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鎵全球存儲量

發布時間: 2022-08-30 16:57:08

❶ 鎵能腐蝕金屬鎖嗎

鎵的熔點很低,30攝氏度時就成為了液態,液態的鎵就可以與其他金屬生成合金,能腐蝕金屬,鎵不能放在金屬容器中。

鎵是灰藍色或銀白色的金屬,符號Ga,原子量69.723。鎵的熔點很低,沸點很高。純液態鎵有顯著的過冷的趨勢,在空氣中易氧化,形成氧化膜。

由於鎵在地殼中的濃度很低.在地殼中占重量的0.0015%。它的分布很廣泛,但不以純金屬狀態存在,而以硫鎵銅礦(CuGaS2)形式存在,不過很稀少,經濟上也不重要。

鎵是閃鋅礦,黃鐵礦,礬土,鍺石工業處理過程中的副產品。

自然界中常以微量分散於鋁土礦、閃鋅礦等礦石中。由鋁土礦中提取製得。

在高溫灼燒鋅礦時,鎵就以化合物的形式揮發出來,在煙道里凝結,鎵常與銦和鉈共生。經電解、洗滌可以製得粗鎵,再經提煉可得高純度鎵。

(1)鎵全球存儲量擴展閱讀:

鎵在巴黎由布瓦博得朗於1875年發現。他在閃鋅礦礦石(ZnS)中提取的鋅的原子光譜上觀察到了一個新的紫色線。他知道這意味著一種未知的元素出現了。

布瓦博得朗沒有意識到的是它的存在和屬性,都已經被門捷列夫成功預言了,他的元素周期表顯示出在鋁下面有個間隙尚未被占據。他預測這種未知的元素原子量大約是68,它的密度是5.9g/cm³。

在1875年11月,布瓦博得朗提取並提純了這種新的金屬,並證明了它像鋁。在1875年12月,他向法國科學院宣布了它。

時下世界90%以上的原生鎵都是在生產氧化鋁過程中提取的,是對礦產資源的一種綜合利用,通過提取金屬鎵增加了礦產資源的附加值,提高氧化鋁的品質降低了廢棄物「赤泥」的污染,

因此非常符合當前低碳經濟以最小的自然資源代價獲取最大利用價值的原則。鎵在其它金屬礦床中的含量極低,經過一定富集後也只能達到幾百克/噸,因而鎵的提取非常困難,

另一方面,由於伴生關系,鎵的產量很難由於鎵價格上漲而被大幅拉動,因此,原生鎵的年產量極少,全球年產量不足300噸,是原生銦產量的一半,如果這種狀況不能得到改善,未來20-30年這些金屬鎵將會出現嚴重短缺。

參考資料來源:網路-鎵

❷ 哪一位知道黑龍江大興安嶺地區岔路口鉛鋅鉬礦目前開發進展是怎樣的

你可以和大興安嶺地區發改委聯系一下。

❸ 鎵是什麼為啥熱門了

[ jiā ]

鎵(Gallium)是灰藍色或銀白色的金屬,符號Ga,原子量69.723。鎵的熔點很低,但沸點很高。純液態鎵有顯著的過冷的趨勢,在空氣中易氧化,形成氧化膜。

基本信息

  • 中文名稱:鎵

  • 外文名稱:Gallium

  • 元素符號:Ga

  • 原子量:69.723

  • 發現人:布瓦博得朗

  • CAS號:7440-55-3

  • 原子序數:31

  • 每層電子排布:2,8,18,3

  • 密度(20℃):5.91g/cm³

  • 熔點:29.8℃

  • 密度(25℃):5.904g/cm³

  • EINECS號:231-163-8

  • 危險品運輸號:UN 3264 8/PG 3

  • 沸點:2403℃

  • 發現時間:公元1875年

  • 鎵在地殼中的濃度很低。在地殼中占總量的0.0015%。它的分布很廣泛,但不以純金屬狀態存在,而以硫鎵銅礦(CuGaS2)形式存在,不過很稀少,經濟上也不重要。鎵是閃鋅礦、黃鐵礦、礬土、鍺石工業處理過程中的副產品。

    自然界中常以微量分散於鋁土礦、閃鋅礦等礦石中。由鋁土礦中提取製得。在高溫灼燒鋅礦時,鎵就以化合物的形式揮發出來,在煙道里凝結,鎵常與銦和鉈共生。經電解、洗滌可以製得粗鎵,再經提煉可得高純度鎵。

    時下世界90%以上的原生鎵都是在生產氧化鋁過程中提取的,是對礦產資源的一種綜合利用,通過提取金屬鎵增加了礦產資源的附加值,提高氧化鋁的品質降低了廢棄物"赤泥"的污染,因此非常符合當前低碳經濟以最小的自然資源代價獲取最大利用價值的原則。鎵在其它金屬礦床中的含量極低,經過一定富集後也只能達到幾百克/噸,因而鎵的提取非常困難,另一方面,由於伴生關系,鎵的產量很難由於鎵價格上漲而被大幅拉動,因此,原生鎵的年產量極少,全球年產量不足300噸,是原生銦產量的一半,如果這種狀況不能得到改善,未來20-30年這些金屬鎵將會出現嚴重短缺。

    物理性質

    淡藍色金屬,在29.76℃時變為銀白色液體。液態鎵很容易過冷即冷卻至0℃而不固化。微溶於汞,形成鎵汞齊。鎵能浸潤玻璃,故不宜使用玻璃容器存放。

    受熱至熔點時變為液體,再冷卻至0℃而不固化,由液體轉變為固體時,其體積約增大3.2%。硬度1.5~2.5。常溫時鎵在乾燥空氣中穩定。

    很容易水解,尤其是在生理學的pH值下。純鎵是銀白色的,可以浸潤玻璃,沸點很高,在大約1500℃時有很低的蒸汽壓。

    熔點: 29.76℃ ;沸點:2403℃ ;密度 5.904g/cm³

    化學性質

    外圍電子排布4s4p,位於第四周期第ⅢA族。

    在潮濕空氣中氧化,加熱至500℃時著火。室溫時跟水反應緩慢,跟沸水反應劇烈生成氫氧化鎵放出氫氣。加熱時溶於無機酸或苛性鹼溶液。能跟鹵素、硫、磷、砷、銻等反應。

    鎵在乾燥空氣中較穩定並生成氧化物薄膜阻止繼續氧化,在潮濕空氣中失去光澤。與鹼反應放出氫氣,生成鎵酸鹽。能被冷濃鹽酸浸蝕,對熱硝酸顯鈍性,高溫時能與多數非金屬反應;溶於酸和鹼中,鎵在化學反應中存在+1、+2和+3化合價,其中+3為其主要化合價。鎵的活動性與鋅相似,卻比鋁低。鎵是兩性金屬,既能溶於酸(產生Ga)也能溶於鹼。鎵在常溫下,表面產生緻密的氧化膜阻止進一步氧化。加熱時和鹵素、硫迅速反應,和硫的反應按計量比不同產生不同的硫化物。

    生理學:還沒有發現鎵有生理微量元素的功能。和鋁一樣,它只通過腸道很微量的吸收。可以利用三氧化二鎵在老鼠、家鼠、狗肺部沉積的數據。

    皮下注射鎵後,鎵在組織中的分布模式是定時的,這和靜脈注射很相似。鎵在組織中的分布模式取決於攝入鎵的劑量。主要的排泄渠道是尿液。癌症患者對鎵的清理分為兩階段,半衰期分別為87分鍾和24.5小時。

    鎵的毒性是和生物的種類相關的。在服用濃度高於750mg/kg時才會表現出對人腎臟的毒性。對老鼠的實驗表明,鎵會導致鎵,鈣和磷酸鹽在腎中的沉積,這會堵塞腎腔。

    分析化學:Dymov和Savostin曾對鎵的分析化學作了全面的回顧。由於鎵在環境中的濃度很低,靈敏度是選擇探測方法時的主要問題。由於這個原因,最常用熒光計和中子活化法。可以在測量前對樣品進行濃縮,例如,通過溶劑提取,提高了靈敏度,但增加了勞動量。8-羥基醌常用於生物材料中鎵的熒光測定法。水楊醛二氯腙化碳作為熒光物質,使探測極限降到了2ng/L。pyrrolidinecarbodithioate和二乙基二硫代氨基甲酸鹽的混合物用於在中子活化法前提取鎵。鎵的探測極限可以達到1ng/L。

    原子序數:31

    原子量:69.72

    共價半徑:125皮米

    離子半徑:82皮米

  • 第一電離能

  • 578.8kJ/mol

  • 電負性

  • 1.6

  • 毒理性質:鎵的毒性是和生物的種類相關的。在一項研究中,老鼠的LD50大於220mg/kg,狗的只有18mg/kg。狗的死亡是由於腎功能的衰竭。

    鎵和鎵的化合物有微弱的毒性,但是沒有任何文獻表明鎵有生殖毒性。相反,硝酸鎵可以用於治療某些疾病。鎵容易附著到桌面、手、還有手套上留下黑色的斑跡。

    折疊編輯本段應用領域

    折疊工業用途

    製造半導體氮化鎵、砷化鎵、磷化鎵、鍺半導體摻雜元;純鎵及低熔合金可作核反應的熱交換介質;高溫溫度計的填充料;有機反應中作二酯化的催化劑。

    鎵的工業應用還很原始,盡管它獨特的性能可能會應用於很多方面。液態鎵的寬溫度范圍以及它很低的蒸汽壓使它可以用於高溫溫度計和高溫壓力計。鎵化合物,尤其是砷化鎵在電子工業已經引起了越來越多的注意。沒有能利用的精確的世界鎵產量數據,但是臨近地區的產量只有20噸/年。

    鎵-68會發射正電子,可以用於正電子斷層成像。

    鎵銦合金可用於汞的替代品。

    折疊醫學應用

    在觀察到癌組織對67Ga有吸引力之後,美國國家癌症學會指出穩定的鎵對於嚙齒動物的腫瘤很有療效。這曾在癌症病人身上試驗過。當服用劑量為750mg/kg時,鎵對人的腎臟有害。不停的灌輸鎵的配製葯品可以降低鎵對腎小管的毒性。

    折疊編輯本段制備方法

    可由鋁土礦或閃鋅礦中提取。 最後經電解製得純凈鎵。

    主要從煉鋅廢渣和煉鋁廢渣中回收提取。

    工業生產以工業級金屬鎵為原料,用電解法、減壓蒸餾法、分步結晶法、區域熔融法進一步提純,製得高純鎵。 電解法 以99.99%的工業級金屬鎵為原料,經電解精煉等工藝,製得高純鎵的純度≥99.999%。以≥99.999%的高純鎵為原料,經拉制單晶或其他提純工藝進一步提純,製得高純鎵的純度≥99.99999%。

    折疊編輯本段儲存方法

    由於液態鎵的密度高於固體密度,凝固時體積膨脹,而且熔點很低,儲存時會不斷地熔化凝固。所以使用玻璃儲存會撐破瓶子和浸潤玻璃造成浪費,鎵適合使用塑料瓶(不能盛滿) 儲存。

    折疊編輯本段最新研發

    2014年9月23日,美國北卡羅來納州一個科研團隊日前研發出一種可進行自我修復的變形液態金屬,距離打造"終結者"變形機器人的目標更進一步。

    科學家們使用鎵和銦合金合成液態金屬,形成一種固溶合金,在室溫下就可以成為液態,表面張力為每米500毫牛頓。這意味著,在不受外力情況下,當這種合金被放在平坦桌面上時會保持一個幾乎完美的圓球不變。當通過少量電流刺激後,球體表面張力會降低,金屬會在桌面上伸展。這一過程是可逆的:如果電荷從正轉負,液態金屬就會重新成為球狀。更改電壓大小還可以調整金屬表面張力和金屬塊粘度,從而令其變為不同結構。

    北卡羅來納州立大學副教授邁克爾·迪基(Michael Dickey)說:"只需要不到一伏特的電壓就可改變金屬表面張力,這種改變是相當了不起的。我們可以利用這種技術控制液態金屬的活動,從而改變天線形狀、連接或斷開電路等。"

    此外,這項研究還可以用於幫助修復人類切斷的神經,以避免長期殘疾。研究人員宣稱,該突破有助於建造更好的電路、自我修復式結構,甚至有一天可用來製造《終結者》中的T-1000機器人。

❹ 煤和含煤岩系中潛在的共伴生礦產資源

———一個值得重視的問題

摘 要 煤是一種具有高度還原障和吸附障性能的有機岩和礦產,在特定的地質條件下,可以富集一些有益金屬元素,並達到成礦的規模。綜合國內外一些研究資料,論述了煤和含煤岩系中有益金屬鈮、鎵、錸、鈧的豐度、賦存狀態、地質成因以及利用的可能性。煤中稀有金屬元素富集或成礦的研究,是煤地球化學和礦床地球化學重要內容之一,值得進一步加強。

任德貽煤岩學和煤地球化學論文選輯

煤的微量元素組成中有一些珍貴的有益元素,有的已富集成相當規模的共伴生礦床,日益受到重視。例如,在哈薩克、吉爾吉斯斯坦和新疆伊犁、吐-哈等侏羅紀含煤盆地中,都發現了煤層頂板砂岩層及部分煤層中共生的大型鈾礦床,其中有的已形成生產能力。又如,在雲南臨滄、內蒙古烏蘭圖嘎礦區和俄羅斯濱海邊區所發現的中、新生代大型褐煤—鍺礦床,這些礦床的主要特徵見於眾多文獻[1~8]

近年在煤中又陸續發現了高度富集的鎵、鈮、錸、鈧等稀有金屬元素以及稀土元素和銀、金、鉑族元素等貴金屬元素。這些高含量的煤中微量元素,不少都是潛在的重要戰略礦產資源,或者是經濟上可回收利用的煤加工的副產品。加強對其勘查,深入研究其賦存狀態和富集規律,有利於充分、合理利用煤炭資源及共伴生的礦產資源,發展循環經濟。

本文綜合文獻及已知信息,僅就鈮、鎵、錸、鈧等元素,簡述如下。

一、鈮(Nb)

鈮是一種抗蝕性強的高熔點的稀有金屬,其合金超耐熱、超輕,可用作導彈、火箭和航空航天發動機的重要材料,也是重要的超導材料,是世界上需求量較多的稀有金屬。地殼中鈮的克拉克值為21μg/g,據Ketris和Yudovich[9],全球煤中鈮的平均含量為3.7μg/g。俄羅斯學者Середин建議當煤中鈮含量≥300μg/g時,可作為伴生有用礦產評價[6]

煤中鈮的異常可能是同生的,主要是與風化殼共生的煤往往富含鈮,在表生帶條件下,鈮可與有機酸結合,如在含黃腐酸的溶液中有含鈮礦物粉末,在4、5個月中可使溶液含鈮達1mg/L即高出自然水中的幾百倍。

其次,當煤層中有酸性火山碎屑蝕變的tonstein時,亦會與其相鄰的煤中鈮富集,Hower等報導美國肯塔基州東部FireClay煤層的tonstein夾矸層上下分層的煤中鈮含量異常高,分別達到55~88μg/g和76~150μg/g[10]

煤中鈮的異常亦可能是受含金屬熱液的影響,Seredin報道[11],俄羅斯遠東地區一個地塹型始新世褐煤,由於受富含鈮的碳酸型熱液的改造,使煤中鈮含量達60μg/g。

世界上一些煤中富含鈮,俄羅斯庫茲涅茨煤田二疊紀煤中鈮含量可達30~50μg/g,而煤灰中達180~360μg/g,米努辛斯克石炭—二疊紀煤田伊塞克斯煤產地30號煤層中鈮含量為90μg/g,而煤灰中鈮含量為580μg/g。波蘭日塔夫煤田兩層厚達90m和22m的中新世褐煤中富集鈮,其煤灰中鈮含量超過200μg/g[6,12,13]

廣西合山上二疊統煤中鈮含量均值為50μg/g,其中柳花嶺礦4煤層1.1m厚的上分層煤中含鈮126μg/g,換算成煤灰中含鈮689μg/g[14]。據Dai等,貴州織金煤田上二疊統34號煤層鈮含量的均值為64μg/g,大方煤田上二疊統3號煤層鈮含量為80μg/g[15~17]

Spears和Zheng[18]對英國主要煤田煤的分析表明,伊利石是煤中鈮的主要載體。劉大錳等[19]對山西安太堡礦的分析,也得出了相似的結論。俄羅斯庫茲涅茨煤田煤中鈮主要富集在燒綠石和鉭鐵礦中。Palmer等[20]用六步逐級化學提取方法證實,所研究煤中66%的鈮為有機態。Querol等[21]對土耳其Beypazary新近紀含硫褐煤的研究表明,煤中以有機態鈮為主。由此可見,不同煤中,鈮的賦存狀態各不相同,因地而異。

代世峰等[22]、周義平[23]報道了中國西南地區受鹼性火山灰影響的煤和鹼性火山灰蝕變黏土岩夾矸(Tonstein)中高度富集Nb。鹼性Tonstein不僅可以作為等時標志層,而且可以根據含煤岩系中鹼性Tonstein的層數、厚度的空間分布規律,有可能尋找到古火山口的位置,對於與鹼性火山岩建造有關的稀有元素找礦具有重要的意義。

二、鎵(Ga)

鎵是典型分散元素,是用於光纖通訊設備、電腦和彩電顯示的材料。鎵的克拉克值為16μg/g[24]。在自然界難以形成獨立的鎵礦床,而主要從鋁土礦及閃鋅礦礦床開采中綜合回收。全球煤中的鎵含量為5.8μg/g,而煤灰中鎵含量的均值為33μg/g[9]。我國煤中鎵含量的均值為6.5μg/g[7]

世界上有些煤田煤中鎵含量比較高,一些煤的煤灰中鎵含量高達幾百μg/g,因此,富鎵煤的燃燒副產品具有提取鎵的潛力。根據全國礦產儲量委員會1987年的規定,各類含鎵礦床中鎵的工業利用標准:鋁土礦礦石鎵為20μg/g,而煤為30μg/g。

周義平和任友諒[25]的研究表明,西南地區上二疊統的煤灰中鎵含量可達63.7~401.5μg/g,主要呈有機態,在<1.3g/cm3密度級的煤樣的灰分中較為富集。貴州紫雲轎頂山上二疊統煤中鎵含量均值為375μg/g。貴州織金龍潭組底部34號煤含鎵100μg/g。重慶松藻煤田11號煤層煤中鎵含量為32μg/g[22]。此外,浙江長興上二疊統若干煤,寧夏石炭井、石嘴山礦區晚古生代中鎵含量亦超過30μg/g。

內蒙古准格爾煤田黑岱溝巨厚煤層6號煤是煤中鎵富集的一個典型實例[26,27]。該煤層中Ga的含量均值為44.6μg/g,有的分層可達76μg/g,微區分析表明,鎵的主要載體是煤中的勃姆石,部分分布在有機質中[26,27]。不僅如此,該煤中亦超常富集Al,導致該煤層的燃煤產物高度富集Al2O3,Al2O3在粉煤灰中的含量超過50%,因此,黑岱溝6號煤層是一個與煤共(伴)生的鎵—鋁礦床。在黑岱溝南部和北部的哈爾烏素和官板烏素煤中鎵雖然富集,但尚未達到工業品位。隨著近年來煤炭產量的增加,黑岱溝富鎵和鋁的煤炭資源量逐年遞減,應引起相關部門的高度重視,以保護這塊稀有的煤炭資源。另外,燃燒該區6號煤層的電廠所排放的粉煤灰經過常年的累積,形成了富Al和Ga的人工礦床,該人工礦床中Al和Ga的分布規律、賦存形態和遷移特徵值得進一步深入研究。

俄羅斯米努辛斯克煤田切爾諾戈爾煤產地「兩俄尺」煤層煤中含鎵30μg/g,煤灰中含鎵375μg/g;俄羅斯遠東地區拉科夫斯克煤產地中新世含鍺煤中含鎵30~65μg/g,煤灰中含鎵100~300μg/g。美國肯塔基州西北部石炭紀煤層「阿莫斯」的低灰煤中,煤灰中含鎵140~500μg/g[28]

Affolter(1998)研究表明,美國肯塔基州某大型電廠,原料煤灰分含鎵70μg/g,爐渣含鎵<22μg/g,粗粒飛灰中為67μg/g,鎵相對富集在細粒飛灰中,其含量為110μg/g。Mar-don和Hower[29]研究表明,美國肯塔基州東南部燃煤電廠的各級產物中,原料煤煤灰含鎵61μg/g,灰渣中為26μg/g,而電除塵器所獲的飛灰中鎵為169μg/g,相當富集。據方正和Gesser[30],取自加拿大、以色列和中國的煤煙塵鎵的含量達100μg/g以上。

由此可見,燃煤副產品,主要是細粒飛灰,已成為世界上從礦產中綜合回收鎵的第三種主要來源。

三、錸(Re)

錸是具有超耐熱性的稀有金屬,是新一代航空航天發動機的材料,屬戰略性礦產資源,也是高效催化劑和製造新醫療器械的材料。錸是極度分散的元素,地殼中錸的克拉克值僅為0.6ng/g[24]。作為伴生金屬利用時,要求礦產中錸的含量不低於2ng/g。哈薩克熱茲卡茲干含銅砂岩型銅礦床中,錸局部達到工業品位。俄羅斯Середин[6]建議,當煤中含錸超過1μg/g時,可作為有益的伴生錸礦產資源予以評價。

根據Клер和Неханова1981年報告,烏茲別克安格連侏羅紀煤中含錸0.2~4μg/g,錸源自盆地周圍母岩。據Валиев等(1993)研究,塔吉克納扎爾-阿依洛克侏羅紀煤產地無煙煤中,低灰煤(Ad=3.2%)含錸2.1μg/g,而灰分較高的煤(Ad=17.9%)含錸3.3μg/g,這表明該地煤中既有有機態錸又有礦物態錸。

西班牙北部埃布羅盆地碳酸鹽岩系中的褐煤含錸9μg/g,這種「褐煤」富含瀝青質,灰分很高,其特性接近油頁岩。

淋濾型鈾—煤礦床的煤中往往富集錸。哈薩克下伊犁鈾—煤礦床4m厚煤層的還原帶上部的富鈾礦帶,錸含量均值為9.5μg/g;煤層的過渡帶下部錸含量均值為4.2μg/g。煤作為還原障能使溶液中高錸酸鹽還原並富集。

根據Юровский1968年的報告,頓涅茨煤田南普利沃爾尼揚礦長焰煤的精煤(Ad=8%)含錸4μg/g。

用高分辨ICP-MS方法測定煤中錸的含量,在我國大多數樣品中未檢測出錸,但在河北開灤、山東濟寧、山西晉城個別煤礦太原組煤中,貴州興仁上二疊統個別煤層中以及江西安源上三疊統個別煤樣中,測出錸含量為0.106~0.39μg/g,這些值雖低於伴生礦產評價所需的值,但已高出錸的克拉克值百餘倍到幾百倍,相對富集,值得今後進一步關注。新疆早、中侏羅世的淋濾型鈾-煤礦床煤中的錸應引起重視。

四、鈧(Sc)

鈧是一種超耐熱製造輕質合金的稀有金屬,價格昂貴,目前主要從提煉鎢、鈦、鈾等金屬的廢渣(鈧含量為80~100μg/g)中提取,出率相當低。Середин提出,當煤灰中鈧的含量超過100μg/g時,可作為有益的燃煤副產品予以評價[6]。據Ketris和Yudovich的報道,全球煤中鈧含量均值為3.9μg/g,而且煤灰中鈧含量均值為23μg/g[9]

近年研究表明,有些煤產地煤灰中鈧含量相當高。俄羅斯庫茲涅茨煤田的切爾尼戈夫露天礦、卡爾坦露天礦和南吉爾蓋依礦的個別煤層煤灰中含鈧100~200μg/g[31]。Юровский對煤進行重液分離後發現庫茲涅茨煤田切爾諾戈爾煤產地低密度的精煤中含鈧量400μg/g,因此在選煤階段可提取富集鈧的精煤。俄羅斯米努辛斯克煤田一些煤層的煤灰中含鈧95~175μg/g,在低密度級的煤中鈧含量達到400μg/g。俄羅斯坎斯克—阿欽斯克侏羅紀煤田別廖佐夫煤產地1號煤層的上分層煤含鈧230μg/g,其灰中鈧含量則達870μg/g[32]

美國肯塔基州西北部阿莫斯煤層很薄(<0.5m),在其底部8.2cm厚的分層中,煤灰中鈧含量達560μg/g[28]

廣西合山上二疊統煤田中鈧含量均值較高,為42.2μg/g,而在其溯河礦4號煤層中部煤灰的鈧含量達221μg/g[14]

煤中其他含量異常高的元素並有可能回收的副產品還有V、Sb、Cs、Mo、W、Be、Ta、REEs、Zr、Hf等。

煤中共伴生有益礦產資源的勘查與評價很有意義。在煤炭資源勘查中如缺失此項工作,很難彌補。在從事此項工作時,需要注意以下事項。

(1)優選最佳的有益元素測試方法,以確保測試成果的可靠性。

(2)由於煤中共伴生有益元素往往富集在煤層的局部層位和特定的空間,因此要注意合理布置采樣點,以掌握其富集成礦的規律。

(3)煤中有益金屬元素的利用最佳途徑是從粉煤灰中進行提取。因此,研究有益元素在煤炭燃燒及其他加工利用過程中的習性,及有益元素在煤副產品中的富集程度及其回收的可能性是非常重要的。

(4)煤中共伴生有益礦產往往是多金屬的,除有益元素外,往往又有潛在有害元素,因此,必須進行全面的技術經濟和環境評估,以保障開發中盡量減少潛在有害元素的對環境和人體健康的影響。

參 考 文 獻

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Potential Coexisting and Associated Mineral Resources in Coal and Coal-bearing Strata———An Issue Should Pay Close Attention to

Ren Deyi,Dai Shifeng

( Key State Laboratory of Coal Resources and Safety Mining,CUMT ( Beijing) ,Beijing 100083;

School of Earth Science and Surveying and Mapping Engineering,CUMT ( Beijing) ,Beijing 100083)

Abstract: Coal is a kind of organolite and mineral deposit with high recing barrier and absorbing barrier performances,under specific geological conditions,it can enrich some useful metal elements and amount to the ore-forming scale. Integrated some literatures both home and abroad,w e have discussed abundance,hosting state,geologic genesis and possibility of utiliza- tion of useful metals such as niobium,gallium,rhenium and scandium in coal and coal-bearing strata. The research of rare metal elements enrichment or ore-forming is one of major subjects in coal geochemistry and ore deposit geochemistry,and thus w orthw hile to be further strength- ened.

Key words: coal; coal-bearing strata; rare metal; coexisting and associated ore deposits

( 本文由任德貽、代世峰合著,原載《中國煤炭地質》,2009 年第 21 卷第 10 期)

❺ 谷歌地球中的諾亞方舟是什麼

一、先從全球地質情況來說:2005年太平洋海嘯,可能是全球大災難的預演,接下來便是全球范圍內接二連三的地震。離我們近的就是512大地震,台灣大地震,還有義大利的地震等等,地震頻繁的程度要遠遠高於上個十年。

二、全球極端異常氣候在增加,暴雨與暴雪交替,酷暑與嚴寒相伴。去年年初的雪災是從來沒有過的,而近年來的台風強度也越來越強,對陸地的危害也越來 越大,造成的傷亡也是巨大的。

三、 從經濟角度去分析:如果諾亞方舟真的在建造,就不難解釋全球金融危機了。全球金融危機使多少萬億的財富蒸發,而資本是不滅的,那麼這筆巨大的財富跑哪裡去了呢?我們可以天真的認為去造諾亞方舟了。有以下證據可以佐證 :

1、電影里說過,一張票值10億歐元,這就不難理解那麼多超級富豪為了購買船票,抽逃資金用於購買船票,資金跑的多了,就形成了金融危機。而如今的美 圓貶值是不是又證明了用歐元購買門票這一事實。

2、2007年起,全球貴金屬大漲,雖然當時全球經濟比較熱,但有色金屬的大漲已經遠遠超過其供求關系,是不是建造諾亞方舟用去了大量的金屬以至於造成貴金屬的供不應求。而全球鐵礦石最大的需求國在中國,而中國恰恰是諾亞方舟 的建造地。

3、從金融危機來看,全球的發達及發展中國家都迫不及待的提出了經濟刺激計劃,動輒就是上千億美金的經濟刺激計劃,為何國際社會如此高度的一致,是不是各國政要們以經濟刺激為幌子在拿納稅人的錢來建造自己的方舟呢? 全方位

4、全球金融危機令全世界多部分國鎵經濟崩潰,而惟獨中國屹立不倒,只能說明全球的財富正在不斷向中國集中。而中國正在用這筆巨大的財富建造諾亞方 舟。

四、近來被多次提到的二十國峰會如此密集的召開,是否是各國首腦在為爭奪方舟的席位進行激烈的辯論?為何此時不在提八國,而是闊大到二十國,可能就是因為建造地在中國,而全球大部分的資源都集中在發展中國鎵手裡。拉上這些 國鎵,才能使方舟造起來更順利。

五、阿富汗戰爭升級,是否是發達國鎵以阿富汗戰爭為幌子,向巴基斯坦接壤的中國西藏地區運輸重要的物資?如果在太平時期,如此大規模的物資運送肯定 會被全世界人民懷疑。

六、中國青藏鐵路的通車時間為2006年7月,為什麼中國**急急忙忙的不顧多年冬土的危害要修這么條鐵路呢?又什麼花了如此代價卻只修了單線呢?是不是 因為大批的物資只有進沒有出呢?

七、假如諾亞方舟再造,那麼什麼人有資格登上船呢?

第一、各國首腦是肯定要登船的,人類到什麼時候,都不可能缺少領導者。

第二、各種理工科的科學家,比如建築、計算機、醫葯、農業、氣候、地質、 物理類的。

第三、各種超級富豪,他們以高價買了船票,就足以證明他們的頭腦高於常人 。

第四、全球所搜集的高智商青少年,例如高智商的組織門薩協會等。

第五、少部分藝術類的天才,比如邁克爾傑克遜,可惜死了,死得很蹊蹺!

❻ 鎵的地球化學性質

一、鎵的物理性質及用途

金屬鎵呈銀白色,質軟,在與人體相當的溫度(37℃)下便熔化成液體。鎵的熔點低但沸點很高,是液態范圍最大的金屬,其熔點為29.78℃,沸點為2403℃,29.6℃時密度為5.904g/cm3

常溫下,鎵在空氣中很穩定,因為其表面會形成一層薄氧化膜,即使在達到紅熱程度時也會與空氣隔絕而不會被氧化。

鎵特殊的物理性質,使其成為一種性能優良的電子材料。以GaAs、GaP、GaSb為主的鎵系化合物半導體是電子工業的基礎材料,在光電子學領域和微波通訊領域應用極為廣泛,主要用於發光二極體、激光二極體、光探測器、太陽能電池、高速和超高速集成電路、可視顯示設備及微波固態器件。鎵在冶金、化工、醫學等方面也有不少應用。近十年來,隨著工業發展尤其是高新技術的發展,鎵的應用拓展了許多新的用途,計算機、液晶-等離子電視和航天技術是新興起的三大應用領域。在發展和需求的推動下,鎵的應用研究非常活躍,10年來全世界發表鎵應用技術的實驗研究論文數千篇,一些新型技術和材料在不斷涌現,全世界對鎵的需求量也在不斷增長。20世紀90年代初全世界鎵的年消費量約為60~70t,2000年時已超過了100t,並且還在不斷增長,其中90%以上用於製造鎵化合物半導體材料。因此,鎵被譽為「電子工業的食糧」。

我國對鎵的應用研究早在20世紀50年代就已開始,但由於受工業發展的限制,直到90年代,國內鎵消費量很小,這樣一個鎵資源大國鎵的年消費量僅為數噸,生產的鎵90%出口到國際市場。從20世紀90年代後期開始,國內鎵消費量開始增長。隨著國內高新技術、航天技術等迅速發展,鎵的需求量還會快速增長。因此,開展我國鎵資源及鎵應用的戰略研究是非常必要的。

二、鎵的地球化學性質

(一)鎵的地球化學參數

鎵位於元素周期表第四周期第三族中,在其四周的元素中,上方為鋁,下方為銦,左為鋅,右為鍺。其原子序數為31,原子量為69.72。

鎵有兩個穩定同位素,即69Ga和71Ga,它們在自然界中的相對豐度為69Ga=60.5%,71Ga=39.5%。鎵同位素是否也像其它元素的同位素組成一樣具有地質意義,目前還沒有詳細的研究。

表9-1和表9-2列出了鎵的地球化學參數及鎵與某些性質相近元素地球化學參數的對比。在元素地球化學分類中,戈爾德施密特將鎵劃歸親銅元素,查氏分類中將鎵劃歸硫化

表9-1 鎵的地球化學參數

表9-2 鎵的主要地球化學參數與相關元素對比

物礦床典型元素族,費氏將其劃歸金屬元素場。綜合起來,幾種分類的共同之處都在於說明鎵以親銅元素的身份成為硫化物礦床中富集的典型金屬元素。這是由鎵的地球化學性質所決定的。鎵在6配位時的離子半徑與硫化物礦床中常見Zn、Sn、Cu、Fe2+、Fe3+、Sb等元素的離子半徑接近(表9-3),尤其是鎵的電子構型與Zn類似,與Pb2+不僅配位數不同而且離子半徑差別也很大。因此,鎵在自然界通常能夠進入Zn和Fe組成的礦物,而在Pb礦物中含量很低。另一方面,Ga3+離子半徑與Al3+和Fe3+離子相近,其正3價電子都分布在最外部電子層上,因此最早時鎵有「類鋁」的說法。鎵的這一特性又決定了其地球化學性質的另一面,即鎵在氧化條件下地球化學性質與鋁和鐵尤其是與鋁相似,具有強的親石(親氧)性質。這是鎵與其它分散元素明顯不同的特點,這也使得鎵更廣泛地參與到各種地質作用中去。

表9-3 鎵與相關元素的離子半徑對比表

(二)鎵的豐度

目前大家比較公認的鎵的地殼豐度為15×10-6,劉英俊等(1984)也推薦這一數值。關於鎵的豐度,隨著分析方法的提高其可靠性也在不斷提高。克拉克和華盛頓(1924)確定的值為n×10-5,費爾斯曼(1933—1939)的數值為1×10-5,戈爾德施密特(1937)、維爾納茨基(1949)、泰勒(1964)給出的數值均為15×10-6,維爾納茨基(1962)給出了19×10-6的地殼豐度。泰勒(1980,1982)給出的大洋地殼和大陸地殼鎵的克拉克值分別為17×10-6和18×10-6。黎彤(1985)給出的地殼豐度為15×10-6,1997年給出的中國大陸岩石圈鎵的豐度為14.1×10-6

以上不同學者給出的數據以15×10-6居多,這一數值可以作為地殼鎵的克拉克值。相比較而言,鎵在地殼中的含量是相當高的,比其他分散元素的地殼含量高出1~2個數量級,甚至比W、Sn、Mo、Be、Sb、Hg等元素的地殼含量高出許多。這是鎵在地球化學性質上親氧(石)性質而與鋁相伴隨的結果。

據泰勒(1982)的資料,初始地幔鎵的豐度為3×10-6,但是來自地幔的岩石鎵含量一般都高於此值。

根據Cameron(1973)的資料,隕石中鎵的含量為48×10-6。隕石中鎵的含量是直接測定的,不同類型的隕石及不同學者測定的結果也有很大的出入。據歐陽自遠(1988)的統計,13個鐵隕石含鎵為0.17×10-6~100×10-6,中國南丹鐵隕石含鎵81.9×10-6。劉英俊等(1984)統計結果顯示,鐵隕石含鎵0.2×10-6~96×10-6,石隕石含鎵0.9×10-6~20×10-6。月球物質中含鎵一般為2.4×10-6~6.1×10-6,大致相當於地幔的鎵豐度。

(三)鎵在岩漿岩中的含量

鎵在岩漿岩中的性狀具有明顯的親石性而與鋁緊密相關,在岩漿結晶過程中類質同象進入含鋁硅酸鹽造岩礦物中,因此造成鎵的分散性質。盡管不同類型的岩漿岩具有不同的鎵含量,但鎵與鋁具有正消長關系,我們對中國13個岩體的分析及收集到的各類岩漿岩鎵的含量及其與鋁的關系如圖9-1所示。

超基性岩鎵的含量明顯低於鎵的地殼豐度(15×10-6 ),最高 10×10-6左右,低者僅1×10-6~2×10-6,鹼性岩含鎵最高,明顯高於地殼鎵豐度及其它岩類,中性岩石含鎵與地殼豐度接近,酸性岩含鎵略高於地殼豐度。從超基性岩→基性岩→中性岩→酸性岩→鹼性岩,鎵含量增高且呈現良好的線性分布特點。岩漿岩中鎵的含量比其它分散元素如 Ge、In、Tl、Cd等都要高出很多。

圖9-1 岩漿岩中鎵與鋁的關系

據劉英俊等(1984)研究結果顯示,岩漿岩的Ga/Al比值的變化是有規律的。由超基性岩、基性岩向酸性岩和鹼性岩方向,Ga/Al比值明顯增大(圖9-2)。因此,Ga/Al比值可作為劃分岩漿演化階段的化學指示劑。

圖9-2 岩漿岩中Al2O3含量及Ga/Al比值隨SiO2含量的變化關系

岩漿岩中造岩礦物鎵含量的一些分析結果見表9-4,總體來說,在造岩礦物中,斜長石、黑雲母和白雲母含鎵最高,輝石、角閃石、橄欖石和石榴子石鎵含量在同一個水平上,都低於10×10-6。在基性岩、中酸性岩中,斜長石中鎵的含量一般高於雲母類礦物,因此可以認為,斜長石是最主要的含鎵造岩礦物。劉英俊等(1984)研究認為,超基性岩中斜長石含鎵為10×10-6~15×10-6,輝石含鎵3×10-6~5×10-6,角閃石含鎵4×10-6~8×10-6;基性岩中70%~80%的鎵集中在斜長石中(20×10-6~25×10-6);中酸性岩中斜長石攜帶了全部鎵的65%~90%,雖然雲母礦物含鎵相當高,但礦物含量有限,攜帶鎵的總量明顯低於長石(表9-5)。

表9-4 岩漿岩造岩礦物中鎵的含量(×10-6

表9-5 鎵在花崗岩主要造岩礦物中的分配

(四)鎵在熱液作用中的地球化學行為

我們在研究與岩漿作用有關的鉛鋅礦床的過程中,分析了山東香夼礦床的花崗閃長斑岩在矽卡岩化及蝕變過程中的成分變化,其中Ga、Al2O3和SiO2的含量如表9-6所示。可以看出,花崗閃長岩在蝕變過程中,Al2O3和SiO2呈下降趨勢,矽卡岩的Al2O3和SiO2含量最低,而Ga含量及Ga/Al比值呈明顯的上升趨勢,矽卡岩含Ga最高,這種變化在圖9-3中更明顯地表示出來。但是,我們對幾個蝕變礦物Ga含量的分析發現,綠泥石和綠簾石含Ga明顯高於其他矽卡岩礦物,含量在50×10-6~77×10-6之間,而輝石和石榴子石含Ga僅n×10-6。在夕卡岩中,綠簾石和綠泥石含量可達40%左右,可見這兩種礦物是夕卡岩中主要的載Ga礦物。這說明,在岩漿岩蝕變及夕卡岩化過程中,Ga仍然與Al和/或Fe緊密伴隨,並沒有大量進入流體相,這也從礦石含Ga很低(10×10-6~15×10-6)得到證實。

表9-6 山東香夼鉛鋅礦床花崗閃長斑岩在蝕變過程中Ga、Al2O3、SiO2的含量變化

圖9-3 花崗閃長斑岩在蝕變過程中Ga、Al2O3、SiO2的變化

劉英俊等(1984)對花崗岩在雲英岩化和蘇州鹼質花崗岩在鉀質和鈉質蝕變過程中Ga的變化的研究也得出了與上述結果類似的結論。沉積岩和變質岩以及其它類型的岩漿岩蝕變過程中Ga的變化還未見到十分系統的研究。

上述蝕變都屬於高溫熱液蝕變。大多數情況下,低溫蝕變由於蝕變帶不甚發育,蝕變分帶不明顯,研究資料還較少。與高溫蝕變結果不同的是,尤其是在某些低溫熱液型鉛鋅礦床中,Ga明顯得到了富集,如我國廣東凡口、大寶山,貴州牛角塘、杉樹林,湖南漁塘等鉛鋅礦床礦石含Ga最高可達50×10-6~100×10-6。一個十分明顯的現象就是產於沉積岩中的鉛鋅礦床,Ga含量明顯高於與岩漿活動有關的鉛鋅礦床。

與岩石中Ga的地球化學行為不同的是,岩石中的Ga與Al表現出親密關系,而Ga進入成礦熱液後其地球化學性質表現為親硫(銅),可以大量富集在以閃鋅礦為主的硫化物礦物中,進而成為人類可以利用的有用金屬。這種現象可能與以下幾種因素有關:①硫化物礦床礦石中的Al2O3含量明顯低於岩石,一般在5%~10%以下,有些甚至低於1%,沒有足夠的含鋁礦物形成可能會使Ga另謀出路;②岩石中的Ga處於氧化環境,而成礦流體屬於強的還原環境,在這兩種環境中Ga的地球化學性質可能也是不同的;③Ga的正三價態是最穩定價態,此價態下Ga屬於6配位離子,與閃鋅礦中的Zn2+和Fe2+同屬於6配位,且閃鋅礦是硫化物礦石中最常見和最主要的礦物,Ga容易進入其中得到富集。

劉英俊等(1984)認為,熱液作用中鎵也表現為一定程度的親石性質而在某些鋁硅酸鹽礦物如綠泥石中存在。表9-6的數據也說明了這一點。我們對比研究發現,當硫化物礦床中這類鋁硅酸鹽礦物大量存在時,硫化物中Ga的含量明顯降低。

(五)鎵在表生過程中的地球化學行為

在熱液作用過程中Ga具有親硫(銅)性質而與鋅關系密切,但在表生條件下,鎵的地球化學行為仍表現為親石性質而與鋁關系密切。最明顯的例子就是,富含鎵的鉛鋅礦床氧化帶中的鋅礦物含鎵都很低,氧化鐵礦物及粘土礦物含鎵則高得多(表9-7)。這說明在硫化物氧化過程中鎵轉移到了含鋁、鐵的氧化物中。目前的研究表明,其它類型的硫化物礦床在氧化過程中,微量的鎵也都轉入含鋁和含鐵相。

表9-7 廣東茶洞多金屬礦床中閃鋅礦和氧化鋅礦物鎵含量

圖9-4 卡麥隆花崗岩風化剖面Ga與Al2O3的關系(Hieronymus等,2001)

20世紀90年代初,我們曾對花崗岩中的斜長石在風化過程中微量元素的變化做過測定。基岩中的長石以斜長石為主,含量約為40%~50%,顆粒粗大,大者達 2~3cm。從垂向上,長石的變化順序為:未風化長石→半風化長石(保持長石晶體外形,仍然堅硬,部分已變為高嶺石)→高嶺石(塊狀)→高嶺土(鬆散土狀),分析發現,隨著風化程度的增高,盡管 Cu、Pb、Zn、Ag等變化很大(風化程度越高,這些元素含量越低),但 Ga含量變化不大,基岩中的斜長石含 Ga 為 31×10-6 ~44×10-6 ,半風化長石含 Ga 為 34×10-6 ,塊狀高嶺石含 Ga 17×10-6 ~28×10-6 ,即使風化的最終產物高嶺土也含有 18×10-6~23×10-6的 Ga。這說明岩石在風化過程中,Ga與 Al的緊密關系避免了其流失,使其從一種含鋁礦物轉移到另一種含鋁礦物。同樣的結論由 Hieronymus等(2001)研究卡麥隆花崗岩風化剖面中得出(圖 9-4),也就是說,風化過程中 Ga 與 Al 是同步增長的。然而,也有相反的情況存在,如巴西 Tucurui地區玄武岩風化層及鋁土礦層中的 Ga與 Al2O3呈負相關,而與 Fe2O3呈正相關(圖9-5)。

圖9-5 巴西玄武岩風化剖面Ga與Al2O3和Fe2O3的關系

沉積岩中的鎵隨岩性的不同存在較大的差別,板岩、板岩+粘土、砂岩、碳酸鹽岩和深海粘土的Ga豐度分別被界定為19×10-6、30×10-6、12×10-6、4×10-6和20×10-6。El Wakeel等(1961)對現代海底沉積物分析發現,深海紅色粘土含Ga為20×10-6,石灰泥漿含Ga為12×10-6,燧石泥漿含Ga為18×10-6,最近10年所獲得的數據也都與此接近。相對於地殼豐度來說,砂岩和碳酸鹽岩尤其後者是貧Ga的。具體到某一確定地區的岩石,Ga含量雖有差別,有時差別還很大,但總體趨勢是Ga與Al緊密相關。沉積岩中的B、Ga也可以作為沉積作用的指相標准,如程安進(1994)利用B、Ga含量和B/Ga比值研究了安徽巢縣二疊紀地層沉積環境,其B、Ga含量及B/Ga比值見表9-8。

表9-8 安徽巢縣二疊紀地層的B、Ga含量及比值

沉積過程中,由於鎵與鋁的密切關系,在鋁大量聚集時鎵也往往形成工業富集,如沉積鋁土礦中的鎵具有重要的經濟意義,是世界鎵的最主要來源。

鎵在變質岩中的分布,主要取決於原岩成分和變質程度。原岩貧鎵者,變質岩含鎵亦低,如低鎵的基性-超基性岩經變質後,鎵含量依然很低;碳酸鹽岩變成大理岩,鎵含量甚至會降得更低。可以肯定的是,變質過程中鎵的變化仍與鋁關系密切。分析發現,變晶礦物如斜長石、夕線石、富鋁石榴子石、藍晶石以及角閃石都不同程度含有鎵,其中斜長石鎵含量可達30×10-6,仍然是變質岩中主要的含鎵礦物。

圖9-6為滇西不同變質岩殘片的Ga-Al2O3關系圖。從圖中可以看出,變質岩中的Ga不僅與Al2O3含量呈正相關,而且在同一變質岩殘片中,隨著變質程度的加深,Ga含量有降低的趨勢。更重要的一點是,利用Ga-Al2O3關系,可以看出不同變質岩殘片之間的關系。僅就圖9-6來看,蒼山、雪龍山和石鼓變質岩具有一致的Ga-Al2O3變化趨勢,而崇山群與高黎貢山群具有一致的Ga-Al2O3變化趨勢。這說明它們可能屬於不同的古大陸。

圖9-6 滇西變質岩殘片的Ga-Al2O3關系圖

鎵在海水中的地球化學行為與鋁也是類似的(Orians,et al.,1988),因此可以結合Al來判斷海水的深度(Measures,et al.,1988,1992;Shiller,1998)。世界海水的平均鎵含量被確定為0.05×10-9,近期的研究顯示海水中鎵的分布是不均勻的。大西洋海水在其近表面含鎵較高,向下在1000m左右處降低,再往深部又開始升高而後變得穩定,而在有些海盆地底部海水中鎵明顯富集,在挪威海,從海水表面向深部,鎵含量穩定地升高(Shiller,1998)。

海水中鎵最主要的來源是陸地(Bertine,et al.,1971;Shiller,et al.,1996),進入海水的土壤級別粒度的大氣塵含鎵可達22×10-6,被認為是海水鎵的另一來源(Chester,et al.,1974)。Shiller(1988)認為,底部海水高的鎵濃度是海底沉積物再次懸浮溶解造成的。另外,海底火山作用也是鎵的重要來源。

在海水中,鎵比鋁穩定,因此停留的時間比鋁長5~10倍,一般鋁在海水中停留1~6.5年,而鎵可以停留5~22年,與錳的停留時間一致(Statham,et al.,1986;Jickells,et al.,1994)。因此,海水中Ga/Al比值也可以作為地球化學變化的參數。

三、鎵的資源狀況

鎵資源的研究並不像鎵的應用研究那樣活躍。主要原因在於全球地質學家們都認為鎵沒有單獨的礦床形成,鎵來自鉛鋅礦床、鋁土礦床和煤三大礦床類型的副產品。因此,鎵的成礦研究基本處於停滯狀態。

鎵是一種典型的分散元素,雖然在實驗室合成了數十種鎵的化合物,但自然界發現的鎵礦物只有2種,更是尚未發現一處獨立的鎵礦床。Phillip(1990)報道,世界鋁土礦伴生鎵儲量10萬t,閃鋅礦中伴生鎵6500t,合計鎵儲量106500t。雖然這一統計數字並不一定準確,但也說明全世界已經確認的鎵儲量是很少的。伴生鎵資源的另一個特點是,隨著主金屬礦產的耗盡,伴生的鎵也就不復存在。因此,在開發主金屬礦產的同時,如不重視回收鎵,就會造成鎵資源的短缺。

國外鎵生產國主要有法國、德國、美國和日本。鋁生產大國基本上都是鎵的產出大國。20世紀90年代初以前,鎵最主要的來源為鋁土礦,占鎵生產量的50%以上,閃鋅礦中回收的鎵約佔40%,其餘不足10%。90年代美國和加拿大聯合進行煤灰中鎵的回收研究,該項技術已經投產,使煤中原本不夠工業利用價值的鎵得以回收利用。

據1993年資料,我國鎵資源非常豐富,全國已發現富鎵礦床上百處,探明鎵儲量10多萬噸,其中50%以上為鋁土礦中的伴生鎵,其次為鉛鋅礦和其他礦床中伴生的鎵。已探明的鎵儲量分布於全國21個省區,但主要集中在山西(占鎵總儲量的26%)、吉林(20%)、河南(15%)、貴州(13%)、廣西(9%)和江西(5%)(中國地質礦產信息研究院,1993)。

鎵的回收主要有兩種途徑,即從氧化鋁生產和閃鋅礦冶煉過程中回收。我國的鎵主要來源於前者。早在1957年,山東鋁廠就研製出了從低品位鋁土礦燒結法生產氧化鋁的循環母液中提取鎵工藝,開創了我國鎵的回收生產史。經過30多年的不斷完善和改進,這一工藝至今是我國生產鎵的主要方法,已被國外廣泛採用。80年代建立起來的氧化鋁拜耳液提取鎵工藝,使鎵的生產能力得到了明顯提高。我國對閃鋅礦中鎵的回收利用技術也是成熟的,與鋁土礦中鎵的提取相比,閃鋅礦中鎵的回收成本較高,因此,這部分鎵回收利用率極低,造成了鎵資源的極大浪費,如果同時回收閃鋅礦中的鎵、鍺、銦、鎘,其成本必然下降。因此,閃鋅礦中鎵的回收研究還是一個值得下功夫的問題。

國外對鎵的研究較早始於20世紀40年代,大規模開展於50年代,最多的研究內容是其在各種地質體中的含量及其地球化學性質。我國對鎵資源的研究始於20世紀60年代,研究的重點是鋁土礦中的鎵(劉英俊等,1963;劉英俊,1965a,b),隨後的幾十年中,鋁土礦中的鎵一直是鎵資源研究的重點。1982年,劉英俊總結了我國含鎵礦床的主要成因類型(劉英俊,1982),提出除鋁土礦外,閃鋅礦是鎵的重要來源。實際上,我國對鉛鋅多金屬礦床中鎵的研究始終處於零敲碎打的狀態,凡是冠以「研究該類礦床微量元素」者都會不同程度地涉及到鎵,但針對鎵的地球化學性狀、富集機理、存在形式等的專門研究很少。這些都與國內鎵工業應用的發展水平有關。

❼ 鎵的礦物學

與其它分散元素相比,鎵具有很高的地殼豐度,無論是沉積岩還是岩漿岩,都含有10×10-6~30×10-6的鎵,其含量與鉛接近。鎵通常在某些類型的鉛鋅礦床、鋁土礦床、某些類型的明礬石礦床及煤中具有較大規模的富集。但是,鎵礦物數量是分散元素家族中最少的元素,到目前為止,全世界只發現了2個鎵的獨立礦物。而且這兩個礦物全部發現於同一個礦床,其量很少。因此可以說,接近100%的鎵都存在於其他元素組成的礦物中。

一、鎵的獨立礦物

(一)硫鎵銅礦

硫鎵銅礦英文名為Gallite,又名灰鎵礦。該礦物是目前發現的惟一一個鎵的原生礦物,產自非洲西南部的楚梅布(Tsumeb)Cu-Pb-Zn多金屬礦床中,其量很少,與閃鋅礦、硫鍺鐵銅礦、鍺石、黃銅礦等礦物共生,常見被砷黝銅礦和方鉛礦等所交代。硫鎵銅礦不僅罕見,而且粒度細小,常呈細小粒狀或集合體,粒度一般為μm級。在Tsumeb礦床中,未出現完整晶體,有時見呈細小葉片狀包裹於閃鋅礦中。

硫鎵銅礦為Ga、Cu、S的硫化物礦物,化學式為CuGaS2,有天然產出者和人工合成物。合成硫鎵銅礦化學成分符合標准化學式組成,天然硫鎵銅礦中的Cu2+和Ga3+可以被Fe、Zn、Pb類質同象。其化學組成見表9-9。

表9-9 硫鎵銅礦化學成分(%)

硫鎵銅礦屬於四方晶系、黃銅礦型結構的礦物,空間群為,a0=0.535nm,c0=1.048nm。人工合成的硫鎵銅礦 a0=0.534nm,c0=1.047nm,Z=4。Tsumeb產出的硫鎵銅礦主要粉晶譜線為:3.064(100),1.876(70),1.611(60),1.2139(50)。顏色為灰色,條痕為灰黑色,具金屬光澤。硬度為3~3.5,密度為4.2。

在顯微鏡下,反射色呈褐灰色至紫灰色。在空氣中的反射率見表9-10,從圖9-7反射率對比中可以看出,硫鎵銅礦的反射率介於砷黝銅礦和閃鋅礦之間。在正交偏光下,硫鎵銅礦呈灰藍色,非均質性顯著。突起低於閃鋅礦,高於鍺石。閃鋅礦中固溶體分離形成的硫鎵銅礦常呈定向排列。在Tsumeb礦床,有時還可見到在較大顆粒的硫鎵銅礦中存在紡錘狀的閃鋅礦,在這種閃鋅礦中同時也能見到微細的硫鎵銅礦固溶體包晶存在。這種反復包裹與被包裹的現象說明,硫鎵銅礦的沉澱過程是復雜的。

到目前為止,世界其他地方還都沒有這種礦物存在的報道。

表9-10 硫鎵銅礦在空氣中的反射率(%)

圖9-7 硫鎵銅礦(3)與砷黝銅礦(1)和閃鋅礦(2)的反射率對比

(二)羥鎵石

羥鎵石的英文名為Sohngeite,它的存在並不奇怪,奇怪的是它與硫鎵銅礦產於同一個礦床——非洲西南部的Tsumeb礦床,是硫鎵銅礦的氧化礦物,為含三個羥基的鎵礦物,化學式為Ga(OH)3,屬於等軸晶系,空間群為Im3,a0=0.747nm,Z=8。主要粉晶譜線為3.74(10)、2.63(6)、1.669(7)、1.525(6)。

發現於Tsumeb礦床的羥鎵石晶體細小,產於硫鎵銅礦的表面,呈細粒狀集合體,顏色為淺褐色。硬度為4~4.5,密度為3.84,N=1.736。

到目前為止,世界其它地方還沒有發現該礦物的報道。

二、主要載鎵礦物

鎵的獨立礦物的稀少性說明,它在自然界主要分散存在於其它元素組成的礦物中。從前文的敘述可知,斜長石、角閃石和雲母是岩石中鎵的主要載體礦物,在這些礦物中,鎵的含量一般在10×10-6~50×10-6之間。鎵的價格體系決定了岩石中的鎵只有理論意義而無經濟意義。在岩漿岩中,磁鐵礦可含100×10-6的鎵,但由於磁鐵礦量少,其中的鎵也無經濟意義。

礦石中的鎵有兩個最主要的載體礦物,它們是一水鋁石和閃鋅礦。前者是鋁土礦中的主要工業礦物,後者是鉛鋅礦床中的主要金屬礦物。

(一)一水鋁石的含鎵性

一水鋁石富鎵具有全球性特點。因此,世界產鋁大國如巴西、加拿大、法國等都是產鎵大國。由於鋁土礦石中的礦物分離難度太大,一水鋁石中鎵的含量資料相對較少,據現有的分析數據來看,鎵的含量在50×10-6~500×10-6之間,主要分布於80×10-6~200×10-6之間,三水鋁石中鎵的含量一般低於50×10-6(Gordon,et al.,1952;Wolfenden,1965;劉英俊等,1984)。

一水鋁石和三水鋁石同為含鋁礦物,造成鎵含量差異的原因除形成條件方面的不同外,目前還沒有令人信服的礦物學方面的解釋。

(二)閃鋅礦的含鎵性

Ivanov(1968)在計算礦物克拉克值時確定了閃鋅礦中鎵的克拉克值為41×10-6。早在1955年,Fleischer統計結果表明,閃鋅礦含鎵為1×10-6~3000×10-6,主要分布范圍為10×10-6~500×10-6。根據筆者對中國數十個鉛鋅硫化物礦床的統計,閃鋅礦含鎵在1×10-6~2000×10-6之間,並且不同成因類型礦床中的閃鋅礦含鎵存在巨大差異。與岩漿活動有關的高溫熱液型閃鋅礦含鎵最低,一般分布於1×10-6~20×10-6之間,低溫熱液型及熱水沉積型閃鋅礦含鎵較高,一般為30×10-6~2000×10-6,其它金屬-非金屬礦物如方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等含鎵都很低,一般低於10×10-6。初步估算結果表明,硫化物礦床中70%~80%的鎵都存在於閃鋅礦中。可見,閃鋅礦是硫化物礦床中最主要的載鎵礦物。

閃鋅礦的富鎵性表現了鎵元素在富硫的還原環境中親銅性質的一面。在這種條件下,鋅和鎵都能以六配位形式進入閃鋅礦。初步研究發現,閃鋅礦中鎵的富集與其形成的地球化學條件有關,低溫閃鋅礦的含鎵性明顯高於高溫閃鋅礦,淺色閃鋅礦含鎵明顯高於深色閃鋅礦。在同一類型的鉛鋅礦床中,閃鋅礦含鎵性也不盡相同。由於缺乏系統研究,造成這些現象的原因目前還不十分明確。

❽ A股那隻是鍺龍頭股票

鍺 雲南鍺業002428 馳宏鋅鍺600497--鍺產量中國第一。 攀鋼釩鈦(000629) 羅平鋅電(002114)

另外我給你一個小金屬的個股,是我收藏的。

下面的你看看就行了,希望對你有幫助。
一、十種戰略收儲的稀有小金屬龍頭:

稀土:包鋼稀土--礦藏量世界第一。

鎢:廈門鎢業---世界最好鎢材料製造商。

銻:辰洲礦業---儲量豐富。

鉬:金鉬股份--亞洲最大。

錫:錫業股份--錫礦儲量佔世界1/10。

銦:株冶集團--探明有銦金屬。

鍺:馳宏鋅鍺--鍺產量中國第一。

鎵:南風化工---探明儲量。

鉭:東方鉭業---鉭絲市場佔有世界第一。

鋯:東方鋯業--進軍核能鋯。

二、其他稀有小金屬龍頭股:

鈧:海亮股份--探明鈧超過70噸,價值約700億元。

鈦:寶鈦股份--國內最大的鈦冶煉。

鎳:吉恩鎳業--鎳亞洲第一。

鉛鋅礦:宏達股份--亞洲最大。

鉛鋅:中金嶺南---國內最大的鉛鋅精礦

鉻:西藏礦業---國內儲量最大。

鎢:中鎢高新--子公司世界領先

銀:豫光金鉛---白銀藏量豐富。

鉀:冠農股份--參股國投羅布泊鉀鹽。

磷:興發集團--磷儲量全球最大。

鋇鹽,鍶鹽:紅星發展---國內最好。

黃磷:馬龍產業--國內最大黃磷企業

釹鐵硼:中科三環--中國最大,全球第二。

鍶:*ST金瑞--佔有國內鍶礦資源50%。

釩:天興儀表--有收購計劃。

凹土:巢東股份--國內最大的凹凸棒石礦。

釩鈦:攀渝鈦業--世界第一。

鋅,銦,鎘:鋅業股份--世界第三鋅冶煉。

稀有礦產原料列入緊缺名單

(一)《銻》:辰州礦業(002155)、株冶集團(600961)

(二)《鈹》:東方鉭業(000962)

(三)《鈷》:中國中冶(601618)

(四)《螢石》:巨化股份(600160)

(五)《鎵》:南風化工(000737)

(六)《鍺》:馳宏鋅鍺(600497)、羅平鋅電(002114)

(七)《石墨》:方大炭素(600516、中鋼吉炭(000928)、天龍光電(300029)

(八)《銦》:株冶集團(600961)、ST珠峰(600338)

(九)《鎂》:雲海金屬(002182)

(十)《鈮》:東方鉭業(000962)

(十一)《鉑族金屬》:鋅業股份(000751)、太化股份(600281)貴研鉑業(600459)

(十二)《稀土(包括鈧、釔和鑭系共17種稀有金屬)》:包鋼稀土(600111)、中色股份(000758)、廣晟有色(600259)

(十三)《鉭》:東方鉭業(000962)

(十四)《鎢》:辰州礦業(002155)、廈門鎢業(600549)

❾ 氧化鎵為什麼那麼貴

因為比稀土還要缺少而珍貴
各種金屬元素都有著不同的屬性,有些熔點高、有些熔點低,有些具有抗腐蝕性還有些甚至能夠承受零下230攝氏度的「絕對零度」。
這些珍稀金屬元素一般都被統稱稀土,稀土作為「工業維生素」,是一種十分重要的戰略資源,對於現代高科技發展有著重大意義。
鎵金屬十分稀有,全球探明的儲量只有27.93萬噸,中國擁有19萬噸,佔比高達68%左右。
不只是探明儲量,在加工、生產方面中國也是全球第一。
值得一提的是,即便是當今時代2020年全球粗鎵產量也不過300噸,其中,我國產量高達290噸,由於金屬鎵的稀有程度過高,且為液態形態,所以在地殼上的分布極為不均勻。
這也導致,鎵金屬在嚴格意義上來講並沒有所謂的鎵礦,而是伴生在鋅、鋁等金屬身上,在提取方面也是一個難題。

❿ 中國有哪些稀有金屬元素的儲存量是世界第一請具體說明下各種稀有金屬佔世界的比率是多少

稀有戰略資源中國居首 日韓也好,美國也罷,其大量儲備的稀有戰略資源多來自中國,其戰略儲備計劃的重點也是針對中國。 我國銦的儲量居世界第一,佔全球供應量的80%。銦主要用於平板顯示器、合金、半導體數據傳輸、航天產品的製造。主要伴生在鉛鋅礦中,2005年我國原生銦產量也只有410噸。銦在鋅精礦裡面的含量都是用ppm(百萬分之)計算的,其總量非常之少,且不能再生。 我國鎢的儲量也是世界第一,佔全球供應量的85%。鎢主要用於硬質合金、特種鋼等產品,並被廣泛用於國防工業、航空航天和信息產業,被稱為"工業的牙齒"。鎢能耐高溫,所以鎢合金被大量用在機械、武器工業中。比如槍、炮的發射管中都會用到鎢的合金。軍事方面用做穿甲彈的彈丸,都是用比坦克裝甲硬得多的高密度合金鋼、碳化鎢等材料製成的。鎢合金的機械性能與貧鈾相差無幾,而且貧鈾的缺點反而是它的優點。沒有放射性,鎢的化學性能也非常穩定,甚至在1000℃以上的高溫下也不會氧化,而且硬度也不會明顯下降。這點對防破甲彈的高溫金屬射流十分有利。鎢的硬度極高,主要用於鋼鐵金屬的合金,加入鎢後鋼的硬度會有極大的提高,在金屬加工領域的刀具材料高速鋼就是含鎢的合金。如果一個國家沒有鎢的話,在目前技術條件下的金屬加工能力就會出現極大的缺失,直接導致機械行業的癱瘓,所以稱之為戰略金屬。此外在照明領域也必須使用鎢做為燈絲。 我國鍺儲量居世界第一,產量佔全球的50%。鍺主要用於夜視儀、熱成像儀、石油產品催化劑、太陽能電池等生產,並被廣泛用於光纖通訊領域。 我國鉬的儲量位居世界第二,佔全球供應量的24%。鉬用於煉制各類合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼、超級合金,在軍事工業中應用廣泛,被稱作"戰爭金屬"。 此外鉭、鍶、銻、鎘、銥、鉍、銠、鈦、鎳、鋯、鉻、鈷等及鎳鉻、鎳鉻硅、鎳鋁、鈦鋁、鐵鎳等,這些很多都是戰略金屬,在國防建設中也有廣泛的用途,有些已經用於宇宙飛船的製造及軍事應用。如金屬鉭不僅在火炮上有大用處,而且是以後宇宙空間探索必要的材料,其奇特的物理化學性能至今科學家還在研究,鉭合金的特殊用途目前仍在研究開發。如勞斯阿莫斯國立研究所開發出含有熔融鈈並含有20wt%鈦的鉭合金。這種合金用於要求材料密度在11.0g/cm3以下,對熔融鈈有優異的耐腐蝕性及在800~1200℃的高溫中能持續數小時的耐氧化性。被選用的t-222合金(ta-10 w-2.5hf-0.01c)正在被研究用作冥王星探測器發電裝置的材料。目前t-111(ta-8w-2hf)合金被用作在宇宙空間使用的包裹熱力發動機熱源的強化結構材料。可以看出,稀有金屬的供應是發展原子能、宇宙探索、國防建設、電子計算機、無線電電子學等新技術所必需的條件。 眾所周知,中國是稀有金屬資源大國,尤其是許多制約著現代高科技發展和軍事用途廣泛的稀有金屬蘊藏量在世界上所佔比例很大。金屬鋯主要用於核工業反應堆、航天航空工業和武器製造,其中全球90%的鋯在中國加工;銦主要用在液晶屏等高端的領域,全球80%的銦都產自中國,70%的銦出口日本;中國擁有世界稀土資源的88%,2005年我國稀土出口總額3.1億美元,其中出口日本1.8億美元,占總金額的58.27%,排在首位;出口美國0.3億美元,佔10.26%,排在第二位。此外,鎢及鎢製品出口總額7.3億美元,其中出口日本2.3億美元,佔31.67%,排在首位;出口美國0.88億美元,佔12.10%,排在第三位。其它稀有金屬如鈹、鉻、鍺、鎵(含銦)等稀有金屬出口總額為5億美元,其中出口日本3.1億美元,佔61.8%;出口美國0.55億美元,佔10.94%。