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我国发现稀有矿藏!含有战略性金属铌,这种金属为什么不怕王水?

根据中核集团微信公众号10月5日发布的消息,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(niobobaotite),已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。

什么是铌包头矿?

铌包头矿是中核地质科技有限公司(核工业北京地质研究院)的科学家在内蒙古包头市某矿区开展科研工作时发现的。这一发现不仅对中国的地质科学研究领域有着重要的意义,也为全球的铌资源分布和储量提供了新的数据和信息。

那么,什么是铌包头矿呢?原来,这个词是三个方面信息的“综合体”,“包头”指的是内蒙古自治区包头市,“铌”是指金属铌,“矿”即矿藏。

众所周知,内蒙古包头是一个以矿产资源丰富闻名的城市,铌包头矿的发现地正是包头最为著名的白云鄂博矿床。这里目前已探明的矿物达160多种,其中尤其以铁矿、稀土矿和铌矿最为丰富。

金属铌有哪些独特的性质?

铌(Nb)是周期表中的一种化学元素,原子序数为41,化学符号为Nb。在常温下,铌是一种不易被氧化、具有良好塑性、延展性和焊接性的金属材料。

铌具有很高的热稳定性和抗腐蚀性,且具有良好的导电性和导热性能。在低温下,铌可以表现出超导的特性,并且具有很好的机械强度和刚性,是一种优秀的结构材料。

除此之外,铌在高温下与硫、氮、碳直接化合,能与钛、锆、铪、钨形成合金。它不与无机酸或碱作用,也不溶于王水,但可溶于氢氟酸。铌的氧化态为-1、+2、+3、+4和+5,其中以+5价化合物最稳定。

铌之所以性质稳定,一方面铌元素具有很高的电负性,能与许多非金属元素形成稳定的共价键。这使得它在一般条件下不易与其他物质发生化学反应。另一方面,在其表面所形成的氧化膜,即五氧化二铌化学性质非常稳定,很难与其他物质发生反应,对内部的金属铌来说起到了很好的保护作用。

金属铌的全球分布情况

全球铌资源的分布高度集中,主要分布在少数几个国家,其中巴西的储量和产量均占据绝对主导地位。根据不同的数据来源,具体情况如下:

铌在地壳中的含量为0.002%,可以说非常稀有了。根据美国地质调查局2014年的数据,全球铌资源储量超过430万吨,其中巴西的储量占到了全球总储量的95%左右,其余分布在美国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯等地。

而根据2019年的数据,全球铌矿储量预计超过1700万金属吨,其中巴西的储量最高,约为1600万金属吨,占全球总储量的约94%。其次是加拿大,储量约为70万金属吨,澳大利亚的储量约为50万金属吨。

在产量方面,2021年全球铌资源生产量约为7.5万金属吨,其中巴西的产量约为6.6万金属吨,约占全球总产量的88%。加拿大的产量约为0.6万金属吨,澳大利亚的产量约为0.3万金属吨。

总的来说,尽管全球铌资源的储量和产量在不同国家和地区存在差异,但巴西的储量和产量均占据全球主导地位。

我国的已知铌矿储量很少,而我国又是金属铌的重要消费国,因此此次包头市白云鄂博矿场中发现铌包头矿具有重要意义。

金属铌的主要作用

金属铌具有一些独特的性质和特点,这些性质和特点使其在许多领域中具有重要的应用价值。

首先,金属铌是一种高熔点、高密度、有延展性的金属,其熔点为2468℃,沸点为4742℃,密度为8.57g/cm3。这些性质使其在高温和高压环境下具有很好的稳定性,因此被广泛应用于高温和高压设备中。

其次,金属铌不与无机酸或碱发生反应,也不溶于王水,具有较强的耐腐蚀性。这一特性使其在化学工业和材料制备领域具有广泛的应用,例如可以用作制造高温设备的材料以及制备高纯度合金的原料。

另外,金属铌具有优异的超导性能,其超导转变温度较高,可以用作超导材料。在电力传输和储存领域,铌基合金制成的超导材料被广泛应用于制造电力电缆、磁体、发电机和变压器等设备。

除此之外,金属铌在钢铁工业、航空航天工业、核工业等领域也有广泛的应用。在钢铁工业中,铌可以显著提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性,是重要的钢铁强化元素之一。在航空航天领域,铌因其高强度、耐高温和耐腐蚀等特性而被广泛应用于制造航空发动机、火箭和卫星等设备。此外,铌还可以用于制造核反应堆的结构材料和核燃料棒的包壳材料等。返回搜狐,查看更多

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