新疆粉末高温合金价格_合金粉末价格表
1.有色金属工业“十二五”发展规划的主要任务
2.煤炭用途变迁
3.镍是稀贵金属吗
4.硫化钠形成过程
5.钽简介及详细资料
有色金属工业“十二五”发展规划的主要任务
1.调整优化产业布局
统筹规划,坚持上大与压小相结合、新增产能与淘汰落后相结合,优化有色金属生产力布局。以满足内需为主,严格控制资源、能源、环境容量不具备条件地区的有色金属冶炼产能。积极引导能源短缺地区电解铝及镁冶炼产能向能源资源丰富的西部地区有序转移。逐步推进部分城市有色企业转型或环保搬迁。在沿海地区,利用进口原料有序布局建设若干铜、镍基地。选择条件合适的区域,依托拆解园区,充分利用国内外废杂铜、铝资源建设若干规模化的再生金属基地。提升企业国际化经营水平,鼓励在境外建设氧化铝、电解铝、铜、铅、锌、镍等产业园区。
按照循环经济发展模式,支持建设若干资源基础雄厚、产业链完整、特色鲜明、资源高效利用、环境友好的有色金属新型工业化示范基地。支持建设优势互补、合作双赢的东、中、西部产业转移合作示范区。
2.大力发展精深加工产品
以发展精深加工、提升品种质量为重点,以轻质、高强、大规格、耐高温、耐腐蚀、低成本为发展方向,大力发展铝、镁、钛等高强轻合金材料,以提高性能、降低成本为方向,加快发展高性能铜合金材料、铅锌镍各种合金及其他功能材料,满足战略性新兴产业以及国家重大工程的需求,形成若干布局合理、特色鲜明、产业聚集的有色金属精深加工产业生产基地。
铝:开展航空用高抗损伤容限合金、高强度铝合金品种开发,以及铝合金薄板、厚板、型材和锻件的工程化技术开发,满足航空及国防科技工业对高性能铝合金材料的要求。开发具有自主知识产权的轨道交通用大型铝合金型材、具有较好成形性能的汽车车身用6016类及6022类合金,以及液化天然气船(LNG)船用5083-O态合金板材生产技术。大力发展高纯高压电子铝箔,满足特高压铝电解电容器的需求。
镁:以开发生产汽车、高速列车及轨道交通车辆、电子信息、国防科技工业、电动工具等领域应用的大截面型材、板材、大型压铸件为重点,采用产学研用相结合,通过增强创新能力及示范工程建设,加快高性能、低成本镁合金及深加工技术及产品研发,实现重大关键共性技术突破,建设以镁合金铸件、型材、锻件、板材为主体,终端产品相配套的完整产业化体系。
钛:针对国家航空航天等重大工程需求,着力发展大规格棒材和锻件、紧固件用丝材、宽幅板材和钛—钢复合板、大直径管材、大型铸件和粉末冶金件。积极发展钛带材、焊接钛管及挤压型材等,并进一步延伸产业链,提高产品附加值。
其他有色金属:重点发展镍及镍合金板带材、高性能锌合金,高强高导引线框架材料、水箱铜带、变截面带材、高精度异型铜合金材、超细毛细管、高速列车及铁路电气化高性能专用铜材、5ppm(百万分之一)以下高纯无氧铜、小于18微米压延铜箔等高性能铜合金,锡锑精细深加工产品、高性能稀有金属材料等。
专栏4:精深加工产品发展重点 铝:高性能铝合金半固态坯料及零件,涡轮发动机压叶轮材料,汽车铝合金板,航空航天用2系、7系列铝合金及材料,铝锂合金,深冷设备用铝合金板材,大型、超大型及微型铝合金工业型材,可焊铝合金薄板,超高纯铝,高压阳极铝箔等。 镁:耐热铸造镁合金,低成本挤压型材,高性能镁合金挤压型材,大截面镁合金中空型材,宽幅镁合金板材,镁合金铸轧板材,镁合金热轧板材,镁合金薄带材,镁合金精轧薄板材,镁合金锻造汽车轮毂,镁合金锻件等。 钛:优质宽幅冷轧纯钛板材,高性能宽幅钛及钛合金厚板,钛合金型材,钛及钛合金带材,大规格宽厚钛合金板材,高精度、宽幅钛合金薄板材,大规格钛合金棒材及特征锻件,紧固件用丝材、大型钛铸锭及锻件,新型钛合金结构材料,专用钛合金材料,钛及钛合金模锻件,钛基多孔材料等。 铜:铜合金引线框架,高强高导新型铜合金接触导线,无铅新型环保铜合金,高性能无铍弹性铜合金,高性能耐蚀镍铜合金,铜包铝,低松比雾化铜粉,高纯铜合金溅射靶材,压延铜箔等。 其他有色金属:镍基高温合金、镍基合金无缝管,镍基金属多孔材料,高性能球形氢氧化镍,高性能锌合金,无铅锡焊料、锡化合物,先进锑阻燃材料,纳米晶及特粗晶粒等高性能硬质合金、ITO靶材、大规格钨钼靶材、核级锆材等高性能稀有金属材料等。 3.积极推进企业重组
按政府引导、企业为主体、市场化运作的原则,结合优化布局,大力支持优势大型骨干企业开展跨地区、跨所有制兼并重组,提高产业集中度。积极推进上下游企业联合重组,提高产业竞争力。充分发挥大型企业集团的带动作用,形成若干家具有核心竞争力和国际影响力的企业集团。
4.发展有色金属生产服务业
大力支持科技实力雄厚的有色金属企业从生产型制造向服务型制造转变,鼓励有色金属企业开展技术研发、工业设计、信息咨询、现代物流等生产性服务。建立和完善有色金属的电子商务、期货交易等市场手段。支持发展工程咨询、设计、装备集成、安装调试、运营服务一体化的工程承包服务。鼓励发展有色金属工业检测认证、科技成果推广等中介服务,扶持壮大节能服务产业。 1.加快资源基地建设
以加快境外铜、铝、铅、锌、镍、钛等原料供应基地建设为重点,积极推动境外资源勘探,在资源丰富的国家和地区,依托具有国际化经营能力的骨干企业,建立与资源所在国利益共享的对外资源开发机制,加快境外资源开发项目建设,形成一批境外矿产资源基地。进一步加强国内重点成矿地带的普查与勘探,增加资源储量,提高查明资源储量利用率,积极开展现有矿山深部边部找矿,延长矿山服务年限。以云南、新疆、甘肃、青海、西藏、内蒙古、黑龙江等省(区)有色金属成矿带资源开发为重点,加快建设西部矿产资源基地。在广西、贵州、山西适度发展具有资源保障的氧化铝产能。
2.大力发展循环经济
鼓励低品位矿、共伴生矿、难选冶矿、尾矿和熔炼渣等资源开发利用。促进铜、铅、锌等冶炼企业原料中各种有价元素的回收,冶炼渣综合利用,以及冶炼余热利用。建立完善铜、铝再生资源利用体系,规范回收、拆解,建设一批规模化再生利用示范工程。完善废旧铅酸电池回收利用体系,鼓励将废旧铅酸电池回收利用纳入矿铅生产体系,最大限度地降低重金属污染。支持改扩建形成一批锌、钴、镍、锡、锑、锗、铟、贵金属等回收利用及冶炼废渣综合利用示范工程。依托内蒙古等高铝煤炭资源,有序推进高铝粉煤灰资源开发利用,大力推进《赤泥综合利用指导意见》的组织实施工作。 1.增强创新能力
围绕有色金属工业发展重点和难点,在矿产资源勘查、节能减排、提高资源利用率、先进材料制备等领域,加快建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系,大力培育企业的应用技术研发与创新能力,创新投入机制,强化共性技术研究平台建设,推动企业、科研院所和高校共同开展前沿共性技术攻关,着力突破核心关键技术和共性基础技术,充分发挥科技对产业升级的支撑作用,提高产业核心竞争能力。
专栏5:科技开发重点 重点开发技术。氧气底吹及侧吹连续炼铜技术、闪速炉短流程一步炼铜技术、高温高浓度溶出浆液高效分离技术、底吹电热熔融还原炼铅技术、闪速炼铅新工艺、红土镍矿绿色湿法冶金技术、镍锍连续吹炼技术、新法炼钛技术、等温熔炼炉关键技术及配套设备、赤泥分选用超导磁选机和赤泥综合利用技术等。 重大节能技术。氧化铝节能技术、铝电解节能技术、多热源内热式电热法生产镁技术与装备、低品位红土镍矿生产镍铁节能技术、海绵钛节能降耗技术、镁电解多极槽技术、大型充气机械搅拌式浮选机、烟气制酸低温位热回收技术等。 精深加工技术。高洁净、高均匀性合金冶炼和凝固技术,中厚板固溶及预拉伸技术,高性能铸造镁合金及变形镁合金制备及深加工技术,镁合金腐蚀控制及防护技术,18微米及以下压延铜箔压延及表面处理工艺技术, 高质量引线框架材料合金制备及加工工艺技术,钛铝合金及加工成型技术,钛合金模锻件锻压、型材挤压、大型铸件、异型管棒丝材成型技术。 重点前沿技术。有色金属矿产资源潜力快速评估与勘查基地优选、地下金属矿山智能化采矿关键技术与装备、生物提取金属、有害元素的无害化处理及资源化利用、金属复合材料及难加工金属电塑性加工技术、先进材料制备技术、低碳技术等。 2.加强技术改造
支持有色金属企业运用先进适用技术和高新技术,以质量品种、节能减排、环境保护、安全生产、两化融合等为重点,对现有企业生产工艺及装备进行升级改造,加快淘汰落后,实现清洁、安全生产,提高企业生产自动化、管理数字化水平。
专栏6:技术改造重点 采选。推广电动液压采矿凿岩设备如掘进台车和深孔凿岩台车、低矮式破碎机等大型高效节能自动化采选装备以及新型高效药剂,实现采选装备机械化、自动化和大型化,加强矿山现场监测,提高矿山管理信息化水平。 铝冶炼。重点推广新型结构铝电解槽、低温低电压铝电解等高效节能技术;低品位铝土矿高效节能生产氧化铝技术、氧化铝生产过程余热回收利用技术。 铜冶炼。推广氧气底吹炉炼铜等技术。 铅冶炼。推广富氧底吹熔炼、液态铅渣直接还原炼铅工艺等先进技术,加快对落后熔炼、鼓风炉还原等进行技术升级改造。 镁冶炼。推广套筒竖窑及蓄热式竖式还原炉技术。 钛冶炼。重点推广植物油除钒技术、铝粉除钒技术、新型节能还蒸炉、多极槽镁电解等技术。 铜铝加工。推广铜铝加工短流程生产技术,积极开发引进大断面、复杂截面铝合金型材制造技术、大型高性能铝合金预拉伸板制造技术及装备,高强高导新型铜合金制造技术及装备。 稀有金属。推广微量杂质低成本高效分离技术、高纯金属制备新技术、高功率电子束熔炼炉及难熔金属的提纯技术及装备等,生产高档硬质合金、高纯化合物、高纯金属细粉、大卷重丝材、大规格高性能板、棒材及特种钨、钼制品等精深加工产品。 3.推进两化深度融合
认真总结和推广行业先进企业的信息化经验,建立和完善有色金属工业信息化标准规范工作体系。通过技术改造,提高企业生产自动化水平。鼓励企业建设信息化集成管理系统,推广使用企业资源计划(ERP)和生产制造执行系统(MES),提高管控效率。
4.加强标准化建设
适应有色金属工业加快产品结构调整、发展新材料的需要,建立、修订、完善技术和产品标准。进一步做好能耗、安全生产、清洁生产标准的制订。制订再生有色金属能源消耗标准和环保标准。加大参与国际标准化工作的力度,实现国际国内标准接轨和双向转化。 以重有色金属污染防治为重点,按照《重金属污染综合防治“十二五”规划》和《重点区域大气污染联防联控“十二五”规划》要求,遵循源头预防、过程阻断、清洁生产、末端治理的全过程综合防控原则,加快重点区域重金属污染防治。
1.限制重金属污染排放项目
严格准入条件,优化产业布局,禁止在在自然保护区、饮用水水源保护区等需要特殊保护的地区,大中城市及其近郊,居民集中区等对环境条件要求高的区域内新建、改建、扩建增加重金属污染物排放的项目。到“十二五”末,仅保留少数符合环保排放要求的原生汞冶炼企业,取缔其他原生汞冶炼企业。汞触媒回收企业应配套有汞蒸汽回收装置,严格控制其他地区新建的汞触媒回收企业。
2.积极推行清洁生产
大力推广安全高效、能耗物耗低、环保达标、资源综合利用效果好的先进生产工艺,强化从源头防控重金属污染。依法实施强制性清洁生产审核。加强重金属污染治理设施建设,鼓励企业在达标排放的基础上进行深度处理。实施区域综合整治,以湘江流域为重点,推进污染产业密集、历史遗留污染问题突出、风险隐患较大的重金属污染区域综合整治。
3.强化监管能力建设
加强重金属污染环境监测能力,推行污染源自动监控,重金属废气、废水排放企业要安装相应的重金属污染物在线监控装置,并与环保部门联网。 1.控制高耗能产业过快增长
提高节能环保市场准入门槛,严把土地、信贷两个闸门,严格控制新建高耗能、高污染项目。建立高耗能产业新上项目与地方节能减排指标完成进度挂钩、与淘汰落后产能相结合的机制。继续运用提高资源税、调整出口退税、将部分产品列入加工贸易禁止类目录等措施,控制高耗能、高污染产品出口。加大差别电价实施力度,提高高耗能产品差别电价标准。
2.加快淘汰落后产能
依靠法律、经济和必要的行政手段以及技术进步,按期淘汰落后产能。
专栏7:落后产能淘汰目录 铜:鼓风炉、电炉、反射炉炼铜工艺及设备(2011年),铜线杆(黑杆)生产工艺,无烟气治理措施的再生铜焚烧工艺及设备,50吨以下传统固定式反射炉再生铜生产工艺及设备。 铝:铝自焙电解槽及100KA及以下预焙槽(2011年),利用坩埚炉熔炼再生铝合金、再生铅的工艺及设备,铝用湿法氟化盐项目,1万吨/年以下的再生铝,4吨以下反射炉再生铝生产工艺及设备。 铅:采用烧结锅、烧结盘、简易高炉等落后方式炼铅工艺及设备,1万吨/年以下的再生铅项目,未配套制酸及尾气吸收系统的烧结机炼铅工艺,烧结-鼓风炉炼铅工艺。 锌:采用马弗炉、马槽炉、横罐、小竖罐等进行焙烧、简易冷凝设施进行收尘等落后方式炼锌或生产氧化锌工艺装备。 锑:采用地坑炉、坩埚炉、赫氏炉等落后方式炼锑。 汞:采用铁锅和土灶、蒸馏罐、坩埚炉及简易冷凝收尘设施等落后方式炼汞。 其他有色金属:采用土坑炉或坩埚炉焙烧、简易冷凝设施收尘等落后方式炼制氧化砷或金属砷工艺装备,烟气制酸干法净化和热浓酸洗涤技术,再生有色金属生产中采用直接燃煤的反射炉项目。 3.加大节能力度
严格执行《节约能源法》,按照国家节能减排总体要求,降低有色金属工业单位增加值能源消耗。积极推进有色金属行业电力需求侧管理试点示范。大力推广高效节能采选工艺和设备、自热强化熔炼工艺、低温低电压铝电解节能技术、湿法冶金节能先进技术等。积极开展节能技术和项目示范,推进能源转换和梯级利用,加强企业能源管理中心建设,提高能源利用效率。
煤炭用途变迁
煤的用途与煤的种类有密切的关系,不同的煤种其用途是不同的,煤的种类与用途大致可以归纳以下几方面。
(一)煤的种类
煤的分类由于依据的主要标准不同,其分类也有差异,分类方法比较多。我这里主要介绍一下按成因分类及实用分类。
按成因分类:按成因分类是依据成煤植物在聚积阶段各种综合因素进行的,主要是根据成煤物质的种类——高等植物还是低等植物;植物遗体的环境和条件——沼泽的积水深浅、水的活动性、氧气供应和微生物活动等情况,还有成煤物质分解转化过程所决定的。
按成煤物质的种类可以分为三类,即高等植物形成的腐植煤;由低等植物形成的腐泥煤;由高等植物与低等植物形成的腐植-腐泥煤。按植物堆积环境和条件以及成煤物质转化过程将煤的成因类型可分为腐植煤和残植煤。腐植煤和残植煤都是由高等植物变成的,腐植煤的原始物质主要由高等植物的木质和纤维素组成,残植煤的原始物质则主要是植物生物化学稳定的组织,如角质层、孢子、树脂物质、树皮的木栓组织等。腐泥煤的物质组成主要是藻类物质变化产物。腐植腐泥煤是腐植煤与腐泥煤之间的过渡类型。自然界大多数的煤是腐植煤,残植煤、腐植-腐泥煤、腐泥煤则比较少见,通常构成腐植煤中的夹层和透镜体,在较少情况下可单独构成煤层。
按实用分类:这种分类方法,首先要对煤的物质组成进行较全面的了解。煤主要由碳、氢、氧、氮等元素构成的有机质和一些矿物杂质和水分等无机物所构成。煤的质量是由煤的主要组分指标及变质程度决定的。确定煤质量的主要指标有水分、灰分、挥发分、焦渣、角质层厚度、发热量、磷、硫、灰成分、灰熔融性、可选性等。
水分:煤中的水分可分外在水分和内在水分两种。外在水分是在采掘、搬运、储存及洗选过程中,存留在煤炭表面和裂隙中的水分。这种水分自然风干即可除去。另一种是内在水分,是吸附和凝聚在煤分子内部的一些细小的毛细孔里的水分。这种水分经自然风干是除不掉的,需在温度达到 100°以上时才能干燥蒸发掉。内在水分与煤的变质程度和风化程度有关。一般来说,煤的变质程度超高,内在水分越少。煤经风化后因疏松吸潮,内在水分又会增加。地质勘探中常采用内在水分作为评价煤质的数据。内在水分和外在水分的总和称为全水分,它是矿井采出来的煤或直接用工农业生产煤的总含水量,通常作为煤炭供销双方评价煤质的依据之一。我们常用的水分指标有全水分,用“mt”表示也常用“Mar”表示;空气干燥基水分,也可以认为是内在水分,常用(Mad)。
灰分:灰分是煤彻底燃烧以后所剩下的残渣。按成因可分为内存灰分和外在灰分两种。外在灰分是来自煤层顶底板和夹矸中的岩石碎块,它与采煤方法的合理与否有很大关系。外在灰分通过洗选后可大部分除去。内存灰分是成煤的原始物质本身所含的无机物,另外也包括沉积时由风和水搬运来的矿物杂质。内在灰分很难通过洗选除去,含有大量内在灰分的煤是非常难选的。常用的指标有空气干燥基灰分(Aad)、干燥基灰分(Ad),也有用收到基灰分的(Aar)。煤的灰分对煤的实用价值影响很大,是评价煤的质量的主要指标之一。冶金用煤的灰分如增加1%,炼铁炉平均要多消耗 2% ~ 2.5% 的焦炭,同时还会使炼铁炉的生产效率降低约 2%。灰分也增加运输上负担,增加运输成本。不同的国家对煤的灰分的指标要求有所不同。我们国家规定,炼焦用煤的灰分最好不超过 10%,动力用煤其指标可适当高一些,只要发热量达到要求就可以。当灰分大于 40% 时就不是煤了。
挥发分:挥发分是煤在与空气隔绝的高温条件下所排出的挥发物质,主要成分为沼气、氢、二氧化碳和其他碳氢化合物等。挥发分含量与煤的变质程度有关,变质程度越高挥发分越少。挥发分可以作各种高发热量的燃料,也可用来制造染料、塑料、炸药以及其他许多化工产品。挥发分是评价煤质,进行煤种分类的主要指标之一。由于挥发分是煤中有机可燃体的一部分,所以在实际生产中,通常是以挥发分占有机可燃体的百分含量为指标。常使用的有空气干燥基挥发分(Vad)、干燥基挥发分(Vd)、干燥无灰基挥发分(Vdaf)和收到基挥发分(Var),其中 Vdaf 是煤炭分类的重要指标之一。
焦渣:煤中除去挥发分后残留在坩埚里的固态物质就是焦渣。它是由灰分和煤中不挥发的有机物质固定炭组成。固定碳的含量,通常是以其占有机可燃体的百分含量表示,其含量随着变质程度增高而增高。不同的煤形成的焦渣特征是不同的,有的焦渣呈粉末状,有的焦渣熔融黏结成块状,强度大。因此,根据焦渣特征可以初步判断煤的黏结性,对估计煤能不能炼焦是有很大意义的。
角质层厚度:角质层厚度是依照炼焦过程,在实验室里用仪器测定的。把有黏结性的煤粉碎成细粒,在密封的条件下加热到一定温度时,煤中有机质受热分解,软化而成角质层,最后结成了块状的焦炭。黏结性好的煤,加热时形成的角质层厚度适当,结成的焦炭熔融黏结成块状。不黏结的煤加热时,就不能产生角质层,也就不能结成焦炭,呈粉末状。一般来说,煤的角质层厚度是随煤的变质程度增加而有规律的变化,变质程度很低或很高的煤,角质层的厚度都很小或等于零,也就是黏结性不好或没有黏结性。角质层厚度能反映煤的黏结性,因此也就成了评价煤质、进行煤的工业分类的重要指标之一。常用 y 或 b 表示。
发热量:煤的发热量是指单位重量的煤完全燃烧时放出的热量。它对评定煤的燃烧价值有很重要的意义。在煤质评价中,通常用煤的低位发热量来评定煤的燃烧价值,即每千克煤在坩埚中燃烧后实际能被选用的热量。煤的发热量大小与煤的可燃元素碳、氢等含量有关,因而也与煤的变质程度有关。一般来说,变质程度越高,发热量越大。但是,当烟煤向无烟煤过渡时,氢的储量明显降低,由于氢在燃烧时产生的热量约等于碳的 4.2 倍,所以某些烟煤的发热量略高于无烟煤。另外,水分和灰分的增多,均可降低煤的发热量。不同的煤种其发热量是不同的,因此煤的发热量用不同的等级表示。
(1)低热值煤,表示为 LQ8.50 ~ 12.50 MJ/kg
(2)中低热值煤,表示为 MLQ12.51 ~ 17.00 MJ/kg
(3)中热值煤,表示为 MQ17.01 ~ 21.00 MJ/kg
(4)中高热值煤,表示为 MHQ21.01 ~ 24.00 MJ/kg
(5)高热值煤,表示为 HQ24.01 ~ 27.00 MJ/kg
(6)特高热值煤,表示为 SHQ>27.00 MJ/kg
注:1cal15(15℃卡)= 4.1855J
硫和磷:煤中常含有硫和磷。硫是煤中的有害杂质,煤在燃烧时硫会变成二氧化硫,腐蚀锅炉、管道,污染大气,增加温室效应,空气中的硫多了还会形成酸雨。炼焦时,有一部分硫会转入焦炭,用含硫高的焦炭炼铁,会降低钢铁的质量。钢铁中的硫分超过一定限额,就会使钢铁变脆,强度降低。煤中的无机硫主要是黄铁矿硫,常常呈细脉充填在煤的裂缝中,或者结核状夹在煤层中,对这部分硫可以通过机械洗选的方法剔除。均匀地分散在煤中的有机硫则很难选除掉。煤中的硫分是评价煤质的极其重要的指标。在实际的生产中通常是以绝对干燥煤样的总含硫量为指标来评价煤的质量的。我国规定,凡是工业用煤必须先经过洗选,尽量降低硫的含量;含硫量大于 3% 的煤就不能开采。常用的指标有空气干燥基全硫(St,ad)、干燥基全硫(St.d)及收到基全硫(St,ar)。
可选性:上面已讲过,煤中的灰分、硫分、磷分等,对煤的加工利用都是有害杂质。为了降低煤中的有害杂质,提高煤的质量,特别是提高炼焦用煤的质量,就需要对原煤进行洗选。对于直径大于 50 毫米的矸石和黄铁矿等杂质,可以用人工手选,颗粒小于 1 毫米的粉煤,则可采用浮选方法进行选煤。煤中矿物的颗粒大小和分布状态,直接影响着煤的洗选难易程度,这就是煤的可选性。煤的可选性是评价煤质,特别是评价炼焦用煤质量的重要指标之一。
灰成分和灰熔融性:灰成分是煤灰分中的矿物成分,灰熔融性是煤的灰分在不同温度下发生变形、软化和熔化状态。它们也是影响煤的用途的重要指标之一。
另外,煤中的有害有毒元素对煤的质量和用途也有较大的影响,如砷、汞和放射性铀等,若其含量超标,会对人体健康产生大的影响。
依据上述煤质量的各种指标,结合煤的变质程度和用途,就可以对煤进行实用性分类。我国煤的分类是根据煤的煤化度,将我国所有的煤分为褐煤、烟煤和无烟煤三大煤类。又根据煤化度、煤质组分和工业利用的特点,将褐煤分成 2 个小类,无烟煤分成 3 个小类。烟煤比较复杂,按挥发分分为 4 个档次,按黏结性可以分为 5 个或 6 个档次。主要类型是褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2 中粘煤、气煤、气肥煤、肥煤、1/3 焦煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤、无烟煤。其中褐煤的变质程度最低,无烟煤的变质程度最高。长烟煤到气煤是低变质烟煤,肥煤到焦煤是中变质烟煤,瘦煤、贫煤和无烟煤是高变质煤。
褐煤的特点是光泽暗淡,内生裂隙不发育,有干缩裂纹,腐殖酸含量高,发热量低。是低热值燃料和制作化肥的原料。
长焰煤、不粘煤、弱粘煤和中粘煤的共同特点是韧性大,光泽较弱,内生裂隙很少,燃烧焰长,不结焦,是燃烧锅炉、化工、制油的最佳煤种。气煤除上述性质和用途外,还具有膨胀熔融结渣,有时有气体喷出的现象。气煤有一定的结焦性,还可以作为炼焦配煤。
肥煤和焦煤的共同点是具有玻璃光泽,内生裂隙发育,性脆易破碎。膨胀熔融黏结性好,焦渣有光泽,是炼焦的最佳原料。
瘦煤光泽强,微膨胀熔融,燃烧时烟淡焰短难着火,可做炼焦配煤。
贫煤具有金刚光泽,不膨胀熔融,燃烧时烟淡焰短难着火,适合燃烧锅炉和化工用煤。
无烟煤具有似金刚光泽,致密坚硬,比重较大,燃烧时不易着火,无烟几乎无焰,可做化工用煤和民用燃煤。
(二)煤的主要用途
早在几千年前,劳动人民就发现了煤可以燃烧,可以用来燃烧取暖、做饭和冶铁。蒸汽机发明后,煤成为机器动力的主要燃料。后来,煤又用来炼焦、发电、制作电石、煤气等。现在,煤仍然是主要的能源。我国的一次性能源结构中煤占到 70% 左右。有专家预测,近期内这种能源结构不会有大的改变。当前煤的主要用途是发电、炼焦、供热取暖和民用燃烧,但煤气化、煤液化、煤化工等煤的综合利用也在迅速地发展。
动力用煤:动力用煤是煤的主要用途,它是把煤作为燃料用来燃烧锅炉取暖、发电和作为蒸汽机车的动力等。因为动力用煤主要是燃烧,所以任何牌号的煤都可以用来作燃料取得热源。
煤焦化:煤焦化就是用煤炼焦。它是将煤在隔绝空气的密闭炼焦炉内加热,得到的是焦炭、煤焦油和焦炉气三种原料。这三种原料经进一步加工处理可以得到一系列的煤化工产品。高温炼焦可以获得大约 78% 的焦炭,4% 的焦油,18% 的焦炉气。焦炭的主要用途是炼铁,其次是用于化肥工业。焦炭经进一步加工可制成合成氨、电石等。电石还可以再制成塑料、合成纤维、合成橡胶、合成化工产品等。煤焦油是煤焦化的副产品,是一种黑色黏稠状液体,主要成分是芳香族化合物。它的用途更加广泛,可以制成轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油、沥青等。用这些产品还可以制成苯、农药、炸药、染料、油漆、二早酚、聚乙烯稳定剂、合成材料等。焦炉气是很好的气体燃料和宝贵的化工原料,可作为冶金工业燃料、民用煤气,也可以制作氨、粗苯、氢、甲烷、乙烯、硫化氢及各种化工产品。如果一个焦化厂每小时能生产 15000 立方米焦炉气作为化工原料,则一年可以生产 55000 吨尿素或 70000 吨硝铵,16000 吨甲醇,2500 吨乙烯。因此焦化厂焦炉气的综合利用对发展农业、冶金工业和化学工业都具有重要的意义。
煤气化:煤气化是在高温有氧的情况下,将煤中的有机质转变成为含有一氧化碳、沼气、氢气等煤气的过程。煤气是一种极好的工业和民用燃料,用煤气作燃料比直接烧煤的效率高一倍多,气体燃料还有一系列优点,如燃烧完全、使用和输送方便等。因此,煤气已广泛用于冶金工业,机械工业、化学工业、建筑材料工业以及城市中的民用燃料。煤气中的一氧化碳和氢气可合成甲醇、醛、酮、酸、饱和烃、烯烃、芳香烃、合成氨等,所以,煤气也是重要的有机化学工业原料。
煤气化有地面气化和地下气化。地面气化是利用煤气发生炉把煤变成煤气。地下气化是在地下直接把煤层燃烧气化,再把煤气从地下输送到地面利用。
在地面用煤和焦炭等固体原料生产煤气的方法很多,大体可归纳为两类。一类是固体原料的气化,将煤或焦炭在有高温和气化剂的条件下转化为气体。又根据气化所用的固体原料种类不同以及固体原料在气化炉中存在的状态不同,制气的方法又分为固定层气化法和沸腾层气化法两种。另一类是固体原料的干馏,它是煤的有机质热解为气体的方法,这是生产城市煤气的常用方法。
固定层气化法是气化的固体在煤气发生炉中基本是固定的。发生炉煤气的气化过程是在固定层煤气发生炉中进行的,从煤气发生炉的底部通入空气和少量的水蒸气,从炉顶加入煤或焦煤,使气体和煤在 700℃~ 800℃以上的高温下发生剧烈的化学反应生成煤气。发生炉煤气用于炼钢炉、玻璃窑炉、炼焦炉等的加热,也可与水煤气混合作为制造合成氨、甲醇的原料气。水煤气是水蒸气与炽热的无烟煤工焦煤作用的产物。水煤气是制造合成氨的主要原料气。
沸腾层气化法是从炉底以高速通入气化剂,使气化炉中的细粒状煤处于浮动的状态,很像液体的沸腾,故称为沸腾层气化法。沸腾层气化法是直接对小于 10 毫米的煤粒进行连续气化的方法。
煤液化:煤液化是把煤由固体状态变为液体状态的过程。煤液化可以是直接液化,也可以是间接液化。
煤的直接液化可以通过低温干馏和加氢液化。煤的加氢液化是将煤、催化剂和重油混合在一起,在 380℃~ 550℃的高温、200 ~ 700 个大气压高压氢之下,使煤中的有机质几乎全部转化为液体和气体产物,进一步加工得到汽油、柴油等液体燃料。低温干馏是将煤通过内热式发生炉变成焦油产物,进一步加工为液体燃料和化工产品。
煤的间接液化是将煤先进行气化,进一步加工成为液体燃料的过程。
煤化工:煤化工就是将煤制成化工产品的方法。煤制化工产品的方法很多。通常是把煤先进行气化或液化,再进一步加工成化工产品。也可以先把煤加工成电石,再转化成为化工产品。
煤的综合利用:煤中的有益元素很多,煤灰中可以提取锗、镓、铀、钒等重要的稀有分散元素、放射性元素,这些元素是国防工业的原料。煤中还共生具有巨大开发价值的煤层气。煤灰还可以制造水泥、改良土壤等。煤灰的综合利用是煤综合利用的一个重要方面。
煤中锗和镓的利用:锗是半导体和电子工业重要的原料之一。锗在地壳中很少呈单独矿物出现,主要作为伴生组分存在于铅锌矿和煤层中。锗的提取工艺简单,主要从煤灰中和烟尘中提取。煤中的锗一般品位不高,但分布广泛,是锗矿床的主要成矿类型。煤中的锗含量达到每吨煤中 20 克就可以回收。新疆的伊犁、青河等煤矿的煤层中都含有锗和镓。
煤中铀的利用:铀在煤中主要以含铀的有机化合物存在,是铀矿床的重要工业类型之一,一般要求煤中伴生铀的工业品位为 0.02%。煤中铀的富集一是在泥炭堆积阶段,含铀的水溶液注入泥炭沼泽后,被腐殖酸强烈吸附所致。二是地下水的淋滤作用把铀带到煤层中。铀在煤中的富集主要是由于腐殖酸吸附铀离子变为金属有机络合物,或者作为还原剂把铀离子转变为不溶状态,固定于有机组分中。铀通常也存在于煤层顶底板的砂岩中,局部可富集出现。新疆的侏罗纪含煤地层常出现铀的富集区,在伊犁南部、吐鲁番地区等地的含煤地层中,铀的含量已达到工业品位。目前,利用地浸法开采煤系地层的低品位铀取得很好的效果。
煤中钒的利用:钒主要用于钢铁工业炼制优质合金。自然界钒的分布很分散,常与其他元素伴生形成含钒矿床。钒在煤系地层中的富集,与海生浮游生物和底栖生物成因的有机质密切相关,所以由浅海藻类聚集形成的腐泥煤中钒含量较高。钒在煤层中主要呈金属有机络合物形式存在,一般来说有机质含量越高钒含量就越富集。煤系地层中有时存在含钒砂岩,钒和铀经常共生形成钒钾铀矿。
煤层气的开发利用,近些年无论在国际上还是在国内,都发展得很快,可以说一个新兴的产业正在兴起,将在能源结构中占有很重要地位。这里只提一下,将煤的情况讲完后专门详细介绍。
(三)开采煤要注意保护资源和环境
煤是不可再生资源,用完了就没有了,因此要十分珍惜爱护煤炭资源。煤的开采要合理规划、统筹安排;选择先进合理的采煤方法,提高煤资源回收率,充分利用薄煤层;以科学发展观为指导,建立循环经济产业链,充分地利用煤炭资源的各种使用效能,提高煤的利用效率。
煤的开采利用对环境会产生一定的影响,因此在开采和利用煤炭资源时要特别注意环境的保护。煤矿开采中由于地下挖空塌陷,常会在地面上形成裂缝、塌陷坑、岩体滑移、山体滑坡等地质灾害,对森林、草原和农田造成危害甚至造成严重破坏;煤矿开采排出的瓦斯、二氧化碳和一氧化碳等废气能污染大气,增加温室效应;排出的硫化氢气体还可以形成酸雨,对人、生物、农作物产生严重危害;排出的废水可以污染环境及地下水;排出的粉尘、矸石可以污染大气、周围环境。炼焦排放的煤烟、工业锅炉和民用锅炉排放的烟尘可以污染大气;煤液化、煤化工也能形成大量废气和废水,污染环境。但是,上述煤开采利用中存在对环境的各种不利影响和危害,只要采取切实有效的措施,是可以大大降低其影响程度的,甚至可以完全避免其危害。关键是在开采和利用煤矿时要牢固地树立环境意识,要把保护环境贯穿在开采利用的全过程,采取切实有效的措施,防止对环境的影响和危害,做到煤尽其用,物有所归,环境良好,人与自然和谐相处。
镍是稀贵金属吗
镍不是是稀贵金属,稀贵金属是稀有金属和贵金属的统称。
镍在地核中含镍最高,是天然的镍铁合金。镍近似银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素,它能够高度磨光和抗腐蚀,属于亲铁元素。
稀有金属通常指在自然界中含量较少或分布稀散的金属。
贵金属主要是指:金、银和铂族金属(铂、钯、铑、钌、铱、锇)。
中国镍矿分布就大区来看,主要分布在西北、西南和东北,其保有储量占全国总储量的比例分别为76.8%、12.1%、4.9%。
中国镍资源储量巨大,仅次于加拿大萨德伯里镍矿,居世界第二,。
扩展资料金属镍几乎没有急性毒性,一般的镍盐毒性也较低,但羰基镍却能产生很强的毒性。
羰基镍以蒸气形式迅速由呼吸道吸收,也能由皮肤少量吸收,前者是作业环境中毒物侵入人体的主要途径。
羰基镍在浓度为3.5μg/m3时就会使人感到有如灯烟的臭味,低浓度时人有不适感觉。
吸收羰基镍后可引起急性中毒,10分钟左右就会出现初期症状,如:头晕、头疼、步态不稳,有时恶心、呕吐、胸闷。
后期症状是在接触12至36小时后再次出现恶心、呕吐、高烧、呼吸困难、胸部疼痛等。
人的镍中毒特有症状是皮肤炎、呼吸器官障碍及呼吸道癌。
百度百科-稀贵金属
百度百科-镍
硫化钠形成过程
硫化钠,又称臭碱、臭苏打、硫化碱,外文名 sodium sulfide为无机化合物,呈无色结晶粉末,吸潮性强,易溶于水,水溶液呈强碱性。触及皮肤和毛发时会造成灼伤,故硫化钠俗称硫化碱。露置在空气中时,硫化钠会放出有蛋气味的有毒硫化氢气体。工业硫化钠因含有杂质其色泽呈粉红色、棕红色、土**。
硫化钠化学分子式 Na2S 分子量 78.045 CAS登录号 1313-82-2 EINECS登录号 215-211-5 熔 点 950 ℃ 水溶性 186 g/L (20℃) 密 度 1.86 g/cm? 外 观 无色结晶粉末 安全性描述 S26-S45-S61 危险性符号 R31;R34;R50 危险性描述 腐蚀性 UN危险货物编号 1849
生产简史
中国硫化钠起源于20世纪30年代,最早由辽宁大连一家化工厂开始小规模的生产,进入20世纪80年代至90年代中期,随着国际化工工业的蓬勃发展,中国硫化钠产业发生了根本性转变,生产厂家和规模剧增,发展迅猛。由山西运城为中心的硫化钠生产区域快速扩展到了云南、新疆、内蒙古、甘肃、青海、宁夏、陕西等10几个省市和地区。全国年生产能力由80年代末的42万吨猛增到90年代中期的64万吨。其产量发展速度最快的是中国西北的内蒙古、甘肃、新疆地区。而内蒙古的生产能力已达20万吨,一跃成为中国最大的硫化钠产品生产基地。
制备方法
1、煤粉还原法,将芒硝与煤粉按100:(21~22.5)(重量比)配比混合于800~1100℃高温下煅烧还原,生成物经冷却后用稀碱液热溶成液体,静置澄清后,把上部浓碱液进行浓缩,即得固体硫化钠。经中转槽、制片(或造粒)制得片(或粒)状硫化钠产品
化学反应方程式:Na2SO4+2C→Na2S+2CO2
2、吸收法,用380~420 g/L氢氧化钠溶液吸收含H2S>85%硫化氢废气,所得产物经蒸发浓缩,制得硫化钠成品。
化学反应方程式:H2S+2NaOH→Na2S+2H2O
3、硫化钡法,用硫酸钠与硫化钡进行复分解反应制沉淀硫酸钡时可以副产得到硫化钠。其
化学反应方程式:BaS+Na2SO4→Na2S+BaSO4↓
4、气体还原法,在有铁催化剂存在下,将氢气(或一氧化碳、发生炉煤气、甲烷气)在沸腾炉中与硫酸钠进行反应,可制得优质无水颗粒状硫化钠(含Na2S 95%~97%)。
化学反应方程式:
Na2SO4+4CO→Na2S+4CO2
Na2SO4+4H2→Na2S+4H2O
5、生产方法,精制法以生产沉淀硫酸钡过程中副产的浓度为4%左右的硫化钠溶液为原料,用泵打入双效蒸发器蒸浓至23%后,进人搅拌罐脱铁、除碳处理后,用泵打入蒸发器(用纯镍材制造)蒸发碱液达到浓度,送到滚筒水内冷却式制片机制成后,经筛选、包装而得成品。
应用领域
1、染料工业中用于生产硫化染料,是硫化青和硫化蓝的原料。印染工业用作溶解硫化染料的助染剂。制革工业中用于水解使生皮脱毛,还用以配制多硫化钠以加速干皮浸水助软。造纸工业用作纸张的蒸煮剂。纺织工业用于人造纤维脱硝和硝化物的还原,以及棉织物染色的媒染剂。制药工业用于生产非那西丁等解热药。此外还用于制硫代硫酸钠、硫氢化钠、多硫化钠等。
2、在铝及合金碱性蚀刻溶液中添加适量的硫化钠可明显改善蚀刻表面质量,同时也可用于碱性蚀刻液中锌等碱溶性重金属杂质的去除。
3、硫化钠还可用于直接电镀中导电层的处理,通过硫化钠与钯反应生成胶体硫化钯来达到在非金属表面形成良好导电层的目的。
4、用作缓蚀剂。也是硫代硫酸钠、多硫化钠、硫化染料等的原料。
5、用于制造硫化染料,皮革脱毛剂,金属冶炼,照相,人造丝脱硝等。
钽简介及详细资料
物理性质
一种金属元素。硬度适中 ,富有延展性。
元素信息 钽的性质CAS号:7440-25-7
系列:过渡金属。
相对原子质量:180.947 88 (12C = 12.0000)
密度16650 kg/m3 16.654 g/cm3
硬度6.5
元素分区5族,6,d
颜色: 蓝灰色
价电子排布:[氙]4f5d6s
原子体积:(立方厘米/摩尔)
10.90
元素在海水中的含量:(ppm) 0.000002
钽铁矿地壳中含量: 1(ppm)
2
氧化态:
Main Ta+5
Other Ta-3, Ta-1, Ta+1, Ta+2, Ta+3
晶体结构:晶胞为体心立方晶胞,每个晶胞含有2个金属原子。
晶胞参数:
a = 330.13 pm
b = 330.13 pm
c = 330.13 pm
α = 90°
钽条β = 90°
γ = 90°
维氏硬度(电弧熔炼并冷作硬化):230HV
维氏硬度(再结晶退火):140HV
维氏硬度(经一次电子束熔炼):70HV
维氏硬度(经二次电子束熔炼):45-55HV
熔点:2995℃
声音在其中的传播速率:(m/S) 3400
电离能 (kJ /mol)
M - M+ 761
M+ - M2+ 1500
M2+ - M3+ 2100 M3+ - M4+ 3200
M4+ - M5+ 4300
钽电容发现人:1802年由瑞典化学家安德斯·古斯塔法·埃克博格发现。
元素命名: 埃克博格根据古希腊神话中中第比斯城皇后尼奥比的父亲坦塔罗斯的名字命名了该元素。
来源:主要存在于钽铁矿中,同铌共生。
还可以用做电子元件的电容。
元素概述化学符号Ta,钢灰色金属,在元素周期表中属VB族,原子序数73,原子量180.9479,体心立方晶体,常见化合价为+5。
钽是由瑞典化学家埃克贝里 (A.G.Ekeberg)在1802年发现的,按希腊神话人物Tantalus(坦塔罗斯)的名字命名为 tantalum。1903年德国化学家博尔顿(W.von Bolton)首次制备了塑性金属钽用作灯丝材料。1940年大容量的钽电容器出现,并在军用通信中广泛套用。第二次世界大战期间,钽的需要量剧增。50年代以后,由于钽在电容器、高温合金、化工和原子能工业中的套用不断扩大,需要量逐年上升,促进了钽的提取工艺的研究和生产的发展。中国于60年代初期建立了钽的冶金工业。
钽的硬度较低,并与含氧量相关,普通纯钽,退火态的维氏硬度仅有140HV 。它的熔点高达2995℃ ,在单质中 ,仅次于碳,钨,铼和锇,位居第五。钽富有延展性,可以拉成细丝式制薄箔。其热膨胀系数很小。每升高一摄氏度只膨胀百万分之六点六。除此之外,它的韧性很强,比铜还要优异。
化学性质钽还有非常出色的化学性质,具有极高的抗腐蚀性,无论是在冷和热的条件下,对盐酸、浓硝酸及"王水"都不反应。但钽在热的浓硫酸中能被腐蚀,在150℃以下,钽不会被浓硫酸腐蚀,只有在高于此温度才会有反应,在175度的浓硫酸中1年,被腐蚀的厚度为0.0004毫米,将钽放入200℃的硫酸中浸泡一年,表层仅损伤0.006毫米。在250度时,腐蚀速度有所增加,为每年被腐蚀的厚度为0.116毫米,在300度时,被腐蚀的速度则更加快,浸泡1年,表面被腐蚀1.368毫米。在发烟硫酸(含15%的SO3)腐蚀速度比浓硫酸中更加严重,在130度的该溶液里浸泡1年,表面被腐蚀的厚度为15.6毫米。钽在高温下也会被磷酸腐蚀,但该反应一般在150度以上才发生,在250度的85%的磷酸中,浸泡1年,表面被腐蚀20毫米,另外,钽在氢氟酸和硝酸的混酸中能迅速溶解,在氢氟酸中也能被溶解。但是钽更害怕强碱,在110度40%浓度的烧碱溶液里,钽会被迅速溶解,在同样浓度的氢氧化钾溶液中,只要100度就会被迅速溶解。除上面所述情况外,一般的无机盐在150度以下一般不能腐蚀钽。实验证明,钽在常温下,对碱溶液、氯气、溴水、稀硫酸以及其他许多药剂均不起作用,仅在氢氟酸和热浓硫酸作用下有所反应。这样的情况在金属中是比较罕见的。
但高温下,钽表面的氧化膜被破坏,因此能与多种物质反应,常温下钽能与氟反应。在150度时,钽对氯溴碘均呈惰性,在250度时,钽对干燥的氯气仍然有抗腐蚀能力,在含有水蒸气的氯气中加热到400度,仍然能保持光亮,在500度则开始被腐蚀,在300度以上钽与溴反应,对碘蒸汽则当温度达到赤热之前均呈惰性。氯化氢在410度时和钽反应,生产五氯化物,溴化氢则在375度与钽反应。当加热到200度或者更低的温度下,S能与Ta作用,碳及烃类在800-1100度与钽作用。
元素套用钽所具有的特性,使它的套用领域十分广阔。在制取各种无机酸的设备中,钽可用来替代不锈钢,寿命可比不锈钢提高几十倍。此外,在化工、电子、电气等工业中,钽可以取代过去需要由贵重金属铂承担的任务,使所需费用大大降低。 钽被制造成了电容装备到军用设备中。美国的军事工业异常发达,是世界最大出口商。世界上钽金属的产量一半被用在钽电容的生产上,美国国防部后勤署则是钽金属最大的拥有者,曾一度买断了世界上三分之一的钽粉。
主要吸收线及其主要参数:
λ/nm
f
W
F
S*
CL
G
271.5
0.055
0.2
N-A
30
1.0
260.9(D)
0.2
N-A
23
2.1
265.7
0.2
N-A
2.5
293.4
0.2
N-A
2.5
255.9
0.2
N-A
2.5
264.8
0.2
N-A
x
265.3
0.2
N-A
2.7
269.8
0.2
N-A
2.7
275.8
0.2
N-A
3.1
277.6
0.2
N-A
58
λ:波长
f:振子强度
W:单色器光谱通带
N-A(氧化亚氮-乙炔焰)
S*:元素的特征浓度(1%吸收灵敏度)
CL:元素的检测极限
R·S:同一元素主要吸收线间的相对灵敏度
F:火焰类型
资源简介钽是稀有金属矿产资源之一,是电子工业和空间技术发展不可缺少的战略原料。
钽和铌的物理化学性质相似,因此共生于自然界的矿物中。划分钽矿或铌矿主要是根据矿物中钽和铌的含量,铌含量高时称为铌矿,钽含量高时则称为钽矿。铌主要用于制造碳钢、超级合金、高强度低合金钢、不锈钢、抗热钢及合金钢;钽则主要用于电子原器件及合金的生产。钽铌矿物的赋存形式和化学成分复杂,其中除钽、铌外,往往还含有稀土金属、钛、锆、钨、铀、钍和锡等。钽的主要矿物有:钽铁矿[(Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6]、重钽铁矿(FeTa2O6)、细晶石[(Na,Ca)Ta2O6(O,OH,F)]和黑稀金矿[(Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6]等。炼锡的废渣中含有钽,也是钽的重要资源。已查明世界的钽储量(以钽计)约为134000短吨,萨伊占首位。1979年世界钽矿物的产量(以钽计)为 788短吨(1短吨=907.2公斤)。中国从含钽比较低的矿物中提取钽的工艺,取得了成就 。
电容器是钽的主要最终消费领域,约占总消费量的60%。美国是钽消费量最大的国家,1997年消费量达500吨,其中60%用于生产钽电容器。日本是钽消费的第二大国,消费量为334吨。21世纪初,随着电容器生产的发展迅速,市场供不应求。预计,世界钽电容器的生产量达2.50亿件,需消费钽1000吨。据美国地质调查局的统计,钽在地壳中的自然储量为15万吨,可开采储量超过4.3万吨。2004年,世界钽开采量为1510吨, 其中,澳大利亚730吨,莫三比克280吨,巴西250吨,加拿大69吨,刚果60吨。 中国资源量,主要分布在江西、福建、新疆、广西、湖南等省。从未来发展的需求看,电容器仍是钽的主要套用领域。如果按储量基础24000吨计算,也只能保证24年的需求。尽管如此,钽资源的前景仍然是看好的。首先,在世界十分丰富的铌矿床中,伴生有大量的钽资源。其中,格陵兰南部加达尔铌、钽矿的钽资源量就达100万吨。其次,西方已开始利用含Ta2O5 3%以下的大量锡炉渣。此外,代用品的研究和利用也有了很快的发展,如铝和陶瓷在电容器领域代替钽;矽、锗、铯可在电子仪器用途上,代替钽制造整流器等。
性质用途钽的线胀系数在0~100℃之间为6.5×10-6K-1,超导转变临界温度为4.38K,原子的热中子吸收截面为21.3靶恩。
在低于150℃的条件下钽是化学性质最稳定的金属之一。与钽能起反应的只有氟、氢氟酸、含氟离子的酸性溶液和三氧化硫。在室温下与浓碱溶液反应,并且溶于熔融碱中。致密的钽在200℃开始轻微氧化,在280℃时明显氧化。钽有多种氧化物,最稳定的是五氧化二钽(Ta2O5)。钽和氢在250℃以上生成脆性固溶体和金属氢化物如:Ta2H,TaH,TaH2,TaH3。在800~1200℃的真空下,氢从钽中析出钽又恢复塑性。钽和氮在300℃左右开始反应生成固溶体和氮化合物;在高于2000℃和高真空下,被吸收的氮又从钽中析出。钽与碳在高于2800℃下以三种物相存在:碳钽固溶体、低价碳化物和高价碳化物。钽在室温下能与氟反应,在高于250℃时能与其他卤素反应,生成卤化物。
元素用途钽在酸性电解液中形成稳定的阳极氧化膜,用钽制成的电解电容器,具有容量大、体积小和可靠性好等优点,制电容器是钽的最重要用途,70年代末的用量占钽总用量2/3以上。钽也是制作电子发射管、高功率电子管零件的材料。钽制的抗腐蚀设备用于生产强酸、溴、氨等化学工业。金属钽可作飞机发动机的燃烧室的结构材料。钽钨、钽钨铪、钽铪合金用作火箭、飞弹和喷气发动机的耐热高强材料以及控制和调节装备的零件等。钽易加工成形,在高温真空炉中作支撑附属档案、热禁止、加热器和散热片等。钽可作骨科和外科手术材料,例如用钽条替代人体中的骨头肌肉还会在钽条上生长,所以它有一个"亲生物金属"。碳化钽用于制造硬质合金。钽的硼化物、矽化物和氮化物及其合金用作原子能工业中的释热元件和液态金属包套材料。氧化钽用于制造高级光学玻璃和催化剂。1981年钽在美国各部门的消费比例约为:电子元件73%,机械工业19%,交通运输6%,其他2%。
制备方法冶炼方法:钽铌矿中常伴有多种金属,钽冶炼的主要步骤是分解精矿,净化和分离钽、铌,以制取钽、铌的纯化合物,最后制取金属。
矿石分解可采用氢氟酸分解法、氢氧化钠熔融法和氯化法等。钽铌分离可采用溶剂萃取法〔常用的萃取剂为甲基异丁基酮(MIBK)、磷酸三丁酯(TBP)、仲辛醇和乙酰胺等〕、分步结晶法和离子交换法。
分离:首先将钽铌铁矿的精矿用氢氟酸和硫酸分解钽和铌呈氟钽酸和氟铌酸溶于浸出液中,同时铁、锰、钛、钨、矽等伴生元素也溶于浸出液中,形成成分很复杂的强酸性溶液。钽铌浸出液用甲基异丁基酮萃取钽铌同时萃入有机相中,用硫酸溶液洗涤有机相中的微量杂质,得到纯的含钽铌的有机相洗液和萃余液合并,其中含有微量钽铌和杂质元素,是强酸性溶液,可综合回收。纯的含钽铌的有机相用稀硫酸溶液反萃取铌得到含钽的有机相。铌和少量的钽进入水溶液相中然后再用甲基异丁基酮萃取其中的钽,得到纯的含铌溶液。纯的含钽的有机相用水反萃取就得到纯的含钽溶液。反萃取钽后的有机相返回萃取循环使用。纯的氟钽酸溶液或纯的氟铌酸溶液同氟化钾或氯化钾反应分别生成氟钽酸钾(K2TaF7)和氟铌酸钾(K2NbF7)结晶,也可与氢氧化铵反应生成氢氧化钽或氢氧化铌沉淀。钽或铌的氢氧化物在900~1000℃下煅烧生成钽或铌的氧化物。
钽的制取:
①金属钽粉可采用金属热还原(钠热还原)法制取。在惰性气氛下用金属钠还原氟钽酸钾:K2TaF7+5Na─→Ta+5NaF+2KF。反应在不锈钢罐中进行,温度加热到900℃时,还原反应迅速完成。此法制取的钽粉,粒形不规则,粒度细,适用于制作钽电容器。金属钽粉亦可用熔盐电解法制取:用氟钽酸钾、氟化钾和氯化钾混合物的熔盐做电解质把五氧化二钽(Ta2O5)溶于其中,在750℃下电解,可得到纯度为99.8~99.9%的钽粉。
②用碳热还原Ta2O5亦可得到金属钽。还原一般分两步进行:首先将一定配比的Ta2O5和碳的混合物在氢气氛中于1800~2000℃下制成碳化钽(TaC),然后再将TaC和Ta2O5按一定配比制成混合物真空还原成金属钽。金属钽还可采用热分解或氢还原钽的氯化物的方法制取。致密的金属钽可用真空电弧、电子束、等离子束熔炼或粉末冶金法制备。高纯度钽单晶用无坩埚电子束区域熔炼法制取。
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