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镓全球存储量

发布时间: 2022-08-30 16:57:08

❶ 镓能腐蚀金属锁吗

镓的熔点很低,30摄氏度时就成为了液态,液态的镓就可以与其他金属生成合金,能腐蚀金属,镓不能放在金属容器中。

镓是灰蓝色或银白色的金属,符号Ga,原子量69.723。镓的熔点很低,沸点很高。纯液态镓有显着的过冷的趋势,在空气中易氧化,形成氧化膜。

由于镓在地壳中的浓度很低.在地壳中占重量的0.0015%。它的分布很广泛,但不以纯金属状态存在,而以硫镓铜矿(CuGaS2)形式存在,不过很稀少,经济上也不重要。

镓是闪锌矿,黄铁矿,矾土,锗石工业处理过程中的副产品。

自然界中常以微量分散于铝土矿、闪锌矿等矿石中。由铝土矿中提取制得。

在高温灼烧锌矿时,镓就以化合物的形式挥发出来,在烟道里凝结,镓常与铟和铊共生。经电解、洗涤可以制得粗镓,再经提炼可得高纯度镓。

(1)镓全球存储量扩展阅读:

镓在巴黎由布瓦博得朗于1875年发现。他在闪锌矿矿石(ZnS)中提取的锌的原子光谱上观察到了一个新的紫色线。他知道这意味着一种未知的元素出现了。

布瓦博得朗没有意识到的是它的存在和属性,都已经被门捷列夫成功预言了,他的元素周期表显示出在铝下面有个间隙尚未被占据。他预测这种未知的元素原子量大约是68,它的密度是5.9g/cm³。

在1875年11月,布瓦博得朗提取并提纯了这种新的金属,并证明了它像铝。在1875年12月,他向法国科学院宣布了它。

时下世界90%以上的原生镓都是在生产氧化铝过程中提取的,是对矿产资源的一种综合利用,通过提取金属镓增加了矿产资源的附加值,提高氧化铝的品质降低了废弃物“赤泥”的污染,

因此非常符合当前低碳经济以最小的自然资源代价获取最大利用价值的原则。镓在其它金属矿床中的含量极低,经过一定富集后也只能达到几百克/吨,因而镓的提取非常困难,

另一方面,由于伴生关系,镓的产量很难由于镓价格上涨而被大幅拉动,因此,原生镓的年产量极少,全球年产量不足300吨,是原生铟产量的一半,如果这种状况不能得到改善,未来20-30年这些金属镓将会出现严重短缺。

参考资料来源:网络-镓

❷ 哪一位知道黑龙江大兴安岭地区岔路口铅锌钼矿目前开发进展是怎样的

你可以和大兴安岭地区发改委联系一下。

❸ 镓是什么为啥热门了

[ jiā ]

镓(Gallium)是灰蓝色或银白色的金属,符号Ga,原子量69.723。镓的熔点很低,但沸点很高。纯液态镓有显着的过冷的趋势,在空气中易氧化,形成氧化膜。

基本信息

  • 中文名称:镓

  • 外文名称:Gallium

  • 元素符号:Ga

  • 原子量:69.723

  • 发现人:布瓦博得朗

  • CAS号:7440-55-3

  • 原子序数:31

  • 每层电子排布:2,8,18,3

  • 密度(20℃):5.91g/cm³

  • 熔点:29.8℃

  • 密度(25℃):5.904g/cm³

  • EINECS号:231-163-8

  • 危险品运输号:UN 3264 8/PG 3

  • 沸点:2403℃

  • 发现时间:公元1875年

  • 镓在地壳中的浓度很低。在地壳中占总量的0.0015%。它的分布很广泛,但不以纯金属状态存在,而以硫镓铜矿(CuGaS2)形式存在,不过很稀少,经济上也不重要。镓是闪锌矿、黄铁矿、矾土、锗石工业处理过程中的副产品。

    自然界中常以微量分散于铝土矿、闪锌矿等矿石中。由铝土矿中提取制得。在高温灼烧锌矿时,镓就以化合物的形式挥发出来,在烟道里凝结,镓常与铟和铊共生。经电解、洗涤可以制得粗镓,再经提炼可得高纯度镓。

    时下世界90%以上的原生镓都是在生产氧化铝过程中提取的,是对矿产资源的一种综合利用,通过提取金属镓增加了矿产资源的附加值,提高氧化铝的品质降低了废弃物"赤泥"的污染,因此非常符合当前低碳经济以最小的自然资源代价获取最大利用价值的原则。镓在其它金属矿床中的含量极低,经过一定富集后也只能达到几百克/吨,因而镓的提取非常困难,另一方面,由于伴生关系,镓的产量很难由于镓价格上涨而被大幅拉动,因此,原生镓的年产量极少,全球年产量不足300吨,是原生铟产量的一半,如果这种状况不能得到改善,未来20-30年这些金属镓将会出现严重短缺。

    物理性质

    淡蓝色金属,在29.76℃时变为银白色液体。液态镓很容易过冷即冷却至0℃而不固化。微溶于汞,形成镓汞齐。镓能浸润玻璃,故不宜使用玻璃容器存放。

    受热至熔点时变为液体,再冷却至0℃而不固化,由液体转变为固体时,其体积约增大3.2%。硬度1.5~2.5。常温时镓在干燥空气中稳定。

    很容易水解,尤其是在生理学的pH值下。纯镓是银白色的,可以浸润玻璃,沸点很高,在大约1500℃时有很低的蒸汽压。

    熔点: 29.76℃ ;沸点:2403℃ ;密度 5.904g/cm³

    化学性质

    外围电子排布4s4p,位于第四周期第ⅢA族。

    在潮湿空气中氧化,加热至500℃时着火。室温时跟水反应缓慢,跟沸水反应剧烈生成氢氧化镓放出氢气。加热时溶于无机酸或苛性碱溶液。能跟卤素、硫、磷、砷、锑等反应。

    镓在干燥空气中较稳定并生成氧化物薄膜阻止继续氧化,在潮湿空气中失去光泽。与碱反应放出氢气,生成镓酸盐。能被冷浓盐酸浸蚀,对热硝酸显钝性,高温时能与多数非金属反应;溶于酸和碱中,镓在化学反应中存在+1、+2和+3化合价,其中+3为其主要化合价。镓的活动性与锌相似,却比铝低。镓是两性金属,既能溶于酸(产生Ga)也能溶于碱。镓在常温下,表面产生致密的氧化膜阻止进一步氧化。加热时和卤素、硫迅速反应,和硫的反应按计量比不同产生不同的硫化物。

    生理学:还没有发现镓有生理微量元素的功能。和铝一样,它只通过肠道很微量的吸收。可以利用三氧化二镓在老鼠、家鼠、狗肺部沉积的数据。

    皮下注射镓后,镓在组织中的分布模式是定时的,这和静脉注射很相似。镓在组织中的分布模式取决于摄入镓的剂量。主要的排泄渠道是尿液。癌症患者对镓的清理分为两阶段,半衰期分别为87分钟和24.5小时。

    镓的毒性是和生物的种类相关的。在服用浓度高于750mg/kg时才会表现出对人肾脏的毒性。对老鼠的实验表明,镓会导致镓,钙和磷酸盐在肾中的沉积,这会堵塞肾腔。

    分析化学:Dymov和Savostin曾对镓的分析化学作了全面的回顾。由于镓在环境中的浓度很低,灵敏度是选择探测方法时的主要问题。由于这个原因,最常用荧光计和中子活化法。可以在测量前对样品进行浓缩,例如,通过溶剂提取,提高了灵敏度,但增加了劳动量。8-羟基醌常用于生物材料中镓的荧光测定法。水杨醛二氯腙化碳作为荧光物质,使探测极限降到了2ng/L。pyrrolidinecarbodithioate和二乙基二硫代氨基甲酸盐的混合物用于在中子活化法前提取镓。镓的探测极限可以达到1ng/L。

    原子序数:31

    原子量:69.72

    共价半径:125皮米

    离子半径:82皮米

  • 第一电离能

  • 578.8kJ/mol

  • 电负性

  • 1.6

  • 毒理性质:镓的毒性是和生物的种类相关的。在一项研究中,老鼠的LD50大于220mg/kg,狗的只有18mg/kg。狗的死亡是由于肾功能的衰竭。

    镓和镓的化合物有微弱的毒性,但是没有任何文献表明镓有生殖毒性。相反,硝酸镓可以用于治疗某些疾病。镓容易附着到桌面、手、还有手套上留下黑色的斑迹。

    折叠编辑本段应用领域

    折叠工业用途

    制造半导体氮化镓、砷化镓、磷化镓、锗半导体掺杂元;纯镓及低熔合金可作核反应的热交换介质;高温温度计的填充料;有机反应中作二酯化的催化剂。

    镓的工业应用还很原始,尽管它独特的性能可能会应用于很多方面。液态镓的宽温度范围以及它很低的蒸汽压使它可以用于高温温度计和高温压力计。镓化合物,尤其是砷化镓在电子工业已经引起了越来越多的注意。没有能利用的精确的世界镓产量数据,但是临近地区的产量只有20吨/年。

    镓-68会发射正电子,可以用于正电子断层成像。

    镓铟合金可用于汞的替代品。

    折叠医学应用

    在观察到癌组织对67Ga有吸引力之后,美国国家癌症学会指出稳定的镓对于啮齿动物的肿瘤很有疗效。这曾在癌症病人身上试验过。当服用剂量为750mg/kg时,镓对人的肾脏有害。不停的灌输镓的配制药品可以降低镓对肾小管的毒性。

    折叠编辑本段制备方法

    可由铝土矿或闪锌矿中提取。 最后经电解制得纯净镓。

    主要从炼锌废渣和炼铝废渣中回收提取。

    工业生产以工业级金属镓为原料,用电解法、减压蒸馏法、分步结晶法、区域熔融法进一步提纯,制得高纯镓。 电解法 以99.99%的工业级金属镓为原料,经电解精炼等工艺,制得高纯镓的纯度≥99.999%。以≥99.999%的高纯镓为原料,经拉制单晶或其他提纯工艺进一步提纯,制得高纯镓的纯度≥99.99999%。

    折叠编辑本段储存方法

    由于液态镓的密度高于固体密度,凝固时体积膨胀,而且熔点很低,储存时会不断地熔化凝固。所以使用玻璃储存会撑破瓶子和浸润玻璃造成浪费,镓适合使用塑料瓶(不能盛满) 储存。

    折叠编辑本段最新研发

    2014年9月23日,美国北卡罗来纳州一个科研团队日前研发出一种可进行自我修复的变形液态金属,距离打造"终结者"变形机器人的目标更进一步。

    科学家们使用镓和铟合金合成液态金属,形成一种固溶合金,在室温下就可以成为液态,表面张力为每米500毫牛顿。这意味着,在不受外力情况下,当这种合金被放在平坦桌面上时会保持一个几乎完美的圆球不变。当通过少量电流刺激后,球体表面张力会降低,金属会在桌面上伸展。这一过程是可逆的:如果电荷从正转负,液态金属就会重新成为球状。更改电压大小还可以调整金属表面张力和金属块粘度,从而令其变为不同结构。

    北卡罗来纳州立大学副教授迈克尔·迪基(Michael Dickey)说:"只需要不到一伏特的电压就可改变金属表面张力,这种改变是相当了不起的。我们可以利用这种技术控制液态金属的活动,从而改变天线形状、连接或断开电路等。"

    此外,这项研究还可以用于帮助修复人类切断的神经,以避免长期残疾。研究人员宣称,该突破有助于建造更好的电路、自我修复式结构,甚至有一天可用来制造《终结者》中的T-1000机器人。

❹ 煤和含煤岩系中潜在的共伴生矿产资源

———一个值得重视的问题

摘 要 煤是一种具有高度还原障和吸附障性能的有机岩和矿产,在特定的地质条件下,可以富集一些有益金属元素,并达到成矿的规模。综合国内外一些研究资料,论述了煤和含煤岩系中有益金属铌、镓、铼、钪的丰度、赋存状态、地质成因以及利用的可能性。煤中稀有金属元素富集或成矿的研究,是煤地球化学和矿床地球化学重要内容之一,值得进一步加强。

任德贻煤岩学和煤地球化学论文选辑

煤的微量元素组成中有一些珍贵的有益元素,有的已富集成相当规模的共伴生矿床,日益受到重视。例如,在哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦和新疆伊犁、吐-哈等侏罗纪含煤盆地中,都发现了煤层顶板砂岩层及部分煤层中共生的大型铀矿床,其中有的已形成生产能力。又如,在云南临沧、内蒙古乌兰图嘎矿区和俄罗斯滨海边区所发现的中、新生代大型褐煤—锗矿床,这些矿床的主要特征见于众多文献[1~8]

近年在煤中又陆续发现了高度富集的镓、铌、铼、钪等稀有金属元素以及稀土元素和银、金、铂族元素等贵金属元素。这些高含量的煤中微量元素,不少都是潜在的重要战略矿产资源,或者是经济上可回收利用的煤加工的副产品。加强对其勘查,深入研究其赋存状态和富集规律,有利于充分、合理利用煤炭资源及共伴生的矿产资源,发展循环经济。

本文综合文献及已知信息,仅就铌、镓、铼、钪等元素,简述如下。

一、铌(Nb)

铌是一种抗蚀性强的高熔点的稀有金属,其合金超耐热、超轻,可用作导弹、火箭和航空航天发动机的重要材料,也是重要的超导材料,是世界上需求量较多的稀有金属。地壳中铌的克拉克值为21μg/g,据Ketris和Yudovich[9],全球煤中铌的平均含量为3.7μg/g。俄罗斯学者Середин建议当煤中铌含量≥300μg/g时,可作为伴生有用矿产评价[6]

煤中铌的异常可能是同生的,主要是与风化壳共生的煤往往富含铌,在表生带条件下,铌可与有机酸结合,如在含黄腐酸的溶液中有含铌矿物粉末,在4、5个月中可使溶液含铌达1mg/L即高出自然水中的几百倍。

其次,当煤层中有酸性火山碎屑蚀变的tonstein时,亦会与其相邻的煤中铌富集,Hower等报导美国肯塔基州东部FireClay煤层的tonstein夹矸层上下分层的煤中铌含量异常高,分别达到55~88μg/g和76~150μg/g[10]

煤中铌的异常亦可能是受含金属热液的影响,Seredin报道[11],俄罗斯远东地区一个地堑型始新世褐煤,由于受富含铌的碳酸型热液的改造,使煤中铌含量达60μg/g。

世界上一些煤中富含铌,俄罗斯库兹涅茨煤田二叠纪煤中铌含量可达30~50μg/g,而煤灰中达180~360μg/g,米努辛斯克石炭—二叠纪煤田伊塞克斯煤产地30号煤层中铌含量为90μg/g,而煤灰中铌含量为580μg/g。波兰日塔夫煤田两层厚达90m和22m的中新世褐煤中富集铌,其煤灰中铌含量超过200μg/g[6,12,13]

广西合山上二叠统煤中铌含量均值为50μg/g,其中柳花岭矿4煤层1.1m厚的上分层煤中含铌126μg/g,换算成煤灰中含铌689μg/g[14]。据Dai等,贵州织金煤田上二叠统34号煤层铌含量的均值为64μg/g,大方煤田上二叠统3号煤层铌含量为80μg/g[15~17]

Spears和Zheng[18]对英国主要煤田煤的分析表明,伊利石是煤中铌的主要载体。刘大锰等[19]对山西安太堡矿的分析,也得出了相似的结论。俄罗斯库兹涅茨煤田煤中铌主要富集在烧绿石和钽铁矿中。Palmer等[20]用六步逐级化学提取方法证实,所研究煤中66%的铌为有机态。Querol等[21]对土耳其Beypazary新近纪含硫褐煤的研究表明,煤中以有机态铌为主。由此可见,不同煤中,铌的赋存状态各不相同,因地而异。

代世峰等[22]、周义平[23]报道了中国西南地区受碱性火山灰影响的煤和碱性火山灰蚀变黏土岩夹矸(Tonstein)中高度富集Nb。碱性Tonstein不仅可以作为等时标志层,而且可以根据含煤岩系中碱性Tonstein的层数、厚度的空间分布规律,有可能寻找到古火山口的位置,对于与碱性火山岩建造有关的稀有元素找矿具有重要的意义。

二、镓(Ga)

镓是典型分散元素,是用于光纤通讯设备、电脑和彩电显示的材料。镓的克拉克值为16μg/g[24]。在自然界难以形成独立的镓矿床,而主要从铝土矿及闪锌矿矿床开采中综合回收。全球煤中的镓含量为5.8μg/g,而煤灰中镓含量的均值为33μg/g[9]。我国煤中镓含量的均值为6.5μg/g[7]

世界上有些煤田煤中镓含量比较高,一些煤的煤灰中镓含量高达几百μg/g,因此,富镓煤的燃烧副产品具有提取镓的潜力。根据全国矿产储量委员会1987年的规定,各类含镓矿床中镓的工业利用标准:铝土矿矿石镓为20μg/g,而煤为30μg/g。

周义平和任友谅[25]的研究表明,西南地区上二叠统的煤灰中镓含量可达63.7~401.5μg/g,主要呈有机态,在<1.3g/cm3密度级的煤样的灰分中较为富集。贵州紫云轿顶山上二叠统煤中镓含量均值为375μg/g。贵州织金龙潭组底部34号煤含镓100μg/g。重庆松藻煤田11号煤层煤中镓含量为32μg/g[22]。此外,浙江长兴上二叠统若干煤,宁夏石炭井、石嘴山矿区晚古生代中镓含量亦超过30μg/g。

内蒙古准格尔煤田黑岱沟巨厚煤层6号煤是煤中镓富集的一个典型实例[26,27]。该煤层中Ga的含量均值为44.6μg/g,有的分层可达76μg/g,微区分析表明,镓的主要载体是煤中的勃姆石,部分分布在有机质中[26,27]。不仅如此,该煤中亦超常富集Al,导致该煤层的燃煤产物高度富集Al2O3,Al2O3在粉煤灰中的含量超过50%,因此,黑岱沟6号煤层是一个与煤共(伴)生的镓—铝矿床。在黑岱沟南部和北部的哈尔乌素和官板乌素煤中镓虽然富集,但尚未达到工业品位。随着近年来煤炭产量的增加,黑岱沟富镓和铝的煤炭资源量逐年递减,应引起相关部门的高度重视,以保护这块稀有的煤炭资源。另外,燃烧该区6号煤层的电厂所排放的粉煤灰经过常年的累积,形成了富Al和Ga的人工矿床,该人工矿床中Al和Ga的分布规律、赋存形态和迁移特征值得进一步深入研究。

俄罗斯米努辛斯克煤田切尔诺戈尔煤产地“两俄尺”煤层煤中含镓30μg/g,煤灰中含镓375μg/g;俄罗斯远东地区拉科夫斯克煤产地中新世含锗煤中含镓30~65μg/g,煤灰中含镓100~300μg/g。美国肯塔基州西北部石炭纪煤层“阿莫斯”的低灰煤中,煤灰中含镓140~500μg/g[28]

Affolter(1998)研究表明,美国肯塔基州某大型电厂,原料煤灰分含镓70μg/g,炉渣含镓<22μg/g,粗粒飞灰中为67μg/g,镓相对富集在细粒飞灰中,其含量为110μg/g。Mar-don和Hower[29]研究表明,美国肯塔基州东南部燃煤电厂的各级产物中,原料煤煤灰含镓61μg/g,灰渣中为26μg/g,而电除尘器所获的飞灰中镓为169μg/g,相当富集。据方正和Gesser[30],取自加拿大、以色列和中国的煤烟尘镓的含量达100μg/g以上。

由此可见,燃煤副产品,主要是细粒飞灰,已成为世界上从矿产中综合回收镓的第三种主要来源。

三、铼(Re)

铼是具有超耐热性的稀有金属,是新一代航空航天发动机的材料,属战略性矿产资源,也是高效催化剂和制造新医疗器械的材料。铼是极度分散的元素,地壳中铼的克拉克值仅为0.6ng/g[24]。作为伴生金属利用时,要求矿产中铼的含量不低于2ng/g。哈萨克斯坦热兹卡兹干含铜砂岩型铜矿床中,铼局部达到工业品位。俄罗斯Середин[6]建议,当煤中含铼超过1μg/g时,可作为有益的伴生铼矿产资源予以评价。

根据Клер和Неханова1981年报告,乌兹别克斯坦安格连侏罗纪煤中含铼0.2~4μg/g,铼源自盆地周围母岩。据Валиев等(1993)研究,塔吉克斯坦斯坦纳扎尔-阿依洛克侏罗纪煤产地无烟煤中,低灰煤(Ad=3.2%)含铼2.1μg/g,而灰分较高的煤(Ad=17.9%)含铼3.3μg/g,这表明该地煤中既有有机态铼又有矿物态铼。

西班牙北部埃布罗盆地碳酸盐岩系中的褐煤含铼9μg/g,这种“褐煤”富含沥青质,灰分很高,其特性接近油页岩。

淋滤型铀—煤矿床的煤中往往富集铼。哈萨克斯坦下伊犁铀—煤矿床4m厚煤层的还原带上部的富铀矿带,铼含量均值为9.5μg/g;煤层的过渡带下部铼含量均值为4.2μg/g。煤作为还原障能使溶液中高铼酸盐还原并富集。

根据Юровский1968年的报告,顿涅茨煤田南普利沃尔尼扬矿长焰煤的精煤(Ad=8%)含铼4μg/g。

用高分辨ICP-MS方法测定煤中铼的含量,在我国大多数样品中未检测出铼,但在河北开滦、山东济宁、山西晋城个别煤矿太原组煤中,贵州兴仁上二叠统个别煤层中以及江西安源上三叠统个别煤样中,测出铼含量为0.106~0.39μg/g,这些值虽低于伴生矿产评价所需的值,但已高出铼的克拉克值百余倍到几百倍,相对富集,值得今后进一步关注。新疆早、中侏罗世的淋滤型铀-煤矿床煤中的铼应引起重视。

四、钪(Sc)

钪是一种超耐热制造轻质合金的稀有金属,价格昂贵,目前主要从提炼钨、钛、铀等金属的废渣(钪含量为80~100μg/g)中提取,出率相当低。Середин提出,当煤灰中钪的含量超过100μg/g时,可作为有益的燃煤副产品予以评价[6]。据Ketris和Yudovich的报道,全球煤中钪含量均值为3.9μg/g,而且煤灰中钪含量均值为23μg/g[9]

近年研究表明,有些煤产地煤灰中钪含量相当高。俄罗斯库兹涅茨煤田的切尔尼戈夫露天矿、卡尔坦露天矿和南吉尔盖依矿的个别煤层煤灰中含钪100~200μg/g[31]。Юровский对煤进行重液分离后发现库兹涅茨煤田切尔诺戈尔煤产地低密度的精煤中含钪量400μg/g,因此在选煤阶段可提取富集钪的精煤。俄罗斯米努辛斯克煤田一些煤层的煤灰中含钪95~175μg/g,在低密度级的煤中钪含量达到400μg/g。俄罗斯坎斯克—阿钦斯克侏罗纪煤田别廖佐夫煤产地1号煤层的上分层煤含钪230μg/g,其灰中钪含量则达870μg/g[32]

美国肯塔基州西北部阿莫斯煤层很薄(<0.5m),在其底部8.2cm厚的分层中,煤灰中钪含量达560μg/g[28]

广西合山上二叠统煤田中钪含量均值较高,为42.2μg/g,而在其溯河矿4号煤层中部煤灰的钪含量达221μg/g[14]

煤中其他含量异常高的元素并有可能回收的副产品还有V、Sb、Cs、Mo、W、Be、Ta、REEs、Zr、Hf等。

煤中共伴生有益矿产资源的勘查与评价很有意义。在煤炭资源勘查中如缺失此项工作,很难弥补。在从事此项工作时,需要注意以下事项。

(1)优选最佳的有益元素测试方法,以确保测试成果的可靠性。

(2)由于煤中共伴生有益元素往往富集在煤层的局部层位和特定的空间,因此要注意合理布置采样点,以掌握其富集成矿的规律。

(3)煤中有益金属元素的利用最佳途径是从粉煤灰中进行提取。因此,研究有益元素在煤炭燃烧及其他加工利用过程中的习性,及有益元素在煤副产品中的富集程度及其回收的可能性是非常重要的。

(4)煤中共伴生有益矿产往往是多金属的,除有益元素外,往往又有潜在有害元素,因此,必须进行全面的技术经济和环境评估,以保障开发中尽量减少潜在有害元素的对环境和人体健康的影响。

参 考 文 献

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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

( 本文由任德贻、代世峰合着,原载《中国煤炭地质》,2009 年第 21 卷第 10 期)

❺ 谷歌地球中的诺亚方舟是什么

一、先从全球地质情况来说:2005年太平洋海啸,可能是全球大灾难的预演,接下来便是全球范围内接二连三的地震。离我们近的就是512大地震,台湾大地震,还有意大利的地震等等,地震频繁的程度要远远高于上个十年。

二、全球极端异常气候在增加,暴雨与暴雪交替,酷暑与严寒相伴。去年年初的雪灾是从来没有过的,而近年来的台风强度也越来越强,对陆地的危害也越来 越大,造成的伤亡也是巨大的。

三、 从经济角度去分析:如果诺亚方舟真的在建造,就不难解释全球金融危机了。全球金融危机使多少万亿的财富蒸发,而资本是不灭的,那么这笔巨大的财富跑哪里去了呢?我们可以天真的认为去造诺亚方舟了。有以下证据可以佐证 :

1、电影里说过,一张票值10亿欧元,这就不难理解那么多超级富豪为了购买船票,抽逃资金用于购买船票,资金跑的多了,就形成了金融危机。而如今的美 圆贬值是不是又证明了用欧元购买门票这一事实。

2、2007年起,全球贵金属大涨,虽然当时全球经济比较热,但有色金属的大涨已经远远超过其供求关系,是不是建造诺亚方舟用去了大量的金属以至于造成贵金属的供不应求。而全球铁矿石最大的需求国在中国,而中国恰恰是诺亚方舟 的建造地。

3、从金融危机来看,全球的发达及发展中国家都迫不及待的提出了经济刺激计划,动辄就是上千亿美金的经济刺激计划,为何国际社会如此高度的一致,是不是各国政要们以经济刺激为幌子在拿纳税人的钱来建造自己的方舟呢? 全方位

4、全球金融危机令全世界多部分国镓经济崩溃,而惟独中国屹立不倒,只能说明全球的财富正在不断向中国集中。而中国正在用这笔巨大的财富建造诺亚方 舟。

四、近来被多次提到的二十国峰会如此密集的召开,是否是各国首脑在为争夺方舟的席位进行激烈的辩论?为何此时不在提八国,而是阔大到二十国,可能就是因为建造地在中国,而全球大部分的资源都集中在发展中国镓手里。拉上这些 国镓,才能使方舟造起来更顺利。

五、阿富汗战争升级,是否是发达国镓以阿富汗战争为幌子,向巴基斯坦接壤的中国西藏地区运输重要的物资?如果在太平时期,如此大规模的物资运送肯定 会被全世界人民怀疑。

六、中国青藏铁路的通车时间为2006年7月,为什么中国**急急忙忙的不顾多年冬土的危害要修这么条铁路呢?又什么花了如此代价却只修了单线呢?是不是 因为大批的物资只有进没有出呢?

七、假如诺亚方舟再造,那么什么人有资格登上船呢?

第一、各国首脑是肯定要登船的,人类到什么时候,都不可能缺少领导者。

第二、各种理工科的科学家,比如建筑、计算机、医药、农业、气候、地质、 物理类的。

第三、各种超级富豪,他们以高价买了船票,就足以证明他们的头脑高于常人 。

第四、全球所搜集的高智商青少年,例如高智商的组织门萨协会等。

第五、少部分艺术类的天才,比如迈克尔杰克逊,可惜死了,死得很蹊跷!

❻ 镓的地球化学性质

一、镓的物理性质及用途

金属镓呈银白色,质软,在与人体相当的温度(37℃)下便熔化成液体。镓的熔点低但沸点很高,是液态范围最大的金属,其熔点为29.78℃,沸点为2403℃,29.6℃时密度为5.904g/cm3

常温下,镓在空气中很稳定,因为其表面会形成一层薄氧化膜,即使在达到红热程度时也会与空气隔绝而不会被氧化。

镓特殊的物理性质,使其成为一种性能优良的电子材料。以GaAs、GaP、GaSb为主的镓系化合物半导体是电子工业的基础材料,在光电子学领域和微波通讯领域应用极为广泛,主要用于发光二极管、激光二极管、光探测器、太阳能电池、高速和超高速集成电路、可视显示设备及微波固态器件。镓在冶金、化工、医学等方面也有不少应用。近十年来,随着工业发展尤其是高新技术的发展,镓的应用拓展了许多新的用途,计算机、液晶-等离子电视和航天技术是新兴起的三大应用领域。在发展和需求的推动下,镓的应用研究非常活跃,10年来全世界发表镓应用技术的实验研究论文数千篇,一些新型技术和材料在不断涌现,全世界对镓的需求量也在不断增长。20世纪90年代初全世界镓的年消费量约为60~70t,2000年时已超过了100t,并且还在不断增长,其中90%以上用于制造镓化合物半导体材料。因此,镓被誉为“电子工业的食粮”。

我国对镓的应用研究早在20世纪50年代就已开始,但由于受工业发展的限制,直到90年代,国内镓消费量很小,这样一个镓资源大国镓的年消费量仅为数吨,生产的镓90%出口到国际市场。从20世纪90年代后期开始,国内镓消费量开始增长。随着国内高新技术、航天技术等迅速发展,镓的需求量还会快速增长。因此,开展我国镓资源及镓应用的战略研究是非常必要的。

二、镓的地球化学性质

(一)镓的地球化学参数

镓位于元素周期表第四周期第三族中,在其四周的元素中,上方为铝,下方为铟,左为锌,右为锗。其原子序数为31,原子量为69.72。

镓有两个稳定同位素,即69Ga和71Ga,它们在自然界中的相对丰度为69Ga=60.5%,71Ga=39.5%。镓同位素是否也像其它元素的同位素组成一样具有地质意义,目前还没有详细的研究。

表9-1和表9-2列出了镓的地球化学参数及镓与某些性质相近元素地球化学参数的对比。在元素地球化学分类中,戈尔德施密特将镓划归亲铜元素,查氏分类中将镓划归硫化

表9-1 镓的地球化学参数

表9-2 镓的主要地球化学参数与相关元素对比

物矿床典型元素族,费氏将其划归金属元素场。综合起来,几种分类的共同之处都在于说明镓以亲铜元素的身份成为硫化物矿床中富集的典型金属元素。这是由镓的地球化学性质所决定的。镓在6配位时的离子半径与硫化物矿床中常见Zn、Sn、Cu、Fe2+、Fe3+、Sb等元素的离子半径接近(表9-3),尤其是镓的电子构型与Zn类似,与Pb2+不仅配位数不同而且离子半径差别也很大。因此,镓在自然界通常能够进入Zn和Fe组成的矿物,而在Pb矿物中含量很低。另一方面,Ga3+离子半径与Al3+和Fe3+离子相近,其正3价电子都分布在最外部电子层上,因此最早时镓有“类铝”的说法。镓的这一特性又决定了其地球化学性质的另一面,即镓在氧化条件下地球化学性质与铝和铁尤其是与铝相似,具有强的亲石(亲氧)性质。这是镓与其它分散元素明显不同的特点,这也使得镓更广泛地参与到各种地质作用中去。

表9-3 镓与相关元素的离子半径对比表

(二)镓的丰度

目前大家比较公认的镓的地壳丰度为15×10-6,刘英俊等(1984)也推荐这一数值。关于镓的丰度,随着分析方法的提高其可靠性也在不断提高。克拉克和华盛顿(1924)确定的值为n×10-5,费尔斯曼(1933—1939)的数值为1×10-5,戈尔德施密特(1937)、维尔纳茨基(1949)、泰勒(1964)给出的数值均为15×10-6,维尔纳茨基(1962)给出了19×10-6的地壳丰度。泰勒(1980,1982)给出的大洋地壳和大陆地壳镓的克拉克值分别为17×10-6和18×10-6。黎彤(1985)给出的地壳丰度为15×10-6,1997年给出的中国大陆岩石圈镓的丰度为14.1×10-6

以上不同学者给出的数据以15×10-6居多,这一数值可以作为地壳镓的克拉克值。相比较而言,镓在地壳中的含量是相当高的,比其他分散元素的地壳含量高出1~2个数量级,甚至比W、Sn、Mo、Be、Sb、Hg等元素的地壳含量高出许多。这是镓在地球化学性质上亲氧(石)性质而与铝相伴随的结果。

据泰勒(1982)的资料,初始地幔镓的丰度为3×10-6,但是来自地幔的岩石镓含量一般都高于此值。

根据Cameron(1973)的资料,陨石中镓的含量为48×10-6。陨石中镓的含量是直接测定的,不同类型的陨石及不同学者测定的结果也有很大的出入。据欧阳自远(1988)的统计,13个铁陨石含镓为0.17×10-6~100×10-6,中国南丹铁陨石含镓81.9×10-6。刘英俊等(1984)统计结果显示,铁陨石含镓0.2×10-6~96×10-6,石陨石含镓0.9×10-6~20×10-6。月球物质中含镓一般为2.4×10-6~6.1×10-6,大致相当于地幔的镓丰度。

(三)镓在岩浆岩中的含量

镓在岩浆岩中的性状具有明显的亲石性而与铝紧密相关,在岩浆结晶过程中类质同象进入含铝硅酸盐造岩矿物中,因此造成镓的分散性质。尽管不同类型的岩浆岩具有不同的镓含量,但镓与铝具有正消长关系,我们对中国13个岩体的分析及收集到的各类岩浆岩镓的含量及其与铝的关系如图9-1所示。

超基性岩镓的含量明显低于镓的地壳丰度(15×10-6 ),最高 10×10-6左右,低者仅1×10-6~2×10-6,碱性岩含镓最高,明显高于地壳镓丰度及其它岩类,中性岩石含镓与地壳丰度接近,酸性岩含镓略高于地壳丰度。从超基性岩→基性岩→中性岩→酸性岩→碱性岩,镓含量增高且呈现良好的线性分布特点。岩浆岩中镓的含量比其它分散元素如 Ge、In、Tl、Cd等都要高出很多。

图9-1 岩浆岩中镓与铝的关系

据刘英俊等(1984)研究结果显示,岩浆岩的Ga/Al比值的变化是有规律的。由超基性岩、基性岩向酸性岩和碱性岩方向,Ga/Al比值明显增大(图9-2)。因此,Ga/Al比值可作为划分岩浆演化阶段的化学指示剂。

图9-2 岩浆岩中Al2O3含量及Ga/Al比值随SiO2含量的变化关系

岩浆岩中造岩矿物镓含量的一些分析结果见表9-4,总体来说,在造岩矿物中,斜长石、黑云母和白云母含镓最高,辉石、角闪石、橄榄石和石榴子石镓含量在同一个水平上,都低于10×10-6。在基性岩、中酸性岩中,斜长石中镓的含量一般高于云母类矿物,因此可以认为,斜长石是最主要的含镓造岩矿物。刘英俊等(1984)研究认为,超基性岩中斜长石含镓为10×10-6~15×10-6,辉石含镓3×10-6~5×10-6,角闪石含镓4×10-6~8×10-6;基性岩中70%~80%的镓集中在斜长石中(20×10-6~25×10-6);中酸性岩中斜长石携带了全部镓的65%~90%,虽然云母矿物含镓相当高,但矿物含量有限,携带镓的总量明显低于长石(表9-5)。

表9-4 岩浆岩造岩矿物中镓的含量(×10-6

表9-5 镓在花岗岩主要造岩矿物中的分配

(四)镓在热液作用中的地球化学行为

我们在研究与岩浆作用有关的铅锌矿床的过程中,分析了山东香夼矿床的花岗闪长斑岩在矽卡岩化及蚀变过程中的成分变化,其中Ga、Al2O3和SiO2的含量如表9-6所示。可以看出,花岗闪长岩在蚀变过程中,Al2O3和SiO2呈下降趋势,矽卡岩的Al2O3和SiO2含量最低,而Ga含量及Ga/Al比值呈明显的上升趋势,矽卡岩含Ga最高,这种变化在图9-3中更明显地表示出来。但是,我们对几个蚀变矿物Ga含量的分析发现,绿泥石和绿帘石含Ga明显高于其他矽卡岩矿物,含量在50×10-6~77×10-6之间,而辉石和石榴子石含Ga仅n×10-6。在夕卡岩中,绿帘石和绿泥石含量可达40%左右,可见这两种矿物是夕卡岩中主要的载Ga矿物。这说明,在岩浆岩蚀变及夕卡岩化过程中,Ga仍然与Al和/或Fe紧密伴随,并没有大量进入流体相,这也从矿石含Ga很低(10×10-6~15×10-6)得到证实。

表9-6 山东香夼铅锌矿床花岗闪长斑岩在蚀变过程中Ga、Al2O3、SiO2的含量变化

图9-3 花岗闪长斑岩在蚀变过程中Ga、Al2O3、SiO2的变化

刘英俊等(1984)对花岗岩在云英岩化和苏州碱质花岗岩在钾质和钠质蚀变过程中Ga的变化的研究也得出了与上述结果类似的结论。沉积岩和变质岩以及其它类型的岩浆岩蚀变过程中Ga的变化还未见到十分系统的研究。

上述蚀变都属于高温热液蚀变。大多数情况下,低温蚀变由于蚀变带不甚发育,蚀变分带不明显,研究资料还较少。与高温蚀变结果不同的是,尤其是在某些低温热液型铅锌矿床中,Ga明显得到了富集,如我国广东凡口、大宝山,贵州牛角塘、杉树林,湖南渔塘等铅锌矿床矿石含Ga最高可达50×10-6~100×10-6。一个十分明显的现象就是产于沉积岩中的铅锌矿床,Ga含量明显高于与岩浆活动有关的铅锌矿床。

与岩石中Ga的地球化学行为不同的是,岩石中的Ga与Al表现出亲密关系,而Ga进入成矿热液后其地球化学性质表现为亲硫(铜),可以大量富集在以闪锌矿为主的硫化物矿物中,进而成为人类可以利用的有用金属。这种现象可能与以下几种因素有关:①硫化物矿床矿石中的Al2O3含量明显低于岩石,一般在5%~10%以下,有些甚至低于1%,没有足够的含铝矿物形成可能会使Ga另谋出路;②岩石中的Ga处于氧化环境,而成矿流体属于强的还原环境,在这两种环境中Ga的地球化学性质可能也是不同的;③Ga的正三价态是最稳定价态,此价态下Ga属于6配位离子,与闪锌矿中的Zn2+和Fe2+同属于6配位,且闪锌矿是硫化物矿石中最常见和最主要的矿物,Ga容易进入其中得到富集。

刘英俊等(1984)认为,热液作用中镓也表现为一定程度的亲石性质而在某些铝硅酸盐矿物如绿泥石中存在。表9-6的数据也说明了这一点。我们对比研究发现,当硫化物矿床中这类铝硅酸盐矿物大量存在时,硫化物中Ga的含量明显降低。

(五)镓在表生过程中的地球化学行为

在热液作用过程中Ga具有亲硫(铜)性质而与锌关系密切,但在表生条件下,镓的地球化学行为仍表现为亲石性质而与铝关系密切。最明显的例子就是,富含镓的铅锌矿床氧化带中的锌矿物含镓都很低,氧化铁矿物及粘土矿物含镓则高得多(表9-7)。这说明在硫化物氧化过程中镓转移到了含铝、铁的氧化物中。目前的研究表明,其它类型的硫化物矿床在氧化过程中,微量的镓也都转入含铝和含铁相。

表9-7 广东茶洞多金属矿床中闪锌矿和氧化锌矿物镓含量

图9-4 卡麦隆花岗岩风化剖面Ga与Al2O3的关系(Hieronymus等,2001)

20世纪90年代初,我们曾对花岗岩中的斜长石在风化过程中微量元素的变化做过测定。基岩中的长石以斜长石为主,含量约为40%~50%,颗粒粗大,大者达 2~3cm。从垂向上,长石的变化顺序为:未风化长石→半风化长石(保持长石晶体外形,仍然坚硬,部分已变为高岭石)→高岭石(块状)→高岭土(松散土状),分析发现,随着风化程度的增高,尽管 Cu、Pb、Zn、Ag等变化很大(风化程度越高,这些元素含量越低),但 Ga含量变化不大,基岩中的斜长石含 Ga 为 31×10-6 ~44×10-6 ,半风化长石含 Ga 为 34×10-6 ,块状高岭石含 Ga 17×10-6 ~28×10-6 ,即使风化的最终产物高岭土也含有 18×10-6~23×10-6的 Ga。这说明岩石在风化过程中,Ga与 Al的紧密关系避免了其流失,使其从一种含铝矿物转移到另一种含铝矿物。同样的结论由 Hieronymus等(2001)研究卡麦隆花岗岩风化剖面中得出(图 9-4),也就是说,风化过程中 Ga 与 Al 是同步增长的。然而,也有相反的情况存在,如巴西 Tucurui地区玄武岩风化层及铝土矿层中的 Ga与 Al2O3呈负相关,而与 Fe2O3呈正相关(图9-5)。

图9-5 巴西玄武岩风化剖面Ga与Al2O3和Fe2O3的关系

沉积岩中的镓随岩性的不同存在较大的差别,板岩、板岩+粘土、砂岩、碳酸盐岩和深海粘土的Ga丰度分别被界定为19×10-6、30×10-6、12×10-6、4×10-6和20×10-6。El Wakeel等(1961)对现代海底沉积物分析发现,深海红色粘土含Ga为20×10-6,石灰泥浆含Ga为12×10-6,燧石泥浆含Ga为18×10-6,最近10年所获得的数据也都与此接近。相对于地壳丰度来说,砂岩和碳酸盐岩尤其后者是贫Ga的。具体到某一确定地区的岩石,Ga含量虽有差别,有时差别还很大,但总体趋势是Ga与Al紧密相关。沉积岩中的B、Ga也可以作为沉积作用的指相标准,如程安进(1994)利用B、Ga含量和B/Ga比值研究了安徽巢县二叠纪地层沉积环境,其B、Ga含量及B/Ga比值见表9-8。

表9-8 安徽巢县二叠纪地层的B、Ga含量及比值

沉积过程中,由于镓与铝的密切关系,在铝大量聚集时镓也往往形成工业富集,如沉积铝土矿中的镓具有重要的经济意义,是世界镓的最主要来源。

镓在变质岩中的分布,主要取决于原岩成分和变质程度。原岩贫镓者,变质岩含镓亦低,如低镓的基性-超基性岩经变质后,镓含量依然很低;碳酸盐岩变成大理岩,镓含量甚至会降得更低。可以肯定的是,变质过程中镓的变化仍与铝关系密切。分析发现,变晶矿物如斜长石、夕线石、富铝石榴子石、蓝晶石以及角闪石都不同程度含有镓,其中斜长石镓含量可达30×10-6,仍然是变质岩中主要的含镓矿物。

图9-6为滇西不同变质岩残片的Ga-Al2O3关系图。从图中可以看出,变质岩中的Ga不仅与Al2O3含量呈正相关,而且在同一变质岩残片中,随着变质程度的加深,Ga含量有降低的趋势。更重要的一点是,利用Ga-Al2O3关系,可以看出不同变质岩残片之间的关系。仅就图9-6来看,苍山、雪龙山和石鼓变质岩具有一致的Ga-Al2O3变化趋势,而崇山群与高黎贡山群具有一致的Ga-Al2O3变化趋势。这说明它们可能属于不同的古大陆。

图9-6 滇西变质岩残片的Ga-Al2O3关系图

镓在海水中的地球化学行为与铝也是类似的(Orians,et al.,1988),因此可以结合Al来判断海水的深度(Measures,et al.,1988,1992;Shiller,1998)。世界海水的平均镓含量被确定为0.05×10-9,近期的研究显示海水中镓的分布是不均匀的。大西洋海水在其近表面含镓较高,向下在1000m左右处降低,再往深部又开始升高而后变得稳定,而在有些海盆地底部海水中镓明显富集,在挪威海,从海水表面向深部,镓含量稳定地升高(Shiller,1998)。

海水中镓最主要的来源是陆地(Bertine,et al.,1971;Shiller,et al.,1996),进入海水的土壤级别粒度的大气尘含镓可达22×10-6,被认为是海水镓的另一来源(Chester,et al.,1974)。Shiller(1988)认为,底部海水高的镓浓度是海底沉积物再次悬浮溶解造成的。另外,海底火山作用也是镓的重要来源。

在海水中,镓比铝稳定,因此停留的时间比铝长5~10倍,一般铝在海水中停留1~6.5年,而镓可以停留5~22年,与锰的停留时间一致(Statham,et al.,1986;Jickells,et al.,1994)。因此,海水中Ga/Al比值也可以作为地球化学变化的参数。

三、镓的资源状况

镓资源的研究并不像镓的应用研究那样活跃。主要原因在于全球地质学家们都认为镓没有单独的矿床形成,镓来自铅锌矿床、铝土矿床和煤三大矿床类型的副产品。因此,镓的成矿研究基本处于停滞状态。

镓是一种典型的分散元素,虽然在实验室合成了数十种镓的化合物,但自然界发现的镓矿物只有2种,更是尚未发现一处独立的镓矿床。Phillip(1990)报道,世界铝土矿伴生镓储量10万t,闪锌矿中伴生镓6500t,合计镓储量106500t。虽然这一统计数字并不一定准确,但也说明全世界已经确认的镓储量是很少的。伴生镓资源的另一个特点是,随着主金属矿产的耗尽,伴生的镓也就不复存在。因此,在开发主金属矿产的同时,如不重视回收镓,就会造成镓资源的短缺。

国外镓生产国主要有法国、德国、美国和日本。铝生产大国基本上都是镓的产出大国。20世纪90年代初以前,镓最主要的来源为铝土矿,占镓生产量的50%以上,闪锌矿中回收的镓约占40%,其余不足10%。90年代美国和加拿大联合进行煤灰中镓的回收研究,该项技术已经投产,使煤中原本不够工业利用价值的镓得以回收利用。

据1993年资料,我国镓资源非常丰富,全国已发现富镓矿床上百处,探明镓储量10多万吨,其中50%以上为铝土矿中的伴生镓,其次为铅锌矿和其他矿床中伴生的镓。已探明的镓储量分布于全国21个省区,但主要集中在山西(占镓总储量的26%)、吉林(20%)、河南(15%)、贵州(13%)、广西(9%)和江西(5%)(中国地质矿产信息研究院,1993)。

镓的回收主要有两种途径,即从氧化铝生产和闪锌矿冶炼过程中回收。我国的镓主要来源于前者。早在1957年,山东铝厂就研制出了从低品位铝土矿烧结法生产氧化铝的循环母液中提取镓工艺,开创了我国镓的回收生产史。经过30多年的不断完善和改进,这一工艺至今是我国生产镓的主要方法,已被国外广泛采用。80年代建立起来的氧化铝拜耳液提取镓工艺,使镓的生产能力得到了明显提高。我国对闪锌矿中镓的回收利用技术也是成熟的,与铝土矿中镓的提取相比,闪锌矿中镓的回收成本较高,因此,这部分镓回收利用率极低,造成了镓资源的极大浪费,如果同时回收闪锌矿中的镓、锗、铟、镉,其成本必然下降。因此,闪锌矿中镓的回收研究还是一个值得下功夫的问题。

国外对镓的研究较早始于20世纪40年代,大规模开展于50年代,最多的研究内容是其在各种地质体中的含量及其地球化学性质。我国对镓资源的研究始于20世纪60年代,研究的重点是铝土矿中的镓(刘英俊等,1963;刘英俊,1965a,b),随后的几十年中,铝土矿中的镓一直是镓资源研究的重点。1982年,刘英俊总结了我国含镓矿床的主要成因类型(刘英俊,1982),提出除铝土矿外,闪锌矿是镓的重要来源。实际上,我国对铅锌多金属矿床中镓的研究始终处于零敲碎打的状态,凡是冠以“研究该类矿床微量元素”者都会不同程度地涉及到镓,但针对镓的地球化学性状、富集机理、存在形式等的专门研究很少。这些都与国内镓工业应用的发展水平有关。

❼ 镓的矿物学

与其它分散元素相比,镓具有很高的地壳丰度,无论是沉积岩还是岩浆岩,都含有10×10-6~30×10-6的镓,其含量与铅接近。镓通常在某些类型的铅锌矿床、铝土矿床、某些类型的明矾石矿床及煤中具有较大规模的富集。但是,镓矿物数量是分散元素家族中最少的元素,到目前为止,全世界只发现了2个镓的独立矿物。而且这两个矿物全部发现于同一个矿床,其量很少。因此可以说,接近100%的镓都存在于其他元素组成的矿物中。

一、镓的独立矿物

(一)硫镓铜矿

硫镓铜矿英文名为Gallite,又名灰镓矿。该矿物是目前发现的惟一一个镓的原生矿物,产自非洲西南部的楚梅布(Tsumeb)Cu-Pb-Zn多金属矿床中,其量很少,与闪锌矿、硫锗铁铜矿、锗石、黄铜矿等矿物共生,常见被砷黝铜矿和方铅矿等所交代。硫镓铜矿不仅罕见,而且粒度细小,常呈细小粒状或集合体,粒度一般为μm级。在Tsumeb矿床中,未出现完整晶体,有时见呈细小叶片状包裹于闪锌矿中。

硫镓铜矿为Ga、Cu、S的硫化物矿物,化学式为CuGaS2,有天然产出者和人工合成物。合成硫镓铜矿化学成分符合标准化学式组成,天然硫镓铜矿中的Cu2+和Ga3+可以被Fe、Zn、Pb类质同象。其化学组成见表9-9。

表9-9 硫镓铜矿化学成分(%)

硫镓铜矿属于四方晶系、黄铜矿型结构的矿物,空间群为,a0=0.535nm,c0=1.048nm。人工合成的硫镓铜矿 a0=0.534nm,c0=1.047nm,Z=4。Tsumeb产出的硫镓铜矿主要粉晶谱线为:3.064(100),1.876(70),1.611(60),1.2139(50)。颜色为灰色,条痕为灰黑色,具金属光泽。硬度为3~3.5,密度为4.2。

在显微镜下,反射色呈褐灰色至紫灰色。在空气中的反射率见表9-10,从图9-7反射率对比中可以看出,硫镓铜矿的反射率介于砷黝铜矿和闪锌矿之间。在正交偏光下,硫镓铜矿呈灰蓝色,非均质性显着。突起低于闪锌矿,高于锗石。闪锌矿中固溶体分离形成的硫镓铜矿常呈定向排列。在Tsumeb矿床,有时还可见到在较大颗粒的硫镓铜矿中存在纺锤状的闪锌矿,在这种闪锌矿中同时也能见到微细的硫镓铜矿固溶体包晶存在。这种反复包裹与被包裹的现象说明,硫镓铜矿的沉淀过程是复杂的。

到目前为止,世界其他地方还都没有这种矿物存在的报道。

表9-10 硫镓铜矿在空气中的反射率(%)

图9-7 硫镓铜矿(3)与砷黝铜矿(1)和闪锌矿(2)的反射率对比

(二)羟镓石

羟镓石的英文名为Sohngeite,它的存在并不奇怪,奇怪的是它与硫镓铜矿产于同一个矿床——非洲西南部的Tsumeb矿床,是硫镓铜矿的氧化矿物,为含三个羟基的镓矿物,化学式为Ga(OH)3,属于等轴晶系,空间群为Im3,a0=0.747nm,Z=8。主要粉晶谱线为3.74(10)、2.63(6)、1.669(7)、1.525(6)。

发现于Tsumeb矿床的羟镓石晶体细小,产于硫镓铜矿的表面,呈细粒状集合体,颜色为浅褐色。硬度为4~4.5,密度为3.84,N=1.736。

到目前为止,世界其它地方还没有发现该矿物的报道。

二、主要载镓矿物

镓的独立矿物的稀少性说明,它在自然界主要分散存在于其它元素组成的矿物中。从前文的叙述可知,斜长石、角闪石和云母是岩石中镓的主要载体矿物,在这些矿物中,镓的含量一般在10×10-6~50×10-6之间。镓的价格体系决定了岩石中的镓只有理论意义而无经济意义。在岩浆岩中,磁铁矿可含100×10-6的镓,但由于磁铁矿量少,其中的镓也无经济意义。

矿石中的镓有两个最主要的载体矿物,它们是一水铝石和闪锌矿。前者是铝土矿中的主要工业矿物,后者是铅锌矿床中的主要金属矿物。

(一)一水铝石的含镓性

一水铝石富镓具有全球性特点。因此,世界产铝大国如巴西、加拿大、法国等都是产镓大国。由于铝土矿石中的矿物分离难度太大,一水铝石中镓的含量资料相对较少,据现有的分析数据来看,镓的含量在50×10-6~500×10-6之间,主要分布于80×10-6~200×10-6之间,三水铝石中镓的含量一般低于50×10-6(Gordon,et al.,1952;Wolfenden,1965;刘英俊等,1984)。

一水铝石和三水铝石同为含铝矿物,造成镓含量差异的原因除形成条件方面的不同外,目前还没有令人信服的矿物学方面的解释。

(二)闪锌矿的含镓性

Ivanov(1968)在计算矿物克拉克值时确定了闪锌矿中镓的克拉克值为41×10-6。早在1955年,Fleischer统计结果表明,闪锌矿含镓为1×10-6~3000×10-6,主要分布范围为10×10-6~500×10-6。根据笔者对中国数十个铅锌硫化物矿床的统计,闪锌矿含镓在1×10-6~2000×10-6之间,并且不同成因类型矿床中的闪锌矿含镓存在巨大差异。与岩浆活动有关的高温热液型闪锌矿含镓最低,一般分布于1×10-6~20×10-6之间,低温热液型及热水沉积型闪锌矿含镓较高,一般为30×10-6~2000×10-6,其它金属-非金属矿物如方铅矿、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿等含镓都很低,一般低于10×10-6。初步估算结果表明,硫化物矿床中70%~80%的镓都存在于闪锌矿中。可见,闪锌矿是硫化物矿床中最主要的载镓矿物。

闪锌矿的富镓性表现了镓元素在富硫的还原环境中亲铜性质的一面。在这种条件下,锌和镓都能以六配位形式进入闪锌矿。初步研究发现,闪锌矿中镓的富集与其形成的地球化学条件有关,低温闪锌矿的含镓性明显高于高温闪锌矿,浅色闪锌矿含镓明显高于深色闪锌矿。在同一类型的铅锌矿床中,闪锌矿含镓性也不尽相同。由于缺乏系统研究,造成这些现象的原因目前还不十分明确。

❽ A股那只是锗龙头股票

锗 云南锗业002428 驰宏锌锗600497--锗产量中国第一。 攀钢钒钛(000629) 罗平锌电(002114)

另外我给你一个小金属的个股,是我收藏的。

下面的你看看就行了,希望对你有帮助。
一、十种战略收储的稀有小金属龙头:

稀土:包钢稀土--矿藏量世界第一。

钨:厦门钨业---世界最好钨材料制造商。

锑:辰洲矿业---储量丰富。

钼:金钼股份--亚洲最大。

锡:锡业股份--锡矿储量占世界1/10。

铟:株冶集团--探明有铟金属。

锗:驰宏锌锗--锗产量中国第一。

镓:南风化工---探明储量。

钽:东方钽业---钽丝市场占有世界第一。

锆:东方锆业--进军核能锆。

二、其他稀有小金属龙头股:

钪:海亮股份--探明钪超过70吨,价值约700亿元。

钛:宝钛股份--国内最大的钛冶炼。

镍:吉恩镍业--镍亚洲第一。

铅锌矿:宏达股份--亚洲最大。

铅锌:中金岭南---国内最大的铅锌精矿

铬:西藏矿业---国内储量最大。

钨:中钨高新--子公司世界领先

银:豫光金铅---白银藏量丰富。

钾:冠农股份--参股国投罗布泊钾盐。

磷:兴发集团--磷储量全球最大。

钡盐,锶盐:红星发展---国内最好。

黄磷:马龙产业--国内最大黄磷企业

钕铁硼:中科三环--中国最大,全球第二。

锶:*ST金瑞--占有国内锶矿资源50%。

钒:天兴仪表--有收购计划。

凹土:巢东股份--国内最大的凹凸棒石矿。

钒钛:攀渝钛业--世界第一。

锌,铟,镉:锌业股份--世界第三锌冶炼。

稀有矿产原料列入紧缺名单

(一)《锑》:辰州矿业(002155)、株冶集团(600961)

(二)《铍》:东方钽业(000962)

(三)《钴》:中国中冶(601618)

(四)《萤石》:巨化股份(600160)

(五)《镓》:南风化工(000737)

(六)《锗》:驰宏锌锗(600497)、罗平锌电(002114)

(七)《石墨》:方大炭素(600516、中钢吉炭(000928)、天龙光电(300029)

(八)《铟》:株冶集团(600961)、ST珠峰(600338)

(九)《镁》:云海金属(002182)

(十)《铌》:东方钽业(000962)

(十一)《铂族金属》:锌业股份(000751)、太化股份(600281)贵研铂业(600459)

(十二)《稀土(包括钪、钇和镧系共17种稀有金属)》:包钢稀土(600111)、中色股份(000758)、广晟有色(600259)

(十三)《钽》:东方钽业(000962)

(十四)《钨》:辰州矿业(002155)、厦门钨业(600549)

❾ 氧化镓为什么那么贵

因为比稀土还要缺少而珍贵
各种金属元素都有着不同的属性,有些熔点高、有些熔点低,有些具有抗腐蚀性还有些甚至能够承受零下230摄氏度的“绝对零度”。
这些珍稀金属元素一般都被统称稀土,稀土作为“工业维生素”,是一种十分重要的战略资源,对于现代高科技发展有着重大意义。
镓金属十分稀有,全球探明的储量只有27.93万吨,中国拥有19万吨,占比高达68%左右。
不只是探明储量,在加工、生产方面中国也是全球第一。
值得一提的是,即便是当今时代2020年全球粗镓产量也不过300吨,其中,我国产量高达290吨,由于金属镓的稀有程度过高,且为液态形态,所以在地壳上的分布极为不均匀。
这也导致,镓金属在严格意义上来讲并没有所谓的镓矿,而是伴生在锌、铝等金属身上,在提取方面也是一个难题。

❿ 中国有哪些稀有金属元素的储存量是世界第一请具体说明下各种稀有金属占世界的比率是多少

稀有战略资源中国居首 日韩也好,美国也罢,其大量储备的稀有战略资源多来自中国,其战略储备计划的重点也是针对中国。 我国铟的储量居世界第一,占全球供应量的80%。铟主要用于平板显示器、合金、半导体数据传输、航天产品的制造。主要伴生在铅锌矿中,2005年我国原生铟产量也只有410吨。铟在锌精矿里面的含量都是用ppm(百万分之)计算的,其总量非常之少,且不能再生。 我国钨的储量也是世界第一,占全球供应量的85%。钨主要用于硬质合金、特种钢等产品,并被广泛用于国防工业、航空航天和信息产业,被称为"工业的牙齿"。钨能耐高温,所以钨合金被大量用在机械、武器工业中。比如枪、炮的发射管中都会用到钨的合金。军事方面用做穿甲弹的弹丸,都是用比坦克装甲硬得多的高密度合金钢、碳化钨等材料制成的。钨合金的机械性能与贫铀相差无几,而且贫铀的缺点反而是它的优点。没有放射性,钨的化学性能也非常稳定,甚至在1000℃以上的高温下也不会氧化,而且硬度也不会明显下降。这点对防破甲弹的高温金属射流十分有利。钨的硬度极高,主要用于钢铁金属的合金,加入钨后钢的硬度会有极大的提高,在金属加工领域的刀具材料高速钢就是含钨的合金。如果一个国家没有钨的话,在目前技术条件下的金属加工能力就会出现极大的缺失,直接导致机械行业的瘫痪,所以称之为战略金属。此外在照明领域也必须使用钨做为灯丝。 我国锗储量居世界第一,产量占全球的50%。锗主要用于夜视仪、热成像仪、石油产品催化剂、太阳能电池等生产,并被广泛用于光纤通讯领域。 我国钼的储量位居世界第二,占全球供应量的24%。钼用于炼制各类合金钢、不锈钢、耐热钢、超级合金,在军事工业中应用广泛,被称作"战争金属"。 此外钽、锶、锑、镉、铱、铋、铑、钛、镍、锆、铬、钴等及镍铬、镍铬硅、镍铝、钛铝、铁镍等,这些很多都是战略金属,在国防建设中也有广泛的用途,有些已经用于宇宙飞船的制造及军事应用。如金属钽不仅在火炮上有大用处,而且是以后宇宙空间探索必要的材料,其奇特的物理化学性能至今科学家还在研究,钽合金的特殊用途目前仍在研究开发。如劳斯阿莫斯国立研究所开发出含有熔融钚并含有20wt%钛的钽合金。这种合金用于要求材料密度在11.0g/cm3以下,对熔融钚有优异的耐腐蚀性及在800~1200℃的高温中能持续数小时的耐氧化性。被选用的t-222合金(ta-10 w-2.5hf-0.01c)正在被研究用作冥王星探测器发电装置的材料。目前t-111(ta-8w-2hf)合金被用作在宇宙空间使用的包裹热力发动机热源的强化结构材料。可以看出,稀有金属的供应是发展原子能、宇宙探索、国防建设、电子计算机、无线电电子学等新技术所必需的条件。 众所周知,中国是稀有金属资源大国,尤其是许多制约着现代高科技发展和军事用途广泛的稀有金属蕴藏量在世界上所占比例很大。金属锆主要用于核工业反应堆、航天航空工业和武器制造,其中全球90%的锆在中国加工;铟主要用在液晶屏等高端的领域,全球80%的铟都产自中国,70%的铟出口日本;中国拥有世界稀土资源的88%,2005年我国稀土出口总额3.1亿美元,其中出口日本1.8亿美元,占总金额的58.27%,排在首位;出口美国0.3亿美元,占10.26%,排在第二位。此外,钨及钨制品出口总额7.3亿美元,其中出口日本2.3亿美元,占31.67%,排在首位;出口美国0.88亿美元,占12.10%,排在第三位。其它稀有金属如铍、铬、锗、镓(含铟)等稀有金属出口总额为5亿美元,其中出口日本3.1亿美元,占61.8%;出口美国0.55亿美元,占10.94%。