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“錸”之不易——錸的開發(fā)

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“錸”之不易——錸的開發(fā)

發(fā)布日期:2018-10-29 作者: 點(diǎn)擊:

        “錸”之不易——錸的開發(fā)

        原來(lái),錸是一個(gè)非常稀少而且分散分布的元素,在地殼中的含量?jī)H十億分之一,比所有的稀土元素含量都要少。目前,全球已探明儲(chǔ)量也只有約2500噸。相比之下,鈦資源的全球探明儲(chǔ)量大約是20億噸。因此,科學(xué)家雖然知道它的存在,卻費(fèi)了53年的力氣,才終于找到了錸這個(gè)“稀客”,填補(bǔ)了在元素周期表里,這個(gè)原子量186的錳族元素空白。可是,兵器迷又要抬杠了——其實(shí),錸并不是像人們說(shuō)的那么少。科普的東西本來(lái)枯燥,事情又比較復(fù)雜,下面的闡述將更加專業(yè)晦澀,因此稍微控制下節(jié)奏,見(jiàn)諒見(jiàn)諒。

錸之所以很少見(jiàn),主要是因?yàn)椋n的化學(xué)性質(zhì)特殊

      化學(xué)手冊(cè)上講:錸,錸通常與其他金屬伴生,特別是在鐵一鎳金屬構(gòu)成中高度富集。但錸是相容至中等程度的不相容元素,在熱液的礦物結(jié)晶過(guò)程中,趨向于在液相特別是熱液中富集,但因受其離子半徑、電荷和化合鍵所限,固——液相分配系數(shù)近于零,因此很難進(jìn)入造巖礦物晶體結(jié)構(gòu)中,難以形成獨(dú)立礦物相。在鐵一鎳金屬構(gòu)成中,錸相對(duì)含量是比較多的。而地球的地核就是這樣的結(jié)構(gòu)。因此地球上的錸主要在地核中。但錸的化學(xué)性質(zhì),導(dǎo)致它很難形成大規(guī)模的礦物。因此在地幔和地殼運(yùn)動(dòng)形成的礦石中,錸極其貧化(就是非常少的意思,唉,稍不留神,說(shuō)話又拽了)。而人類目前的主要地質(zhì)勘探和礦物開采活動(dòng),都是在地殼中進(jìn)行的,因此也就很少發(fā)現(xiàn)錸了。一句話:地核中的錸多,地殼中的錸少。少兵器迷說(shuō)錸只是少見(jiàn),并非少有,就是這個(gè)意思。由于上述原因,迄今只發(fā)現(xiàn)及少量的輝錸礦(ReS2)和銅錸硫化礦(CuReS4)兩種獨(dú)立的錸礦物,而且儲(chǔ)量些微。錸絕大多數(shù)只以稀少分散狀態(tài)伴生在鉬、銅、鉛、鋅、鉑、鈮等其他金屬礦物之中,而且礦床的規(guī)模一般也不大,獨(dú)立開采的費(fèi)用極高造成經(jīng)濟(jì)價(jià)值極低,因此鮮有獨(dú)立開采的錸礦。

  怎么辦呢?

      工業(yè)化的錸生產(chǎn),一般只在開采主金屬礦物時(shí),以副產(chǎn)品的形式捎帶著對(duì)錸加以分離回收。這其中最主要的方式,就是對(duì)輝鉬礦的綜合開發(fā)。輝鉬精礦中錸的含量一般在十萬(wàn)分之一到十萬(wàn)分之三之間,從斑巖銅礦選出的鉬精礦含錸可達(dá)千分之一點(diǎn)六——?jiǎng)e覺(jué)得少,這已經(jīng)是經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高的伴生錸礦了。在生產(chǎn)鉬的過(guò)程中,小心的收集冶煉鉬的煙道份塵和廢液,并選電極電位高、氧化性強(qiáng)的H2O2作氧化劑,將錸的低價(jià)氧化物氧化成Re2O7,而且還能把錸的硫化物氧化成HReO4。這兩種錸的化合物均易溶于水。從中獲得少量Re2O7,然后加入KCl,最后用氫還原法或水溶液電解法制得錸粉,并用粉末冶金方法加工成材。又如,采用氧壓氧化法回收鉬精礦中錸。即在襯鈦的高壓釜中加少量硝酸鈉(鉀)氧化劑,充氧氧化,并于3.0~3.5 MPa、220~230℃環(huán)境中,將鉬轉(zhuǎn)化為MoO3, 將錸成為Re2O7。將氧化產(chǎn)物過(guò)濾,氨浸濾餅,沉硅后的含錸溶液經(jīng)萃取和氨水反萃,蒸發(fā)結(jié)晶,獲取純度達(dá)99.9%的高錸酸銨。

       錸的儲(chǔ)量稀少,開采不易,因此產(chǎn)量極低。1978年和1979年世界錸的總產(chǎn)量分別只有7.21噸和7.26噸。目前的全球年產(chǎn)量也只有大約50噸左右(相比之下,2012年,世界海綿鈦產(chǎn)量達(dá)到20萬(wàn)噸)。智利和美國(guó)是錸的主要生產(chǎn)國(guó),占了產(chǎn)量的70%左右

     

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