钽铌矿

钽铌矿
钽（Ta）铌(Nb)都属于高熔点（钽2996℃、铌2468℃）、高沸点（钽5427℃、铌5127℃）稀有金属，外观似钢，灰白色光泽，粉末呈深灰色，具有吸气、耐腐蚀、超导性、单极导电性和在高温下强度高等特性。

因此，当前钽铌新材料应用的相关高技术产业领域包括电子、精密陶瓷和精密玻璃工业；电声光器件；硬质合金，宇航及电子能工业；生物医学工程；超导工业；特种钢等产业。

钽和铌在电子工业、化学工业、特种合金以及真空技术、尖端技术方面都具有非常重要的地位。

在电子工业中利用钽金属制造的电解电容器具有电容量大、漏电流小、稳定性好、可靠性高、耐压性能好、寿命长、体积小等突出特点。

大量用于国防、航空、航天、电子计算机、高档次的民用电器及各类电子仪表的电子线路中。

在冶金工业中，钽铌主要用作生产高强度合金钢、改善各种合金性能和制作超硬工具的添加剂。

近期，全世界范围内工业化的进程与美元的贬值加速了金属、非金属等资源价格的大幅上涨，稀有金属市场需求进一步加大。

钽、铌、等高新技术产品的研发和生产进入了一个新的增长时期。

在国内同行业中第一个被“国际钽铌研究中心（TIC）”接纳为成员，国家科技部认定的国家级重点高新技术企业的宁夏东方有色金属集团，在其34个系列产品中，占有23个品种属新材料领域的高新技术产品，钽粉、钽丝分别占世界20％和45％的市场份额，同时也是我国国防、核能、宇航、电子、冶金和化工等高新技术领域极为重要的新材料供应基地，代表着我国稀有金属工业正在走向一个新的转折点。

钽铌市场回暖应用增长
近年来，随着计算机、数码相机、手机、车载电子系统需求转旺的拉动，钽的需求在逐步走出低谷。

钽精矿价格也回到正常水平。

世界近年对钽的总需求在2000吨左右，而对铌的需求是20000余吨；钽的主要用途是电容器用钽粉及其钽丝，其用量占总消费量的一半以上；铌的主要用途是作钢铁的添加剂，其用量占总消费量的近九成；2000年是钽消费的高峰之年，钽的总用量达到创记录的2235吨，2001年则迅速下掉到1562吨，至2004年其产量稳步提高接近2000吨；铌的需求则一直较为平稳。

我国的资源优势明显
我国一些特大或大型钽铌矿情况：
特点：钽矿床规模小，矿石品位低，嵌布粒度细而分散，多金属伴生，造成难采、难分、难选，回收率低；赋存状态差，大规模露采的矿山较少。

我国没有独立的铌矿山，铌往往与稀土、钽伴生。

储量：我国所规定的钽铌矿床储量计算的最低工业品位指标为：（Ta、Nb）205
0.016-0.028％，从我国大部分钽铌矿床品位都接近或略高于最低工业品位指标。

Ta205品位超过0.02％的几乎没有，而Nb205品位超过0.1％的也只有几个碳酸岩类型的矿床，其它类型矿床Nb205品位均在0.02％左右。

钽铌储量数据显示，我国钽（Ta205）储量和基础储量在数量上还是很大的，但我国钽资源Ta205品位几乎没有一个超过0.02％，显然以这样低的品位套改出的“储量”与国外高品位计算出的储量难有可比性。

铌亦是如此。

钽铌冶炼、加工工艺不断创新
湿法冶金
矿浆萃取；火法分解、低酸萃取；离线分析、在线分析及微机监控；氟钽酸钾冷结晶；连续喷射沉淀生产低氟Ta205、Nb205的工艺；过氧化沉淀生产高纯Ta205、Nb205；大流通量混合—澄清萃取槽和组合式萃取设备；采用国际先进的氟钽酸钾真空旋转烘干设备和远红外连续烘干设备。

火法冶金
钽粉：高比容钽粉的脱氧方法、控氧方法、掺磷掺氮技术和造粒热团化技术，研究出了J、P、D、DP、W等多种钽粉生产工艺，开发出了10000-30000-50000-70000-80000μFv/g 系列出口高比容钽粉，研究水平超过100000μFv/g，高压高比容钽粉逐成系列，研究了氧化钽还原的新方法。

铌粉：用铝热还原—水平EB炉精炼新工艺生产和提纯金属铌，生产铌粉和其它金属铌及其合金产品。

电容器级铌粉研究水平已达比容100000-120000μFv/g。

金属加工
钽丝：采用了全新的等静压成型、垂熔烧结、型轧开坯、多模连续拉拔、特殊表面处理、连续退火和连续清洗等工艺过程，开发出了Φ0.25-0.20-0.17mm系列出口细径钽丝，研究水平达Φ0.065mm，钽丝抗拉强度可以按客户要求控制在32-168Kgf/mm2的广泛范围内，并可根据用客户要求提高产品的抗脆性能、抗高温弯曲性能、抗引拔性能。

锭、棒、板、管、片：精练的技术能力增强，有100、200、600KW电子束炉和1吨电弧炉，可以生产多种规格的钽铌金属及其合金锭，用其作原料，可以生产各种规格的管、棒、板、片、箔材。

钽铌应用及新技术、新材料的研究开发热点
钽铌卤化物及醇盐的研究开发
150000μFv/g以上超高比容钽粉研究开发
Φ0.065mm以下细径钽丝研究开发
电容器级铌粉研究开发
钽合金、铌合金及加工材研究开发
大直径钽铌酸盐晶体研究开发
钽铌氧化物和金属靶材的研究开发、真空级铌铁研究开发
钽产业投资热度不减
由于我国钽铌业的不断进步，从90年代下半期以来，我国钽铌业的投资热不断升温。

除宁夏有色金属冶炼厂、株洲硬质合金有限公司、九江有色金属冶炼厂、广西栗木有色金属工业公司和广东从化钽铌冶炼厂这5家老钽铌骨干企业不断投资改造升级外，广东多罗山兰宝石、广东佛岗佳特、衡阳金新莱孚等企业乘势而起，成为钽铌业的后起之秀。

即便经历了2000-2001年的钽市场风波，广东、江西等省仍有10来家企业加入到钽铌的行业之中，还有些投资者准备进入钽铌业。

2005年全国钽铌生产厂家已逾40家。

初略估算，目前我国钽制品产量折成金属钽约800吨，占世界总产量的三分之一强，K2TaF7的产能逾2000吨，占世界总需求的50％以上，可以说我国已成为世界钽工业大国。

我国钽铌工业几点思考
钽冶炼加工业的发展主要受钽资源利用和钽制品应用两大因素的制约，目前钽资源的现状和钽制品的广泛应用使钽冶炼加工业的发展处于一种供需矛盾之中。

20世纪90年代以来，钽原料总是处于供不应求状态，世界钽精矿70％用于该领域仍显不足，致使钽矿物涨
价600％。

我国钽矿床分布较广，但大多数钽铌矿品位偏低、利用率低。

进入20世纪90年代，我国钽工业发展速度异常迅猛，原料供应不足的问题逐渐暴露出来。

目前，我国钽铌联合体是企业间自发组织的维护行业整体利益的民间组织，在保护行业整体利益上起着积极的作用。

在我国钽铌业蓬勃发展的今天，适时地成立钽铌协会，对内协调企业间的关系，对外维护行业整体利益，协助政府制定行业发展规划，是很有必要的。

鼓励企业间的协作。

尤其是经过2000年-2001年的市场波动后，应鼓励原料企业与冶炼企业间建立长期互利的供求关系，荣辱与共，风雨同舟，增强整体的抗风险能力。

鼓励企业走出国门，与国外企业建立长期稳定的供求关系，积极稳妥地开发国外的钽铌资源。

建议国家有关部门制定政策，加大对钽铌业新技术、新产品开发的支持力度，支持钽铌高新技术产品的出口，建立产学研结合的钽铌新产品开发基地和出口基地。

宜春钽铌矿矿区位于袁州区南东新坊乡境内，距宜春市区25公里，交通十分便利。

该矿是一个含钽、铌、锂、铍、铷、铯多种稀有金属超大型矿床，也是我国重要的稀有稀土分散元素矿产资源基地。

1、矿床特征：
矿体赋存于雅山花岗岩体中，呈似层状面型分布，产状稳定而平缓（倾向40°--50°，倾角10°--28°），面积约2.8平方公里。

工业矿体长1700米，东西宽644米，面积约1.5平方公里，平均厚度60米。

其中富矿体长1300米，宽55米，厚31.5米（最大42 米）。

2、矿石矿物特征
矿石矿物有细晶石，富锰铌钽铁矿，含钽锡石，伴生矿物有锂云母、锆石、黄玉、绿柱石、含锡钽铁金红石、黑钨矿、独居石、磷钇矿等。

3、矿石组份
五氧二钽0.0101％、五氧化二铌0.0084％、氧化铍0.028%、氧化二锂0.426％、氧化二铷0.2218％、氧化二铯0.0308％、同时品位在富矿岩体中具有上富下贫、中心富边缘贫的变化规律。

4、储量
累计探明储量：五氧二钽19533吨、五氧二铌15600吨、氧化铍49492吨、氧化二锂752207吨、氧化二铷401746吨、氧化二铯54337吨。

钽保有资源储量16048吨，分别占全国（8.42万吨）和世界（12.92万吨）的19.06％和12.43％。

同时矿山尾砂还是玻璃工业理想原料，此矿已由国家开采。

磁铁矿
magnetite
矿物名。

磁铁矿的化学成分为Fe3O4，晶体属等轴晶系的氧化物矿物，晶体常呈八面体和菱形十二面体、集合体呈粒状或块状。

完好单晶形呈八面体或菱形十二面体，呈菱形十二面体时，菱形面上常有平行该晶面长对角线方向的条纹。

集合体为致密块状或粒状。

颜色为铁黑色，条痕呈黑色，金属光泽或半金属光泽，不透明，无解理，摩氏硬度5.5-6，比重4.8-5.3。

因为它具有强磁性，中国古代又称为慈石、磁石、玄石。

是矿物中磁性最强的，能被永久磁铁吸引，中国古代的指南针"司南"就是利用这一特性制成的。

氧化后变为赤铁矿或褐铁矿。

磁铁矿分布广，有多种成因。

生于变质矿床和内生矿床中，岩浆成因矿床以瑞典基鲁纳为典型；火山作用有关的矿浆直接形成的以智利拉克铁矿为典型；接触变质形成的铁矿以中国大冶铁矿为典型；含铁沉积岩层经区域变质作用形成的铁矿，品位低规模大，俄罗斯、北美、巴西、澳大利亚和中国辽宁鞍山等地都有大量产出。

磁铁矿是炼铁的主要矿物原料，也是传统的中药材。

[晶体化学] 理论组成(wB%)：FeO 31.03，Fe2O3 68.96。

其中Fe3 的类质同像代替有Al3 、Ti4 、Cr3 、V3 等；替代Fe2 的有Mg2 、Mn2 、Zn2 、Ni2 、Co2 、Cu2 、Ge2 等。

当Ti4 代替Fe3 时，伴随有Fe2 —Fe3 、Mg2 —Fe2 和V3 —Fe3 ；Ti亦可以钛铁矿或钛铁晶石的细小包裹体呈定向连生形式存在，系由固溶体出溶而成。

在> 600℃时，形成磁铁矿FeFe2O4—Fe2TiO4完全固溶体，矿物结构式：Fe3 [Fe2 1-xFe3 1-2xTi4 x]O4(0≤x≤0.2)；Fe3 1.2-xFe2 x-0.2[Fe2 1.2Fe3 0.8-xTi4 x]O4(0. 2≤x≤0.8)；Fe3 2-2xFe2 2x-1[Fe2 2-xTi4 x]O4(0.8≤x≤1)；其中方括号中的阳离子为八面体配位。

在>500℃时则形成FeFe2O4—FeTiO3完全固溶体；随温度的下降，固溶体发生出溶。

当Ti4 代替Fe3 25%者称钛磁铁矿。

含钒钛较多时，则称钒钛磁铁矿。

含铬者称铬磁铁矿。

钛磁铁矿与钒钛磁铁矿在高温时形成固溶体，温度下降时发生出溶，在光片中可看到钛铁矿在磁铁矿晶粒中生成的显微定向连生常沿磁铁矿的八面体裂开
分布，叫钛铁磁铁矿。

磁铁矿中的Fe2>25%时称含钛磁铁矿，TiO2<，其中TiO2
可被Mg2 代替，构成磁铁矿－镁铁矿完全类质同像系列。

[结构与形态] 等轴晶系，a0=0.8396nm；Z=8。

反尖晶石型结构。

即1/2的Fe3和全部的Fe2 占据八面体位置，另1/2的Fe3 占据四面体位置。

晶格常数a0随A l3 、Cr3 、Mg2 替代量的增大而减小；随Ti4 、Mn2 的替代量增高而增大。

六八面体晶类，Oh-m3m(3L44L36L29PC)。

晶体常呈八面体和菱形十二面体。

在菱形十二面体的菱形晶面上常有平行于该面长对角线方向的条纹，为{111}和{110}的聚形纹(图4-4-3)。

依{111}尖晶石律成双晶。

集合体通常成致密粒状块体。

[物理性质] 黑色。

条痕黑色。

半金属至金属光泽。

不透明。

无解理，有时可见∥{111}的裂开，往往为含钛磁铁矿中呈显微状的钛铁晶石、钛磁铁矿的包裹体在｛111｝方向定向排列所致。

性脆。

硬度5.5~6。

相对密度4.9~5.2。

具强磁性，居里点（Tc）578℃。

居里点是磁性矿物的一种热磁效应，为磁性或反磁性物质加热转变为顺磁性物质的临界温度值。

[产状与组合] 产于相对较还原的环境。

主要成因类型有：
岩浆型;接触交代型;高温热液型;区域变质型。

[鉴定特征] 八面体晶形，黑色，条痕黑色，无解理，强磁性。

以此可与相似矿物铬铁矿、黑钨矿、黑锰矿等区别。

[工业应用] 为最重要和最常见的铁矿石矿物。

钛磁铁矿、钒钛磁铁矿同时亦为钛、钒的重要矿石矿物。

富含Ti、V、Ni、Co等元素时可综合利用。

药用磁铁矿名磁石，别名玄石、慈石、灵磁石、吸铁石、吸针石。

功效：潜阳安神；聪耳明目；纳气平喘。

磁铁矿分布广，有多种成因。

瑞典基鲁纳是典型的岩浆矿床。

智利的拉科铁矿是由与火山作用有关的矿浆直接形成的。

接触变质形成的铁矿可以中国大冶铁矿为例。

由沉积的含铁岩层经区域变质作用形成的铁矿（如中国鞍山一带的铁矿），以磁铁矿和赤铁矿为主，规模很大，但品位较低，是世界上最重要的铁矿来源。

前苏联、北美、巴西、澳大利亚都有特大型的此种铁矿。

磁铁矿因比重大，并有抵抗风化的能力，所以在河床或滨海砂中也能富集。

遭受氧化后能转变为赤铁矿；若保留原有的外形,即称为假象赤铁矿。