logo
Лекции по МРМ

1.1. Общие сведения о редких металлах

Редкие металлы определяют развитие таких важных областей, как электровакуумная техника, полупроводниковая электроника, атомная энергетика, авиа- и ракетостроение, а также производство специальных сталей, твердых, жаропрочных и антикоррозионных сплавов. В настоящее время металлургическая промышленность производит 71 металл, из них 41 относится к группе редких.

Современная металлургическая промышленность производит почти все известные металлы. К группе «редкие» отнесены металлы, которые начали использовать в технике лишь в конце XIX или XX столетии. Это обусловлено тем, что большинство редких металлов было открыто в конце XVIII и в XIX вв., а некоторые из них - в XX в. При этом малая распространенность и рассеянность в земной коре многих редких металлов, а также трудности извлечения и получения в чистом виде некоторых из них существенно препятствовали их освоению.

Следует учитывать, что редкие металлы не обязательно относятся к элементам, мало распространенным в земной коре. Из табл.1.1 видно, что для большинства редких металлов характерно низкое содержание в земной коре. Однако многие из них более распространены, чем давно известные человеку металлы.

Таблица 1.1

Средний химический состав земной коры по А. П. Виноградову

Декада распространенности в земной коре

Содержание химических элементов, % (по массе)

I

O 47.2; Si 27.6

II

Al 8.80; Fe 5.10; Ca 3.60; Na 2.64; K 2.60; Mg 2.10

III

Ti 0.60; H 0.15; C 0.10

IY

Mn 0.09; P 0.08; S 0.05; Ba 0.05; Cl 0.045; Se 0.04; Rb 0.031

Y

Ni 8·10-3; Li 6.5·10-3; Zn 5·10-3; Ce 4.5·10-3; Sn 4·10-3; Co 3·10-3; Y 2.8·10-3; Nd 2.5·10-3; La 1.8·10-3; Pb 1.6·10-3; Ga 1.5·10-3; Nb 1·10-3; Cd 1·10-3

YI

Th 8·10-3; Cs 7·10-4; Pr 7·10-4; Sm 7·10-4; Ge 7·10-4; Be 6·10-4; Se 6·10-4; As 5·10-4; Dy 4.5·10-4; Er 4·10-4; Yb 3·10-4; V 3·10-4; Tl 3·10-4; Mo 3·10-4; Hf 3.2·10-4; B 3·10-4; Br 1.8·10-4; Ho 1.3·10-4; Eu 1.2·10-4;W 1·10-4; Lu 1·10-4

YII

Tm 8·10-5; Se 6·10-5; Cd 5·10-5; Sb 4·10-5; I 1.3·10-5; Bi 2·10-5; Ag 1·10-5; In 1·10-5

YIII

Hg 7·10-6; Os 5·10-6; Pd 1·10-6; Te 1·10-6

IX

Ru 5·10-7; Pt 5·10-7; Au 5·10-7; Rh 1·10-7; Re 1·10-7; Ir 1·10-7

X

Ac 6·10-10; Ra 1·10-10; Pa 1·10-10; Po 2·10-14; Pu 1·10-15; Rn 7·10-16

Например, титан стоит девятым в ряду распространенности; цирконий, ванадий, литий, церий и др. более распространены, чем такие обычные металлы, как свинец, мышьяк, олово, ртуть, серебро, золото.

И все же некоторые металлы весьма рассеяны в земной коре, т.е. не способны или имеют очень ограниченную способность образовывать самостоятельные минералы и рудные месторождения. Например, содержание галлия в земной коре выше, чем олова, мышьяка и ртути. Однако галлий не образует самостоятельных минералов и находится в рассеянном состоянии в решетках других минералов, тогда как олово, ртуть и мышьяк образуют минералы и месторождения. Поэтому они представляются более распространенными в земной коре. Таким образом, малая распространенность в земной коре - не общий признак, всех металлов группы редких, хотя он и характерен для многих из них.