铼资源储量分布和产量情况
【铼资源分布情况】
- 铼是一种稀散金属,在地壳中的含量为10^(-7)%。铼多以微量伴生于钼、铜、铅、锌、铂、钽、铌、稀土等矿物中,很难单独利用。具有经济价值的提铼的原料为辉钼矿和铜精矿,其中辉钼矿为铼的主要来源。一般辉钼精矿中铼的含量在0.001%-0.031%之间。但从斑岩铜矿选出的钼精矿含铼可达0.16%。2006年,俄罗斯宣布俄国家有色金属科研所专家在南千岛群岛的伊图鲁普岛上发现了储量丰富的纯铼矿,这是迄今为止世界上发现的首处纯铼矿。
- 铼矿床类型
- 重要的含铼矿床类型有:①斑岩铜矿和斑岩钼矿;②热液成因的铀-钼矿床;③含钼、钒的含铜页岩及硫质-硅质页岩矿床。铼主要伴生于斑岩型铜(钼)矿床和斑岩型钼矿床中;其次则产于砂页岩铜矿(如哈萨克斯坦杰兹卡兹甘砂岩铜矿)和砂岩型铀矿床(如美国科罗拉多高原含铀(钪)砂岩矿床)。目前铼主要是从钼精矿中提取。
- 全球铼储量情况
- 全球铼资源主要分布在美洲和欧洲。根据美国地质调查局2015年发布的数据,全球铼探明资源储量约为1100吨,其中美国铼探明资源储量约为500吨,其他国家为600吨。
- 全球铼资源量约为2500吨,智利的铼资源量最为丰富,为1300吨,其次为美国(390吨)、俄罗斯(310吨)、哈萨克斯坦(190吨)、亚美尼亚(95吨)、秘鲁(45吨)以及加拿大(32吨),世界其他国家铼资源储量的总和约为91吨。
【铼的产量】
- 根据美国地址调查局2015年发布的数据,2014年全球铼产量约为48.8吨,比2013年的48.9吨略有下滑。智利为铼的最大生产国,2014年铼产量(26吨)约占全球产量的53%,其次为美国(7.9吨)、波兰(7.6吨)、乌兹别克斯坦(5.0吨)和亚美尼亚(0.3吨)。
- 美国是全球最大的铼消费国,智利和波兰则是美国铼金属的主要供应国。
【我国铼资源分布及产量情况】
- 截止2003年,我国铼资源的保有储量为237吨,铼矿有11处,分布在陕西(占全国铼储量的44.3%)、黑龙江(31.6%)、河南(12.7%)、湖南、湖北、辽宁、广东、贵州和江苏9省。我国铼资源几乎全部伴生于钼矿床中,主要分布在陕西金堆城钼矿、河南栾川钼矿、吉林大黑山钼矿和黑龙江多宝山铜(钼)矿等矿床中,这些矿床中铼的储量约占全国铼总储量的90%。
- 中国铼产量及需求情况
- 中国的铼产量不高,每年两吨左右,国内需求相应的不是很高,但这种状况即将改变。有业内人士估计,从2016年起中国的进口需求将达到每年4.5吨到5吨,其中一部分将用于储备。
铼的用途及应用领域
【铼的应用概况】
- 铼是一种稀有难熔金属,不仅具有良好的塑性、机械性和抗蠕变性能,还具有良好的耐磨损、抗腐蚀性能,对除氧气之外的大部分燃气能保持比较好的化学惰性。铼及其合金被广泛应用到航空航天、电子工业、石油化工等领域。美国地质调查局2013年发布的数据显示,高温合金为铼最大的消费领域,约占铼总消费量的80%,催化剂为铼的第二大消费领域。
【铼合金领域】
- 铼的全球储量很少,同时价格也比较昂贵,在应用上多采用含铼的合金。作为合金添加元素,铼能够大幅度改善、提高合金的性能。铼能与钨、钼、铂、镍、钍、铁、铜等多种金属形成一系列合金,其中铼钨、铼钼、铼镍系高温合金是铼的最重要的合金,被广泛应用到航空航天、电子等工业部门。
- 钨铼合金、钼铼合金
- 钨铼合金(W-Re alloy)是由钨和铼所组成的合金。一类为低铼合金,含铼在5%以下;另一类是高铼合金,含铼为20%~30%。铼也是稀散金属,资源较少,价格较贵,如非必要,应尽量采用不加铼或少加铼的钨合金。
- 以钼为基添加铼2%~5%的钼合金。铼加入钼,可改善钼的塑性和提高钼的强度,属固溶强化型合金。钼中加入35%铼,在室温下轧制变形量可达90%。钼铼合金的室温拉伸强度、延展性和电阻率随铼含量增加而增加。通常用Mo-5%Re和Mo-41%Re作热电偶丝材,作航空航天中结构材。Mo-50%Re作高温结构材料。
- 在钨和钼中加入适量的铼制成的钨铼合金和钼铼合金,不仅具有良好的塑性,可以加工成各种结构材料,还具有高硬度、高强度和耐高温等特性。钼铼合金常用于制造高速旋转的X光管靶材、微波通讯的长寿命栅板、空间反应堆堆芯加热管、高温炉发热体和高温热电偶等。钨铼合金则被广泛应用到高温技术、电真空工业、灯泡工业、原子能工业、分析技术、医疗和化工等领域,常用于制造特种电子管和彩色显像管的灯丝、高温部件、热电偶等。
- 镍铼合金
- 铼能够提高镍高温合金的蠕变强度,这类合金可用于制造喷气发动机的燃烧室、涡轮叶片及排气喷嘴等。铼镍合金是现代喷气引擎叶片、涡轮盘等重要结构件的核心材料。铼的使用既可提高镍基高温合金的性能;更可以制造出用于单晶叶片的合金。这两方面的作用都能使涡轮(尤其是高压涡轮)在更高温度下工作。这样的话,设计者就能加大涡轮压力,进而提高作业效率;或者发动机可以加快燃料燃烧的速度,进而产生更大的推力。此外,人们可以把作业温度维持在较低水平,扩大实际作业温度和涡轮机最高允许温度的差值,这样就能延长使用寿命。人们还可以兼顾两方面的考量,同时提高发动机的性能和耐用性。
- 铼与钨、钼或铂族金属所组成的合金或涂层材料,因其熔点高、电阻大、磁性强、稳定性好而被广泛应用于电子、航天工业。如制造特种白炽电灯泡的电灯丝、人造卫星和火箭的外壳、原子反应堆的防护板,用作超高温加热器以蒸发金属,在火箭、导弹上用作高温涂层用,宇宙飞船用的仪器和高温部件如热屏蔽、电弧放电、电接触器等都是利用铼的上述特性。
- 铼效应
- 铼能够同时提高钨、钼、铬的强度和塑性,人们把这种现象称为"铼效应"。如添加少量(3%~5%)的铼能够使钨的再结晶起始温度升高300℃~500℃——铼(Re)的上述作用被称为铼效应。W-Re和Mo-Re合金具有良好的高温强度和塑性,可加工成板、片、线、丝、棒,用于航天、航空的高温结构件(喷口、喷管、防热屏等)、弹性元件及电子元件等。
【催化剂】
- 铼及其化合物具有优异的催化活性(铼对很多化学反应具有高度选择性的催化功能),因而常被用作石油化工等领域的催化剂。
- 催化重整是石油炼制过程之一,是提高汽油质量和生产石油化工原料的重要手段。铼铂合金作为催化重整过程中的一种催化剂,能够提高重整反应的深度,增加汽油、芳烃和氢气等的产率。此外,铼还可用作汽车尾气净化的催化剂,而铼的硫化物则可用作为甲酚、木素等的氢化催化剂。
【铼的其他用途】
- 188Re和186Re同位素具有放射性,可用于肝癌的治疗。
- 铼在高温下十分稳定,耐磨损,且能够抵御电弧腐蚀,是很好触头材料。
- KReO4可用作制备彩色照相胶片的敏化剂等。