中国的金属矿产资源(金属矿石大全)真没想到,

admin 2023-10-31 09:16:57 浏览量:58
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铌包头矿【中国科学家最新发现】原创性新发现——铌包头矿10月3日,由中核地质科技有限公司(核工业北京地质研究院)葛祥坤、范光和李婷研究员等研究发现的新矿物铌包头矿获得国际矿物协会新矿物、命名及分类委员会(IMA CNMNC)的正式批准,批准号为

IMA 2022-127a。这是我国核地质系统成立近70年来发现的第13个新矿物,是中核集团深入实施创新驱动发展战略、大力支持基础创新的又一原创性新发现。一、什么是铌包头矿?

铌包头矿铌包头矿是一种富含战略性金属的新矿物,富含的元素铌在我国核工业系统等领域具有重要用途铌包头矿发现于世界著名的内蒙古包头市的白云鄂博矿床,产出于铌-稀土-铁矿石中,呈棕色至黑色,柱状或板状,半自形至他形,粒度约为20~80μm。

铌包头矿是一种富含钡、铌、钛、铁、氯的硅酸盐矿物,发现于内蒙古包头市的白云鄂博矿床,铌包头矿颜色呈棕色至黑色,形状为柱状或板状,颗粒大小约为 20~80 微米2012年,勘查人员在取回的几块样品中,发现了一个富含铌的矿物,其化学成分与原来矿区内发现过的包头矿不同,由此开展了进一步研究。

据工程师介绍,这种矿物的铌含量很高,有望用于提取铌元素“铌是我国的战略性关键金属元素,在核工业系统有相当重要的用处,另外还可以用来制造超导材料、高温合金等。”

据了解,白云鄂博矿床矿物种类相当丰富,迄今已发现150余种矿物,其中新矿物已达16种,铌包头矿是在该矿床发现的第17个新矿物,是发现于上世纪60年代包头矿的富Nb类似物。二、高精尖的金属——铌

铌是一种银灰色、质地较软且具有延展性的稀有高熔点金属常温下,铌不与空气发生反应,在氧气中红热时也不会被完全氧化铌在高温下能与硫、氮、碳直接化合铌不与无机酸或碱发生反应,也不溶于王水,但可溶于氢氟酸铌在地壳中的含量为20 ppm,铌资源分布也相对集中。

由于铌具有良好的超导性、熔点高、耐腐蚀、耐磨等特点,被广泛应用到钢铁、超导材料、航空航天、原子能等领域1801年,英国化学家查理斯•哈契特(Charles Hatchett)在大英博物馆的一种矿石样本中发现了铌,这种矿石样本是美国康涅狄格州的John Winthrop于1734年送来的。

由于铌和钽非常的相似,起初他也认为两者是同一种物质但后来他发现从这种矿物中分离出来的化合物并不是铬酸而是未知金属的氧化物由于这种矿物是来自于哥伦布发现的美国,为了纪念它的产地,哈契特把这种矿石命名为Columbite(钶矿)。

事实上,由于这两种元素性质上非常相似,不少人认为它们是同一种元素1809年,英国另一位化学家威廉•海德•伍拉斯顿(William Hyde Wollaston)就曾错误的将"钽"与"钶"归为同一种物质,认为两者除密度外,其他方面均相同。

1846年,德国化学家亨烈赫•罗沙(Heinrich Rose)分析了不同的钽矿和钶矿,他发现除钽以外还有另一种元素,这元素和钽很接近,并把这种新元素称为Niobium(铌)(Niobium取自于希腊神话人物Niobe,因为钽的名字来源于希腊神话中Tantalos,而Niobe是Tantalos的女儿,这样更能表明钽和铌之间的相似性)。

1864至1865年间,一些科研成果也表明了"钶"与"铌"是同一种元素,在之后的一个世纪里这两种称法是通用的1864年,瑞士化学家Wilhelm Blomstrand第一次通过使用氢气还原氯化物得到金属铌。

1951年,国际理论与应用化学协会命名委员会正式决定统一采用铌(Niobium)作为元素的正式名称三、铌资源储量分布

铌资源储量1. 全球铌资源分布铌在地壳中的含量为0.002%,主要矿物有铌铁矿、烧绿石、黑稀金矿、褐钇铌矿、钽铁矿和钛铌钙铈矿根据美国地质调查局2014年发布的数据,全球铌资源储量超过430万吨,并且分布相对集中,仅巴西一国铌资源储量就占到了全球总储量的95%左右。

2. 地区分布从区域分布来看,目前已经发现的铌矿床主要分布在北美、南美和非洲,并且绝大部分铌资源主要集中在世界上十几个大型矿床之中3. 国家分布根据美国地质调查局2014年发布数据,巴西的铌矿资源储量居世界首位,约为410万吨,其次是加拿大,约为20万吨。

此外,澳大利亚、中国、埃塞俄比亚、尼日利亚、俄罗斯、美国、刚果(金)、肯尼亚等国也有分布四、铌的用途和应用领域1. 钢铁工业世界约85%~90%的铌以铌铁形式用于钢铁生产钢中只需加入0.03%~0.05%的铌便可使钢的屈服强度提高30%以上。

铌还能通过诱导析出和控制冷却速度,实现析出物弥散分布,在较宽的范围内调整钢的韧性水平因此,钢中加入铌不仅可以提高钢的强度,还可以提高钢的韧性、抗高温氧化性和耐蚀性,降低钢脆性转变温度,使钢具有良好的焊接性能和成型性能。

2. 超导材料工业铌的某些化合物和合金具有较高的超导转变温度,因而被广泛用于制造各种工业超导体,如超导发电机、加速器大功率磁体、超导磁储能器、核磁共振成像设备等目前,最重要的超导体材料是铌-钛和铌-锡,被广泛应用于医学诊断的磁振图象仪和用于谱线(分析)的核磁共振仪。

3. 航空航天工业航空航天工业是高纯铌的主要应用领域,主要用于生产火箭、飞船的发动机和耐热部件铌和钽的热强合金具有良好热强性能、抗热性能和加工性能,广泛用于制造航空发动机的零部件、燃气轮机的叶片在美国几乎所有喷气式战斗机的发动机的热部件都采用铌合金。

4. 原子能工业铌的热导率好,熔点高,耐腐蚀性好,并且中子俘获截面低,是一种非常适合原子能反应堆的材料铌在原子能工业的主要用途包括:核燃料的包套材料、核燃料的合金、核反应堆中热交换器的结构材料5. 电子工业。

铌酸盐陶瓷可用于制作电容器,铌酸锂、铌酸钾等化合物单晶是新型光电子学和电子学用晶体,具有良好的压电、热电和光学性质,被广泛应用到红外线、激光技术和电子工业中此外,铌的熔点高,发射电子能力强,并具有吸气能力,可用于制作电子管及其它电真空器件。

6. 医疗领域铌具有良好的抗生理腐蚀性和生物相容性,不会与人体里的各种液体物质发生作用,并且几乎不会损伤生物的机体组织,对于任何杀菌方法都能适应,因而常被用于制造接骨板、颅骨板骨螺钉、种植牙根、外科手术用具等。

7. 其他应用在化学工业中,铌是优质的耐酸和耐液态金属腐蚀的材料,可用于制作蒸煮器、加热器、冷却器等此外,铌酸也是一种重要的催化剂铌也被应用到铸造行业,其主要作用是形成坚硬的碳化物(对耐磨有益)和改变石墨片的形貌和尺寸,因而常被用于制造汽车的汽缸盖、活塞环和刹车片等。

此外,铌有时会与金和银一起用在纪念币上

铌有助于增加镜片透光性能,因而也被应用到光学行业镜片的制造中铌也可应用到照明行业,如铌与1%锆的合金可用于制作高效高强钠蒸气街灯的精密支架,使这些小部件具有高的热强性、优良的成形性和耐钠蒸气腐蚀的性能表1:不同的铌产品在不同应用领域所起的作用

表2:常见铌化物及其用途

五、铌,能解决多少“卡脖子”技术?铌是许多高科技领域至关重要的材料在核工业、航空航天、超导材料、电子信息等方面都有着重要的应用中国对铌的需求量很大,但自给率却很低,每年要进口大量的铌产品1. 科技发展的黄金钥匙。

铌对于大多数人来说,可能是一个并不熟悉的名字然而在现代科技和工业界中,这种金属已经如同一把打开进步之门的黄金钥匙工业革命初期人们还未能意识到铌的重要性,随着时间的推移,科技的进步和发展,铌逐渐展现出其难以置信的价值。

例如当今的航空航天技术离不开铌每当一架飞机在天空中翱翔,其背后所依赖的那种高效能、耐高温的发动机部件,很大程度上得益于铌而不仅仅是航空航天,铌在许多高端工业应用中都发挥着至关重要的作用,如核能工业、先进电子器件生产等。

据统计仅在航空航天领域,对铌的需求在过去十年中增长了近30%这种增长速度是惊人的,但更令人担忧的是,随着技术的进一步发展,对铌的需求还将继续增加供应链中的铌短缺已经开始对某些关键技术的发展形成制约,这使得铌的稳定供应变得尤为关键。

2. 中国科技即将崛起全球对于铌的供应一直受到严重限制,其主要产区在非洲和南美洲的某些国家这种地缘政治上的集中,为铌的全球供应链带来了不小的风险在这种背景下"Nb"铌金属矿的发现,对于中国无疑是一个巨大的战略机遇。

这次的铌金属矿发现意味着中国有望打破长期以来的供应困境,确保关键领域技术的稳定发展随着这一资源的持续开发,中国可能会成为全球铌供应的核心力量这不仅仅是资源掌握在自己手中的问题,更重要的是,它代表着中国在全球科技竞争中的新地位。

铌资源的发现和开发也意味着中国有望吸引全球铌相关的技术、研发和投资,进一步推动科技创新和产业升级也可以通过对外合作、技术输出和资源共享,进一步提升其在国际资源和技术领域的影响力3. 未来机遇与挑战并存随着铌金属矿的发现,一个全新的历史机遇摆在了中国面前,同样地这也伴随着巨大的挑战和压力。

资源的发掘与开发并非简单的工程任务,它涉及到多个方面的平衡与考虑保护生态环境是至关重要的,我们已经明白对环境的过度开发和忽视往往会导致长期的代价因此在铌金属矿的开采过程中,应该制定严格的生态保护措施这意味着需要投入大量的科研力量,研究如何在提取矿产资源的同时,最大程度地减少对生态系统的破坏。

如何将铌资源有效地转化为推动经济和科技进步的动力也是一个亟待解决的问题单纯地提取和销售矿产不能持久地带来经济效益,而应该注重资源的深加工和高附加值产品的研发这不仅能够为国家带来更长远的利益,还能加速科技和产业的进步。

在全球资源竞争日益激烈的背景下,需要有远见地进行策略布局,确保资源的稳定供应这涉及到与其他国家的外交合作、参与国际组织的标准制定,以及积极推动国内的技术研发和创新铌金属矿的发现不仅代表着资源的增加,更意味着一次对未来的挑战和责任。

我们期待并相信,在全球舞台上中国会以一个全新的姿态,展现出其无尽的机遇和无限的可能

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