稀有金属和有色金属是什么关系

据河北省不同幔枝构造区已知50个大中型金、银、钼、铅锌矿床近200件铅同位素统计(表5-10)表明:铅同位素组成，206Pb/204Pb为14.986～17.540，平均为16.471207Pb/204Pb为15.161～15.480，平均为15.260208Pb/204Pb为35.683～37.847，平均为36.816。将表中数据(平均值)投点于铅同位素演化曲线图上(图5-3)，可从总体上反映出河北省印支-燕山期内生金银多金属矿床矿质的主体应源自地球深部，并有部分壳源物质加入，具有明显的幔壳混合源特征。只有极少量矿床位于造山带。

表 5-10 冀北地区内生矿床铅同位素统计结果

续表

注:①河北地质三队，河北赤城县黄土梁金矿详查报告，1998②冶金516队，河北赤城县后沟金矿勘探报告，1991③王金锁，冀北西部银矿成矿地质条件及找矿方向，1992④有色普查大队，河北省兴隆县洞子沟矿区详查报告，1996⑤冶金天津地质研究院，“长城式”金矿成矿规律及成矿远景研究，1998⑥太行山科研队，太行山构造岩浆带对金属矿的控制研究，1994。

图 5-3 河北省金银多金属矿床铅同位素(平均值)组成

作为对比，分别统计内蒙古、河南、山东75个金银多金属矿的铅同位素特征。其中大兴安岭中段7个矿床11件样品铅同位素测试结果(表5-11)和内蒙古地区23个金银多金属矿床130余件铅同位素结果，其中206Pb/204Pb为15.730～18.930，平均为17.875207Pb/204Pb为15.260～16.010，平均为15.543208Pb/204Pb为36.380～39.730，平均为38.036。将所有矿床铅同位素值(平均值)投点于演化图(图5-4)上，可见16个矿床位于地幔和造山带之间，10个矿界于造山带和上地壳之间。这可能是由于内蒙古环带状三层结构，盖层的厚度大的原因，使壳源物质加入的比例更多些，反映在统计数字上矿质的多来源特征，但以地球深部为主。不同矿种略现差异，其中金矿床铅同位素落入地幔演化线者更多些，而银铅锌矿床落入造山带演化线较普遍。

表 5-11 大兴安岭中段及内蒙古金银铅锌矿床铅同位素平均值

图 5-4 大兴安岭中南段铅锌银多金属矿床铅同位素演化图

河南27个金、银多金属矿265件样品铅同位素组成206Pb/204Pb为16.92～18.32，平均为17.483207Pb/204Pb为15.310～15.650，平均为15.460，208Pb/204Pb为37.260～39.000，平均为38.089(表5-12)。投影在铅同位素演化图(图5-5)上可见，极大部分矿床落点于造山带、地幔和下地壳演化线之间，反映出铅同位素组成稳定，说明矿床的成矿物质来源是稳定的。

图 5-5 河南金银多金属矿床铅同位素(平均值)组成

山东24个金矿床122件样品铅同位素组成(表5-13)中的206Pb/204Pb为16.170～17.750，平均为17.175207Pb/204Pb为15.160～15.800，平均为15.443，208Pb/204Pb为36.820～38.940，平均为37.752。在铅同位素演化图上(图5-6)投点主要投在地幔和下地壳之间。

表 5-12 河南内生矿床铅同位素统计结果

续表

图5-6 山东省金银多金属矿床铅同位素(平均值)组成(据 Doe 和 Zartman)

将全部132个金银多金属矿床铅同位素样品进行统计，其206Pb/204Pb为15.341～18.930，平均为17.156207Pb/204Pb为14.961～16.010，平均15.405，208Pb/204Pb为34.834～39.730，平均为37.562。大多数矿床的206Pb/204Pb界于17.09～18.86，207Pb/204Pb界于15.4～15.62，208Pb/204Pb界于37.70～38.83，均界于赵伦山等(1988)划分地幔至造山带之间。这一基本规律可说明大多数矿床为源自地球深部的基本封闭的单源构造体系，可认为矿质来自地球深部。在铅同位素(平均值)组成图上大多数矿床落点于地幔与下地壳之之间，少数位于造山带至上地壳之间。这种规律说明在成矿物质向上迁移过程中，特别是在地幔热柱-幔枝构造多级演化过程中，当大规模的印支-燕山期岩浆侵入携带矿质上移时不可避免地会有壳源物质混入，导致发生化学成分(包括其同位素)随之变化，从而铸成铅在铅同位素演化曲线图上大多数矿床落在下地壳-地幔演化曲线两侧，少数位于造山带曲线附近这一普遍规律。如果在单个矿床研究中，由于样品较少或取样不当(特别是氧化矿石中选取的硫化物样品)，而不考虑区域成矿特征和多数矿床的同位素特征，就会得出相反的结论。

表 5-13 山东内生矿床铅同位素统计结果

全球钴金属消费量超过15万吨

钴金属主要用于消费电子、动力电池、高温合金、硬质合金等制造领域，近年来随着全球消费电子市场的快速崛起，带动钴金属消费量逐年上涨。2021年，全球钴金属超过15万吨，预计2022-2023年全球钴金属消费量将有进一步的增长。

全球钴金属市场单价持续飙升

根据伦敦金属交易所的数据，自2020年底开始，现货钴(Co_≥99.3%)买入价格持续飙升，从2020年底3100美元/吨左右的价格增长至2022年4月份的8100美元/吨。主要是由于全球新冠疫情爆发以来，钴原料运输受到较大影响，特别是2020年12月，刚果(金)全国实施宵禁，南非疫情加剧等因素，导致全球钴金属供应紧张，推动钴金属价格居高不下。

消费电子是钴金属主要消费市场

钴具有硬而脆的特性，并且有铁磁性，当加热到1150℃时磁性消失，另外在常温下不和水作用，在潮湿的空气中也很稳定。钴是生产电池正极材料、耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性材料和各种钴盐的重要原料。

早在2012年，全球约60%的钴金属用于高温及硬质合金制造到2020年，全球锂电池(包括消费电子和动力电池领域)的用钴量占比超过60%，其中消费电子的用钴量占比超过40%。近年来，全球钴消费市场逐渐从传统的合金制造领域转移到消费电子、动力电池等锂电池市场。

从消费电子领域的具体细分市场来看，全球钴消费量主要集中在智能手机、笔记本电脑、平板电脑等领域，其中智能手机和笔记本电脑的钴消费量占比均超过20%。

—— 以上数据来源于前瞻产业研究院《中国有色金属行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

钨的主要用途 钨及其合金广泛应用于电子、电光源工业。用于制造各种照明用灯泡，电 子管灯丝使用的是具有抗下垂性能的掺杂钨丝。 掺杂钨丝中添加铼。由含铼量低的钨铼合金丝与含铼量高的钨铼合金丝制 造的热电偶， 其测温范围极宽(0～2500℃)， 温度与热电动势之间的线性关系好， 测温反应速度快(3 秒)，价格相对便宜，是在氢气氛中进行测量的较理想的热电 偶。 钨丝不仅触发了一场照明工业的革命，同时还由于它的高熔点，在不丧失 其机械完整性的前提下， 成为电子的一种热离子发射体， 比如作扫描电(子显微) 镜和透射电(子显微)镜的电子源。还用于作 X 射线管的灯丝。在 X 射线管中， 钨丝产生的电子被加速，使之碰撞钨和钨铼合金阳极，再从阳极上发射出 X 射 线。为产生 X 射线要求钨丝产生的电子束的能量非常之高，因此被电子束碰撞 的表面上的斑点非常之热，故在大多数 X 射线管中使用的是转动阳极。 此外大尺寸的钨丝还用作真空炉的加热元件。 钨的密度为 19.25 克/厘米 3 ，约为铁(7.87 克/厘米 3 )的 2.5 倍，是周期 系最重的金属元素之一。基于钨的这一特性制造的高密度的钨合金(即高比重钨 合金)已成为钨的一个重要应用领域。 采用液相烧结工艺， 在钨粉中同时加入镍、 铁、铜及少量其他元素，即可制成高密度钨合金。根据组分的不同，高密度钨 合金可分为钨—镍—铁和钨—镍—铜两个合金系。通过液相烧结，其密度可达 17～18.6 克／厘米

所谓液相烧结是指混合粉末压坯在烧结温度下有一定量 液相存在的烧结过程。其优点在于液相润湿固相颗粒并溶解少量固体物质，大 大加快了致密化和晶粒长大的过程，并达到极高的相对密度。比如对通常在液 相烧结时使用的镍铁粉而言， 当烧结进行时， 镍铁粉熔化。 尽管在固相钨(占 95％ 的体分数)中液态镍铁的溶解度极小，但固态钨却易于溶解在液态镍铁中。一旦 液体镍铁润湿钨粒并溶解一部分钨粉，钨颗粒则改变形状，其内部孔隙当液流 进入时立即消失。过程继续下去，则钨颗粒不断粗化和生长，到最后产生接近 100％致密且具有最佳显微组织的最终产品。 用液相烧结制成高密度钨合金除密度高外还有比纯钨更好的冲击性能，其 主要用途是制造高穿透力的军用穿甲弹。 碳化钨在 1000℃以上的高温仍能保持良好的硬度，是切削、研磨的理想工 具。

1923 年德国的施罗特尔(Schroter)正是利用 WC 的这一特性才发明 WC-Co 硬 质合金的。由于 WC-Co 硬质合金作为切削刀具及拉伸、冲压模具带来了巨大的 商机，很快在 1926～1927 年便实现了工业化生产。简单地说，先将钨粉(或 W03)与碳黑的混合物在氢气或 真空中于一定温度下碳化，即制成碳化钨(WC)，再将 WC 与金属粘结剂钴按一定 比例配料，经过制粉、成型、烧结等工艺，制成刀具、模具、轧辊、冲击凿岩 钻头等硬质合金制品。

目前使用的碳化钨基硬质合金大体上可分为碳化钨—钴、碳化钨—碳化钛 —钴、碳化钨—碳化钛—碳化钽(铌)—钴及钢结硬质合金等四类，在当前全球 每年约 5 万吨钨的消费量中，碳化钨基硬质合金约占 63％。据最近的消息，全 球硬质合金的总产量约 33000 吨/年，消耗钨总供应量的 50％～55％。 钨是高速工具钢、合金结构钢、弹簧钢、耐热钢和不锈钢的主要合金元素， 用于生产特种钢的钨的用量很大。

钨可以通过固溶强化、沉淀强化和弥散强化等方法实现合金化，借以提高 钨材的高温强度、塑性。通过合金化，钨已形成多种对当代人类文明有重大影 响的有色金属合金。 钨中加入铼(3％～26％)能显著提高延展性(塑性)及再结晶温度。某些钨铼 合金经适当高温退火处理后， 延伸率可达到 5％， 远较纯钨或掺杂钨的 1％～3％ 为高。

钨中加入 0.4％～4.2％氧化钍(ThO2)形成的钨钍合金，具有很高的热电子发 射能力，可用作电子管热阴极、氩弧焊电极等，但 ThO2 的放射性长期未得到解 决。 我国研制的铈钨(W-CeO2)合金及用 La2O3 和 Y203 作弥散剂制成的镧钨、钇钨合 金(氧化物含量一般在 2.2％以下)代替 W-Th02 合金， 均已大量用作氩弧焊、 等离 子焊接与切割及非自耗电弧炉等多种高温电极。

钨铜、钨银合金是一种组成元素间并无反应因而不形成新相的粉冶复合材 料。钨银、钨铜合金实际上不是合金，故被视为假合金。钨银合金即是常提及 的渗银钨。此类合金含 20％～70％铜或银，兼有铜、银的优异导电导热性能与 钨的高熔点、耐烧蚀等性能，主要用作火箭喷嘴、电触点及半导体支承件。国 外一种北极星 A-3 导弹的喷嘴就是用渗有 10％～15％银的钨管制造的，重量达 数百千克的阿波罗宇宙飞船用的火箭喷嘴也是钨制造的。

钨钼合金具有比纯钨更高的电阻率、更优异的韧性，已用作电子管热丝、 玻璃密封引出线。钨作为合金元素，在有色金属合金中要提及的还有超合金。 上个世纪 40 年代为适应航空用涡轮发动机对高温材料的需要，在隆隆的炮火中 诞生了超合金。超合金由镍基、钴基、铁基三类特种结构合金组成。它们在高 温(500～1050 ℃)下作业时仍能保持极高的强度、抗蠕变性能、抗氧化性能及 耐蚀性。此外，它们在长达数年的使用期限内，可保证不会断裂，也就是具有 耐高周期疲劳和低周期疲劳的特性。这类性能对人命关天的航空航天产业万分 重要。 目前使用的知名超合金共有 35～40 个牌号，其中相当一部分的主成分之一 为钨

金属是一种具有光泽（即对可见光强烈反射）、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。在自然界中，绝大多数金属以化合态存在，少数金属例如金、铂、银、铋以游离态存在。金属矿物多数是氧化物及硫化物。其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。金属之间的连结是金属键，因此随意更换位置都可再重新建立连结，这也是金属伸展性良好的原因。金属元素在化合物中通常只显正价。通常将具有正的温度电阻系数的物质定义为金属。目前使用的含112种元素的元素周期表中，金属元素共90种，位于“硼-砹分界线”的左下方，在s区、p区、d区、f区等5个区域都有金属元素，过渡元素全部是金属元素。除锡Sn、锑Sb、铋Bi等少数几种金属的原子最外层电子数大于或等于4以外，绝大多数金属原子的最外层电子数均小于4，主族金属原子的外围电子排布为ns1 或ns2 或ns2 np(1-4)，过渡金属的外围电子排布可表示为(n-1)d(1-10) ns(1-2)。主族金属元素的原子半径均比同周期非金属元素(稀有气体除外)的原子半径大。金工业分类法：　黑色金属：铁、铬、锰三种 有色金属：铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡、铜、铅、锌、锡、钴、镍、锑、汞、镉、铋、金、银、铂、钌、铑、钯、锇、铱、铍、锂、铷、铯、钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、镓、铟、铊、锗、铼、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇、钍。 还可以把金属分为常见金属：如铁、铝、铜、锌等 稀有金属：如锆、铪、铌、钽等1.轻金属。密度小于4500千克/立方米，如铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡等。　 2.重金属。密度大于4500千克/米3，如铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、铋、镉、汞等。　 3.贵金属。价格比一般常用金属昂贵，地壳丰度低，提纯困难，如金、银及铂族金属。　 4.准金属元素。性质价于金属和非金属之间，如硅、硒、碲、砷、硼等。　 5.稀有金属。包括稀有轻金属，如锂、铷、铯等；　6.稀有难熔金属，如钛、锆、钼、钨等；　 7.稀有分散金属，如镓、铟、锗、铊等；　 8.稀土金属，如钪、钇、镧系金属；　 9.放射性金属，如镭、钫、钋及锕系元素中的铀、钍等。金属材料性能为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。 材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)，化学性能(耐用腐蚀性、抗氧化性)，力学性能也叫机械性能。 材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。金属材料比表面积研究是非常重要的，机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性.1、强度：材料在外力(载荷)作用下，抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。2、屈服点(бs)：称屈服强度，指材料在拉抻过程中，材料所受应力达到某一临界值时，载荷不再增加变形却继续增加或产生0.2%L。时应力值，单位用牛顿/毫米2(N/mm2)表示。 3、抗拉强度(бb)也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿/毫米2(N/mm2)表示。 4、延伸率(δ)：材料在拉伸断裂后，总伸长与原始标距长度的百分比。 5、断面收缩率(Ψ)材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。 6、硬度：指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力，常用硬度按其范围测定分布氏硬度(HBS、HBW)和洛氏硬度(HKA、HKB、HRC)。 7、冲击韧性(Ak)：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳/厘米2(J/cm2)。 对低碳钢拉伸的应力——应变曲线分析 1.弹性：εe=σe/E， 指标σe，E 2.刚性：△L=P·l/E·F 抵抗弹性变形的能力强度 3.强度： σs---屈服强度，σb---抗拉强度 4.韧性：冲击吸收功Ak 5.疲劳强度： 交变负荷σ-1<σs 6.硬度 HR、HV、HB Ⅰ阶段 线弹性阶段 拉伸初期 应力—应变曲线为一直线，此阶段应力最高限称为材料的比例极限σeⅡ阶段 屈服阶段 当应力增加至一定值时，应力—应变曲线出现水平线段(有微小波动)，在此阶段内，应力几乎不变，而变形却急剧增长，材料失去抵抗变形的能力，这种现象称屈服，相应的应力称为屈服应力或屈服极限，并用σs表示。 Ⅲ阶段 为强化阶段，经过屈服后，材料又增强了抵抗变形的能力。强化阶段的最高点所对应的应力，称材料的强度极限。用σb表示，强度极限是材料所能承受的最大应力。 Ⅳ阶段 为颈缩阶段。当应力增至最大值σb后，试件的某一局部显著收缩，最后在缩颈处断裂。 对低碳钢σs与σb为衡量其强度的主要指标。 刚性：△L=P·l/E·F，抵抗弹性变形的能力。 P---拉力，l---材料原长，E---弹性模量，F---截面面积 塑性变形：外力去处后，不能恢复的变形，即残余变形称塑性变形。 材料能经受较大塑性变形而不破坏的能力，称为材料的塑性或延伸性。 衡量材料塑性的两个指标是延伸率和断面收缩率。 延伸率δ=(△l0/l)×100% 断面收缩率ψ=((A-A1)/A)×100% 韧性(冲击韧性)：常用冲击吸收功 Ak 表示，指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的力疲劳强度：材料抵抗无限次应力(107)循环也不疲劳断裂的强度指标，交变负荷σ-1<σs为设计标准。 硬度：材料软硬程度。 测定硬度试验的方法很多，大体上可以分为弹性回跳法(肖氏硬度)压入法(布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度)和划痕法(莫氏硬度)等三大类，生产上应用最广泛的是压入法。它是将一定形状、尺寸的硬质压头在一定大小载荷作用下压入被测材料表层，以留下的压痕表面面积大小或深度计算材料的硬度值。 由于硬度测定时的测定规范，所用仪器设备等不同，用压入法井台测定材料的硬度的方法也有多种。 常用的方法是布氏硬度法(HB)，维氏硬度法(HV)，洛氏硬度法(HR)。(二)、工艺性能

指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。8、铸造性能：指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能，主要包括流性能、充满铸模能力；收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力；偏析指化学成分不均性。 9、焊接性能：指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法，把两个或两个以上金属材料焊接到一起，接口处能满足使用目的的特性。 10、顶气段性能：指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。 11、冷弯性能：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度α(外角)或弯心直径d对材料厚度a的比值表示，a愈大或d/a愈小，则材料的冷弯性愈好。 12、冲压性能：金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。 13、锻造性能：金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力(三)、化学性能

指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。 14、耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。 15、抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。金属的氧化

金属的氧化有两种含义，狭义的含义是指金属与环境介质中的氧化合而生成金属氧化物的过程；广义金属氧化就是金属与介质作用失去电子的过程，氧化反应产物不一定是氧化物也可以是硫化物、卤化物、或其他化合物。金属的钝性

处于钝态下的金属性质

金属的保护方法1.改变金属的内部结构2.在金属表面覆盖保护层3.电化学保护法:外加电源的阴极保护法,牺牲阳极的阴极保护法4.缓蚀剂法.

从植物中收获金属1995年，俄罗斯奥尔登堡大学的生物学家梅格列特在研究一种叫蓼的一年生草本植物时，意外地发现蓼的叶子中含有异常高的锌、铅、镉等金属。这是否表明蓼有从土壤中吸收这些金属的“嗜好呢”？于是他带着这个疑问，在一些被锌、铅、镉之类金属污染过的土地上种了大量的蓼。这些蓼长得非常茂盛，叶子又大又厚，结果在1 公顷的土地上，一个季节就收获了大量的蓼。梅格列特将蓼草放入800 ℃的炉子里烧，草化为灰烬，结果从中得到了1.3千克镉、23千克铅、322千克锌。 最近，德国奥尔登大学的一个试验小组已在一处废金属堆放场引种俄罗斯大蓼获得成功,现在该试验小组已从德国各地尤其是环保组织接到了大量订单，同时还为推广这项研究成果专门成立了一家商业性公司。它的业务活动已引起德国军事部门的很大兴趣，因为历史上的各种军事演习场包括二战时期用作化学武器仓库的地方都有待改造，消除污染，公司方面业已应约在那些地方种下了大蓼，以净化环境，回收有害金属。 还有文献报到，美国加利福尼亚的专家们通过研究发现，野生芥菜有从土壤中蓄积镍的功能，他们把种植的半公顷的野生芥菜杆割下来，晒干再烧成灰，每100克芥菜灰中获得了15-20克镍。他们目前正着手培育蓄积金属能力更强的芥菜新品种，预计可以从每平方米的土地上获取12克镍。尽管通过这种方式获取镍的效果远不及其它办法，但对环境无任何污染。 科学研究证明，植物在千百万年漫长的进化演变过程中，已经练就了一身非凡绝招，许多植物有累积某些金属元素的能力。如堇菜好锌、香薷含铜比较丰富、烟草含铀特别多，还有紫云英含硒、苜蓿含钽、石松含锰格外丰富。生长在含黄金特别多的土壤中的玉米或木贼草，烧成灰，每吨竟可以提取到10克黄金。有些植物能累积稀有金属，如铬、镧、钇、铌、钍等，被称为“绿色稀有金属库”。它们对稀有金属的聚集能力要比一般植物高出几十倍、成百倍，甚至上千倍。比如铬，在一般植物中用光谱检测也很难发现，而凤眼兰却能在根上累积铬，其含量可达到0.13%。 这一系列的发现引起了科学家们的极大兴趣，被人们称为“绿色冶金”技术。专家预言如果这一成果取得突破性的进展，人类将有可能通过种植植物来获得所需的金属，同时还可以改善遭受人类破坏的环境。

特殊金属汞 (mercury，Hg)，又称水银，在各种金属中，汞的熔点是最低的，只有-38.87℃，也是唯一在常温下呈液态并易流动的金属。比重13.595，蒸气比重6.9。它的化学符号来源于拉丁文，原意是“液态银”。 有关金属汞的生产很多，例如汞矿的开采与汞的冶炼，尤其是土法火式炼汞，空气、土壤、水质都有污染制造。校验和维修汞温度计、血压计。流量仪、液面计、控制仪、气压表、汞整流器等，尤其用热汞法生产危害更大制造荧光灯、紫外光灯、电影放映灯、X线球管等化学工业中作为生产汞化合物的原料，或作为催化剂如食盐电解用汞阴极制造氯气、烧碱等以汞齐方式提取金银等贵金属以及镀金、馏金等口腔科以银汞齐填补龋齿钚反应堆的冷却剂，等等。 汞的无机化合物如硝酸汞(Hg(NO3)2)、升汞(HgCl2)、甘汞(HgCl)、溴化汞(HgBr2)、砷酸汞(HgAsO4)、硫化汞(HgS)、硫酸汞(HgSO4)、氧化汞(HgO)、氰化汞(Hg(CN)2)等，用于汞化合物的合成，或作为催化剂、颜料、涂料等有的还作为药物，口服、过量吸入其粉尘及皮肤涂布时均可引起中毒。此外，雷汞(Hg(ONC)2.1/2H2O)用于制造雷管等。元素序号：80 元素名称：汞 元素符号：Hg 元素原子量：200.6 原子体积:(立方厘米/摩尔) 14.82 元素在太阳中的含量:(ppm) 0.02 元素在海水中的含量:(ppm) 0.00000033 （ 太平洋表面 ） 地壳中含量：（ppm） 0.05 电子层排布：2 8 18 3218 2 电子排布式：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 6s2 外围电子排布式：5d10 6s2 氧化态： Main Hg+2 Other Hg+1 声音在其中的传播速率：（m/S） 1451.4 晶胞参数： a = 300.5 pm b = 300.5 pm c = 300.5 pm α = 70.520° β = 70.520° γ = 70.520° 电离能 (kJ /mol) M - M+ 1007 M+ - M2+ 1809 M2+ - M3+ 3300 M3+ - M4+ 4400 M4+ - M5+ 5900 M5+ - M6+ 7400 M6+ - M7+ 9100 M7+ - M8+ 11600 M8+ - M9+ 13400 M9+ - M10+ 15300 元素描述： 是在正常大气压力的常温下唯一以液态存在的金属。熔点-38.87℃，沸点356.6℃，密度13.59克/立方厘米。银白色液体金属。内聚力很强，在空气中稳定。蒸气有剧毒。溶于硝酸和热浓硫酸，但与稀硫酸、盐酸、碱都不起作用。能溶解许多金属。化合价为+1和+2。汞的七种同位素的混合物。具有强烈的亲硫性和亲铜性，即在常态下，很容易与硫和铜的单质化合并生成稳定化合物，因此在实验室通常会用硫单质去处理撒漏的水银。 元素来源：自然界中主要有辰砂矿（HgS），也有少量的自然汞。常用辰沙矿加少许碳在空气中加热而制得。 元素用途：常用于制造科学测量仪器（如气压计、温度计等）、药物、催化剂、汞蒸气灯、电极、雷汞等。 钢板

汞的用途较广，在总的用量中，金属汞的占30%，化合物状态的汞约占70%。冶金工业常用汞齐法（汞能溶解其它金属形成汞齐）提取金、银和铊等金属。化学工业用汞作阴极以电解食盐溶液制取烧碱和氯气。汞是制造汞弧整流器、水银真空泵、新型与酒精、浓硝酸溶液混合加热制成的。汞的一些化合物在医药上有消毒、利尿和镇痛作用，汞银合金是良好的牙科材料。在中医学上，汞用作治疗恶疮、疥癣药物的原料。汞可用作精密铸造的铸模和原子反应堆的冷却剂以及镉基轴承合金的组元等。 元素辅助资料：汞在自然界中分布量最小，被认为是稀有金属，但是人们很早就发现了水银。天然的硫化汞又称为朱砂，由于具有鲜红的色泽，因而很早就被人们用作红色颜料。根据殷虚出土的甲骨文上涂有丹砂，可以证明我国在有史以前就使用了天然的硫化汞。同位素。 汞有七种稳定的同位素，其中最丰富的是Hg-202（26.86%），寿命比较长的放射性同位素有Hg-194（半衰期444年）和Hg-203（半衰期46.612天），其他放射性同位素的半衰均小于一天。 根据我国古文献记载：在秦始皇死以前，一些王侯在墓葬中也早已使用了灌输水银，例如齐桓公葬在今山东临淄县，其墓中倾水银为池。这就是说，我国在公元前6世纪或更早已经取得大量汞。 我国古代还把汞作为外科用药。1973年长沙马王堆汉墓出土的帛书中有《五十二药方》。抄写年代在秦汉之际，是现已发掘的我国最古医方，可能处于战国时代。其中有四个药方就应用了水银。例如用水银，雄黄混合，治疗疥疮等。 东西方的炼金术士们都对水银发生了兴趣。西方的炼金术士们认为水银是一切金属的共同性——金属性的化身。他们所认为的金属性是一种组成一切金属的“元素”。 我国古代劳动人民把丹砂，也就是硫化汞，在空气中烧得到汞：HgS + O2 ——→ Hg + SO2；但是生成的汞容易挥发，不易搜集，而且操作人员会发生汞中毒。我国劳动人民在实践中积累经验，改用密闭方式制汞，有的是密闭在竹筒中，有的是密闭的石榴罐中。 根据西方化学史的资料，曾在埃及古墓中发现一小管水银，据历史考证是公元前16—前15世纪的产物。但我国古代劳动人民首先制得了大量水银。水俣病其实就是汞中毒，也就是重金属中毒，最早的记载是在日本，当然了很早以前也是有记载的，日本记载是在1953-1956年间，有一个叫水吴湾的地方的日本人都是耳聋眼瞎外加精神失常，那地方的猫也一个个的向河里跳。 汞很易蒸发到空气中引起危害，因为:1、在0℃时已蒸发，气温愈高，蒸发愈快愈多每增加10℃蒸发速度约增加1.2～1.5倍，空气流动时蒸发更多。2、汞不溶于水，可通过表面的水封层蒸发到空气中。3、粘度小而流动性大，很易碎成小汞珠，无孔不入地留存于工作台、地面等处的缝隙中，既难清除，又使表面面积增加而大量蒸发，形成二次污染源。4、地面、工作台、墙壁十天花板等的表面都吸附汞蒸气，有时，汞作业车间移作它用，仍残留有汞危害的问题。工人衣着及皮肤上的污染可带到家庭中引起危害。

金属活动性顺序钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅（氢）铜 汞 银 铂 金

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au H前面的金属能与酸反应 （H前面的）金属能与（后面的)金属盐溶液反应 大多数金属能与氧气反应（除Ag，Au外） 排在H前面的金属，理论上讲都能与水发生化学反应，在常温下，钾，钙，钠能与水发生剧烈反应。 金属均无氧化性，但金属离子（Pt Au 无法形成离子）有氧化性，活动性越弱的金属形成的离子氧化性越强。 金属都有还原性（Pt Au 除外），活动性越弱的金属还原性越弱。

金属提炼1）高温还原：氧化铁+一氧化碳→（加热）=二氧化碳+铁 （2）加热分解：氧化汞（加热）=汞+氧气 （3）电解：氧化铝（电解）=铝+氧气

金属特性

铜~良好导电导热性 钛~轻巧，其合金坚硬，不易变形 钨~耐高温，不易融化 锡~无毒，耐腐 铝~有延性和展性，在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。 铁~坚硬，易生锈

金属性能 performance of metal J一nshux旧gneng 金.性能(performanee of metal)金属满 足各类要求的能力，借以表征金属的特性。它取决于金 属的成分、结构和组织。主要有力学性能、物理性能、 化学性能和工艺性能等。 力学性能在力作用下涉及应力与应变关系的性 能。根据材料的力学行为，表征材料的力学性能指标可 分为弹性、塑性、强度、硬度及韧性等。金属的力学性 能是评定金属质t、选材和构件设计计算的重要依据， 用相应的力学试验测定。 物理性能在力、热、光、电等物理作用下所反映 的特性。常用的有内耗、热膨胀系数、导热系数、比热 容和电阻率等。 内耗材料本身的机械振动能量在机械振动时逐 渐消耗的现象。一般用振动一周所消耗的能t与原来 振动能量之比来度量。(见金属内耗) 热膨胀系数温升1℃时材料尺寸的变化t与原 来尺寸之比.可分为线膨胀系数与体膨胀系数。 导热系数物质单位长度上温度差为IC时.单 位时间内通过单位面积的热流量。其数值的大小，取决 于物质内部结构和所处状态。纯金属比合金具有更高 的导热系数。 比热容单位质量物质温升1℃时所需要的热 t。 电阻率单位截面积材料在单位长度上的电阻。 化学性能抵抗腐蚀性介质化学侵蚀作用的能 力。金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。金 属的氧化实质上是化学腐蚀的结果。金属化学腐蚀速 度同由腐蚀产物形成的金属表面膜的性质有关。电化 学腐蚀主要取决于金属的电极电位。提高耐腐蚀性和 抗氧化性的根本措施在于材料的合金化。评定耐腐蚀 性和抗氧化性的主要指标是腐蚀速度和腐蚀率。 腐蚀速度单位面积材料在单位时间内经腐蚀后 的失重或增重。 腐蚀率单位时间内腐蚀掉的金属深度。 工艺性能制造金属制件时的冷热加工性能。主 要有铸造性、可锻性、焊接性、切削加工性和热处理工 艺性能等。 铸造性表征金属铸造成型的难易程度。通常用 流动性、收缩性、偏析程度和热裂倾向等性能表示。 可锻性材料在锻造过程中承受塑性变形的能 力。材料的可锻性与化学成分、加热温度、组织状态及 冷却规范等有关。 焊接性或称可焊性，表征在一定焊接方法、焊接 材料、工艺参数及结构形式下，获得优质焊接接头的难 易程度。焊接性的好坏可用材料的化学成分进行估算， 亦可用相应的焊接裂纹敏感性试验进行评定。 切削加工性表征材料切削加工成一定尺寸、精 度和表面质量的难易程度。与材料的硬度、强度、导热 性和加工硬化性等有关.评价切削加工性能的指标主 要是切削率，即用在切削加工精度、粗糙度相同，刀具 寿命一致的情况下，被试材料与标准材料最大切削速 度的百分比表示。 热处理工艺性能表征金属或合金，在固态范围 内，通过加热、保温、冷却的方法，改变其内部组织， 以获得预期热处理效果的难易程度。其主要指标有:① 晶粒长大倾向②淬透性③淬裂敏感性。晶粒长大倾 向是表征金属在加热过程中晶粒粗化倾向的大小(见 晶拉度).淬透性是表征钢接受淬火的能力。在同等尺 寸、加热及冷却条件下，以淬硬层深度来度量。淬硬层 深度是指从钢件表面至半马氏体区(马氏体组织占 50%，珠光体类型组织占50%)处的深度，与过冷奥 氏体的德定性有关。淬裂敏感性是淬火时产生裂纹的 倾向性。

物理性质：铜呈紫红色光泽的金属，密度8.92克/立方厘米。熔点1083.4±0.2℃，沸点2567℃。有很好的延展性。导热和导电性能较好。

化学性质：原子大小与结构：电子层：K-L-M-N；电子层分布：2-8-18-1；原子半径：186pm

范德华半径：140pm

铜是不太活泼的重金属，在常温下不与干燥空气中的氧气化合，加热时能产生黑色的氧化铜。

扩展资料

铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。

铜是一种红色金属，同时也是一种绿色金属。

说它是绿色金属，主要是因为它熔点较低，容易再熔化、再冶炼，因而回收利用相当地便宜。古代主要用于器皿、艺术品及武器铸造，比较有名的器皿及艺术品如后母戊鼎、四羊方尊。

参考资料来源：百度百科-铜 （过渡金属元素）

钒是黑色金素。

钒，原子序数23，原子量50.9415,元素名来源于斯堪的纳维亚女神之名，表示钒的化合物在溶液中所呈现的美丽颜色。1801年西班牙矿物学家里奥在钒铅矿中首次发现，但他错认为是已发现的铬；1830年瑞典化学家塞夫斯特穆在冶炼泰贝格铁矿时再次发现，并命名；1927年，美国化学家马登和里奇制得纯度为99.7%的金属钒。钒在地壳中的含量在0.02%～0.03%之间，居第22位。钒广泛分布于许多矿藏中，主要的有绿硫钒矿、钒云母等，在恒星也已发现钒。自然界存在两种钒的稳定同位素：钒50和钒51，其中钒51的含量为99.76%。

金属钒有淡灰色光泽，有韧性；熔点1890°C，沸点3380°C，密度5.96克/厘米³；金属钒为体心立方晶格；能与多种金属形成合金。

金属钒在常温下有较好的抗蚀性；易溶于浓硫酸、浓硝酸和氢氟酸中；高温下能与多种非金属直接化合；钒的水溶液比较复杂。

金属钒主要用于制造合金钢；五氧化二钒和钒酸盐广泛用作催化剂；还用于制造彩色玻璃和陶瓷，以及油漆和墨水的催干剂。

本人从事铅冶炼，还原铅确实没听说过。电解铅指的是把经过初步冶炼产生的粗铅采用电解工艺进一步精炼、得到含铅99.994%（国标一号）以上的产品，就叫电解铅。再生铅指的是回收的含铅物料（比如铅酸蓄电池）经过预处理和冶炼以后得到的铅产品，包括电解铅或者铅合金。合金铅就不用说了，就是铅合金产品，一般是铅锑合金、铅钙合金居多。粗铅刚才说过了，是含铅原料经过初步冶炼工艺后产生、含铅一般在96%以上的中间产品。其中一般还有金、银、铜、硫、锑等有价金属或杂质。

又称质谱计[1](mass spectrometer)。分离和检测不同同位素的仪器。即根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。质谱仪以离子源、质量分析器和离子检测器为核心。离子源是使试样分子在高真空条件下离子化的装置。电离后的分子因接受了过多的能量会进一步碎裂成较小质量的多种碎片离子和中性粒子。它们在加速电场作用下获取具有相同能量的平均动能而进入质量分析器。质量分析器是将同时进入其中的不同质量的离子，按质荷比m/z大小分离的装置。分离后的离子依次进入离子检测器，采集放大离子信号，经计算机处理，绘制成质谱图。离子源、质量分析器和离子检测器都各有多种类型。质谱仪按应用范围分为同位素质谱仪、无机质谱仪和有机质谱仪；按分辨本领分为高分辨、中分辨和低分辨质谱仪；按工作原理分为静态仪器和动态仪器。

分离和检测不同同位素的仪器。仪器的主要装置放在真空中。将物质气化、电离成离子束，经电压加速和聚焦，然后通过磁场电场区，不同质量的离子受到磁场电场的偏转不同，聚焦在不同的位置，从而获得不同同位素的质量谱。质谱方法最早于1913年由J.J.汤姆孙确定，以后经 F.W.阿斯顿等人改进完善。现代质谱仪经过不断改进，仍然利用电磁学原理，使离子束按荷质比分离。质谱仪的性能指标是它的分辨率，如果质谱仪恰能分辨质量m和m＋Δm，分辨率定义为m／Δm。现代质谱仪的分辨率达 105 ～106 量级，可测量原子质量精确到小数点后7位数字。

质谱仪最重要的应用是分离同位素并测定它们的原子质量及相对丰度。测定原子质量的精度超过化学测量方法，大约2／3以上的原子的精确质量是用质谱方法测定的。由于质量和能量的当量关系，由此可得到有关核结构与核结合能的知识。对于可通过矿石中提取的放射性衰变产物元素的分析测量，可确定矿石的地质年代。质谱方法还可用于有机化学分析，特别是微量杂质分析，测量分子的分子量，为确定化合物的分子式和分子结构提供可靠的依据。由于化合物有着像指纹一样的独特质谱，质谱仪在工业生产中也得到广泛应用。

固体火花源质谱：对高纯材料进行杂质分析。可应用于半导体材料有色金属、建材部门气体同位素质谱：对稳定同位素C、H、N、O、S及放射性同位素Rb、Sr、U、Pb、K、Ar测定，可应用于地质石油、医学、环保、农业等部门

[编辑本段]有机质谱仪

有机质谱仪基本工作原理：以电子轰击或其他的方式使被测物质离子化，形成各种质荷比（m/e）的离子，然后利用电磁学原理使离子按不同的质荷比分离并测量各种离子的强度，从而确定被测物质的分子量和结构。

有机质谱仪主要用于有机化合物的结构鉴定，它能提供化合物的分子量、元素组成以及官能团等结构信息。分为四极杆质谱仪、离子阱质谱仪、飞行时间质谱仪和磁质谱仪等。

有机质谱仪的发展很重要的方面是与各种联用仪（气相色谱、液相色谱、热分析等）的使用。它的基本工作原理是：利用一种具有分离技术的仪器，作为质谱仪的"进样器"，将有机混合物分离成纯组分进入质谱仪，充分发挥质谱仪的分析特长，为每个组分提供分子量和分子结构信息。

可广泛用于有机化学、生物学、地球化学、核工业、材料科学、环境科学、医学卫生、食品化学、石油化工等领域以及空间技术和公安工作等特种分析方面。

[编辑本段]无机质谱仪

无机质谱仪与有机质谱仪工作原理不同的是物质离子化的方式不一样，无机质谱仪是以电感耦合高频放电 (ICP)或其他的方式使被测物质离子化。

无机质谱仪主要用于无机元素微量分析和同位素分析等方面。分为火花源质谱仪、离子探针质谱仪、激光探针质谱仪、辉光放电质谱仪、电感耦合等离子体质谱仪。火花源质谱仪不仅可以进行固体样品的整体分析，而且可以进行表面和逐层分析甚至液体分析；激光探针质谱仪可进行表面和纵深分析；辉光放电质谱仪分辨率高，可进行高灵敏度，高精度分析，适用范围包括元素周期表中绝大多数元素，分析速度快，便于进行固体分析；电感耦合等离子体质谱，谱线简单易认，灵敏度与测量精度很高。

质谱分析法的特点是测试速度快，结果精确。广泛用于地质学、矿物学、地球化学、核工业、材料科学、环境科学、医学卫生、食品化学、石油化工等领域以及空间技术和公安工作等特种分析方面。

[编辑本段]同位素质谱仪

同位素质谱分析法的特点是测试速度快，结果精确，样品用量少（微克量级）。能精确测定元素的同位素比值。广泛用于核科学，地质年代测定，同位素稀释质谱分析，同位素示踪分析。

[编辑本段]离子探针

离子探针是用聚焦的一次离子束作为微探针轰击样品表面，测射出原子及分子的二次离子，在磁场中按质荷比（m/e）分开，可获得材料微区质谱图谱及离子图像，再通过分析计算求得元素的定性和定量信息。测试前对不同种类的样品须作不同制备，离子探针兼有电子探针、火花型质谱仪的特点。可以探测电子探针显微分析方法检测极限以下的微量元素，研究其局部分布和偏析。可以作为同位素分析。可以分析极薄表面层和表面吸附物，表面分析时可以进行纵向的浓度分析。成像离子探针适用于许多不同类型的样品分析，包括金属样品、半导体器件、非导体样品，如高聚物和玻璃产品等。广泛应用于金属、半导体、催化剂、表面、薄膜等领域中以及环保科学、空间科学和生物化学等研究部门。