大降低??捎脕碇圃煺舭l器皿等,也可做電子管的電極、整流器、電解、電容。醫療上用來制成薄片或細線,縫補破壞的組織。
鉭是提煉超強鋼、耐蝕鋼和耐熱鋼合金的重要元素,可以提供發展火箭、宇宙飛船、噴氣飛機等空間技術必需的特殊材料。用鉭和鎢制成的無磁性合金廣泛適用于電氣工業,特別是鉭和碳組成的碳化鉭,具有極大的硬度,即使是高條件下和金鋼石也不相上下。用它做成的車刀,可高速切削許多堅硬的合金;用它制成的各種鉆頭,可以替代最堅硬的合金或金鋼石。因此,鉭還被認為是冶煉中的“維生素”。
在現代醫學中,鉭同樣可以發揮重要的作用。研究證明,鉭不僅對人體沒有任何損害,而且人體的肌肉還可以在上面生長,醫學上稱之謂生物相溶性。醫生利用鉭的這種特性,用來修補、封閉人體破碎了的頭蓋骨和四肢骨折的裂縫及缺損。同時,還可以將鉭制成比頭發絲還要細十分之一的細絲,用作內臟手術使用的縫合線,或者嵌入人造眼球。這種鉭絲甚至可以替代肌腱和神經纖維。醫學家用鉭板制成人造耳朵,安裝在頭部之后,再從腿上移植皮膚,經過一段時間后,新移植的皮膚長得很好,使人幾乎看不出是一只人造的鉭耳朵。
4.1 鉭用于制作鉭電容器:鉭粉、鉭絲是制作鉭電容器的關鍵材料,鉭電容器是最優秀的電容器。鈮亦可制作電容器。
4.2 鉭用于制作耐高鉭制品:鉭能耐高,強度和剛度良好,是制作真空高爐用發熱部件、隔熱部件和裝料器皿的優質材料。
4.3 鉭鈮用于制作耐腐蝕鉭鈮制品:鉭鈮是優質耐酸堿和液態金屬腐蝕的材料,在化學工業中可用于制作蒸煮器、加熱器、冷卻器、各種器皿器件等。
4.4 鉭鈮在航空航天工業中的應用:用于制作航空航天飛機、火箭、潛艇等的發動機部件,如燃燒室、燃燒導管、渦輪泵等。如WC-103 Nb-Hf-Ti高鈮基合金是優質宇航用材料,用作火箭加速器噴管、宇宙飛船推進加力裝置和噴管閥門等。
4.5 鉭用于制作穿甲彈的襯件:該項應用目前主要在美國,是導彈的一種,如TOW2B導彈。
4.6 碳化鉭作硬質合金的添加劑:硬質合金主要用作刀具、工具、模具和耐磨耐蝕結構部件,添加TaC可提高其硬度、強度、熔點等性能。NbC亦可此用,性能次于TaC。
4.7 鈮是鋼鐵的主要添加劑:添加鈮的微合金鋼,使鋼材晶粒細化,可提高鋼的強度和韌性,75%左右的鈮應用于該領域。
4.8 鈮用作超導材料:Nb-Ti合金是當今應用最廣、用量最大的超導材料,在高能物理中有重要應用,是大型強子對撞機、重離子對撞機等高能粒子加速器首選的實用超導材料;Nb3Sn是僅次于Nb-Ti的實用超導材料。
4.9 氧化鉭、氧化鈮是制作鉭鈮人工晶體的原料:Ta2O5、Nb2O5是制作LT、LN等晶體的原料,LT、LN是重要的壓電、熱電和非線性光學材料,在激光和微聲表面波等技術領域中有重要用途。
4.10 鈮在原子能工業中的應用:Nb的中子俘獲截面小,熱導率和強度高,在原子能反應堆中用作核燃料包套材料、核燃料合金添加劑、熱交換器結構材料。
4.11 其它應用:陰極濺射鉭涂層、高真空吸氣泵鉭活性材料、Nb2O5和Ta2O5作光學玻璃改性劑和化工催化劑、Ta、Nb在醫療器械和工藝美術品中的應用等。
鉭其他應用
5、鉭的儲量與分布:
目前,全世界已探明的鉭儲量是36.4萬噸,鈹(金屬量)72.6萬噸,鈮(金屬量)420萬噸。據估計,按目前全世界的消耗水平,這個儲量足以供應16年。已探明的鉭資源主要分布在澳大利亞、非洲、巴西,鉭鐵礦主要分布在中國、俄羅斯及加拿大,此外,泰國和尼日利亞從煉錫爐渣中提取鉭。
總之,我國鉭礦分布于13個省(區)的92個礦區,居世界首位。從地區分布看,江西鉭礦最豐富,內蒙古、廣東次之,三省合計占全國鉭儲量72.5%。世界鈮礦主要分布在巴西、加拿大、俄羅斯和非洲一些國家。我國鈮礦已探明儲量的礦區有99處,分布于內蒙古、湖北等16個省(區),占全國鈮儲量的72%;湖北次之,24%。
6、鉭常見問題:
6.1鉭電容是什么?
鉭電容,全稱是鉭電解電容,也屬于電解電容的一種,由于使用金屬鉭做介質,不需要像普通電解電容那樣使用電解液,另外,鉭電容不需像普通電解電容那樣使用鍍了鋁膜的電容紙燒制,所以本身幾乎沒有電感,但同時也限制了它的容量。
6.2鉭的價格?
市場價格大約在3600元/千克左右,價格比較穩定。