关于铌钽矿开采及其深加工的前景调研报告

关于铌钽矿开采及其深加工的前景调研报告

关于铌钽矿开采及其深加工的前景调研报告作者种马哥！

2002年12月17日

一、铌钽的物理和化学性质

铌，原子序数41，原子量92.90638，元素名来源于希腊神话中宙斯之子的名字。1801年英国化学家哈契特从当时陈列在大英博物馆的一块黑色矿石中分离出新元素氧化物，称为钶；1844年德国化学家罗塞进行了透彻研究，证实是铌和钽的混合氧化物。铌在地壳中的含量为0.002%，主要以铌酸盐的形式存在。天然稳定同位素只有铌90。

铌为灰白色金属，熔点2468°C，沸点4742°C，密度8.57克/厘米³。纯铌为立方体心结构，在真空中加热时强烈喷溅。

铌具有良好的抗蚀性，常温下缓慢溶于氢氟酸；在氧气中红热的铌也不会完全氧化；强热下能与氯、硫、氮、碳等元素直接化合。

纯金属铌在电子管中用来除残留气体；铌在合金钢中能提高钢在高温时的抗氧性；铌还用于制造高温金属陶瓷。

钽，原子序数73，原子量180.947。金属钽是一种略呈蓝色的浅灰色金属，由于具有许多奇异的特性，有着广泛的应用领域，因此，被誉为“金属王国”的多面手。

钽的质地十分坚硬，硬度可以达到6~6.5，密度16.6克/厘米³，熔点高达2996℃，仅次于钨和铼，位居第三。钽富有延展性，可以拉成细丝或制成薄箔。其热膨胀系数很小，每升高一摄氏度只膨胀百万分之六点六。除此之外，它的韧性很强，比铜还要优异。

钽还有非常出色的化学性质，具有极高的抗腐蚀性。无论是在冷和热的条件下，对盐酸、浓硝酸及“王水”都无所反应。将钽放入200℃的硫酸中浸泡一年，表层仅损伤0.006毫米。实验证明，钽在常温下，对碱溶液、氯气、溴水、稀硫酸以及其他许多药剂均不起作用，仅在氢氟酸和热浓硫酸作用下有所反应。这样的情况在金属中是比较罕见的。

二、铌坦矿的储量分布和开采情况

1．铌钽的发展历史

17世纪中叶，在北美洲发现的一种很重的黑色矿物质，送到了英国博物馆保存陈列。过了约150年，到1801年，英国化学家哈契特（C.Hatchett，1765-1847）接受了英国博物馆的这种矿石的分析任务，从其中发现了一种新元素。他把这种新元素称为“Columbium”（钶），这是为了纪念该矿物质最早被发现的地方—哥伦比亚。1802年瑞典化学家艾克伯格（A.G.Ekeberg，1767-1813）又从瑞典、芬兰的一种类似的矿物中分离出另一种新元素，参

照希腊神话中宙斯神的儿子坦塔拉斯（Tantalus）的名字，将这个元素命名为Tantalum（钽）。由于钶和钽的性质非常相似，人们曾一度认为它们是同一种元素。到1844年，德国分析化学家罗塞(HeinrichRose,1795-1864)通过化学方法判明了它们是两种不同的元素，并参照坦塔拉期女儿的名字妮奥比（Niobe），把原来哈契特称之为“钶”的元素改名为“Niobium”（铌）。从“钽”和“铌”这两个名字的来源来看，元素周期表中第41号与第73号这两个元素是“父女”关系。这样，第41号元素有了两个名称，“钶”（Cb）和“铌”（Nb）。直接1949年国际纯粹和应用化学联合会上，才正式决定采用Niubium的名称。不过在美国至今还有人在用“Columbium”这名称。

钽和铌不仅都是高熔点稀有金属而且它们实质上还是一对“孪生姐妹”。它俩性质很相似，经常共同存在于上结矿物中。最重要的钽、铌矿物为钽铁矿和铌铁矿，其主要成分为（Fe，Mn）（Ta，Nb）2O6,都含有Ta和Nb，含Ta多于Nb时称钽铁矿，反之称铌铁矿。

钽和铌在元素周期表中同属第V类副族（钒族）。它们的原子半径、离子半径几乎相同（如Nb5+7.0nm,Ta5+7.1nm）。这两个元素的性质在许多方面都非常相似。钽和铌的单质都是银白色的金属，在室温可与氟反应，但与氧、氮、氯等气体都没有明显的作用，加热时则与氯、氧、氮都可反应。钽、铌耐腐蚀能力特别强。人们说在金属耐腐蚀的比赛中钽是冠军、铌是亚军。铌在室温下就与氢氟酸反应而溶于其中，而钽要在大于150℃时，才能与氢氟酸缓慢反应，但钽和铌都易溶于硝酸和氢氟酸的混合物中。室温下浓硫酸与钽和铌无显著反应，温度高于150℃时铌可溶于浓硫酸而钽仅缓慢地溶解。其它的酸以及王水都不与铌、钽反应。

钽和铌虽然在19世纪初就发现了，但到1903年才制出了金属钽，1922年开始工业生产钽；1907年制出了金属铌，1929年才开始工业生产铌。本世纪40年代起，对这两种金属的耐热，耐腐蚀以及电气性能等有了了解，它们才受到人们的注意，在尖端技术领域和工业上开始迅速获得了应用。它们的产量与需求量也迅速上升。1958年美国只生产了33吨金属铌，96吨金属钽，但到了1978年国外钽的需求量已达1200吨以上；铌的需求量则已超过了5000吨。钽和铌一跃而变为前途似锦的重要稀有金属。

2．中国储量分布及其开采情况

中国是世界上铌、钽、锂、铍等稀有金属矿产资源丰富的一个国家。总保有储量Nb2O5388万吨，仅次于巴西，居世界第2位。我国铌矿已探明储量的矿区有99处，分布于内蒙古、湖北等16个省(区)，以内蒙古最多，占全国铌储量的72%；湖北次之，占24%。钽矿分布于13个省(区)的92个矿区，总保有储量Ta2O58.4万吨，居世界首位。从地区分布看，江西钽矿最丰富，内蒙古、广东次之，三省合计占全国钽储量72.5%。锂矿在九个省(区)有分布。已探明储量的矿区43处，保有氯化锂储量1667万吨，氧化锂237万吨，储量居世界第3位。从省(区)看，以青海资源为最丰富，湖北、四川等省次之。铍矿在15个省(区)有产出，已探明储量的矿区有77处，总保有储量BeO23万吨，以新疆、内蒙古铍储量最多，分别占全国的29.4%和27.8%；四川、云南次之，各占16%左右。以江西宜春铌钽矿、内蒙古白云鄂博铌钽矿、新疆阿勒泰铍、锂-稀有矿、青海锂矿为最重要。铌、钽、锂、铍矿床类型有内主矿床、外生矿床、变质矿床和叠生矿床4类。内主矿床中主要与酸性岩类和碱性岩-碳酸岩有关，外生矿床中以第四纪盐湖沉积型为主。铌、钽、锂、铍矿床自元古宙至新生代均有形成，但以中生代和晚古生代为主。