地壳中含量较低的金属就是稀有金属吗?

本文围绕「地壳中含量较低的金屬是否就是稀有金屬」這個問題展开解答,指出稀有金屬的命名不僅與地殼中的含量和分佈稀散程度有关,更重要的是它們被發現及應用於工業的时间比其他金屬晚。同時,本文還介绍了稀有金屬提取技术的发展历程、应用领域的拓展情况以及未來的应用前景。

地壳中含量较低的金属就是稀有金属吗?

元素周期表中有許多金屬被稱為「稀有金屬」。物以稀為貴,是否因為它們在自然界中的含量稀少呢?其实,有些稀有金屬的含量並不低!例如,钛是一種稀有金屬,但它在地壳中的含量,比常见的金屬,如铅、锌、铜、锡等还要多。在金属王國中,钛的含量排行第七,仅次于铝、铁、钙、钠、钾、镁。那么為什麼钛被稱為稀有金屬呢?

原來,稀有金屬这一称呼的由来,固然是因为有些金屬在地壳中的含量较少或分布稀散,但更主要的原因是,它们被人们发现的时间和在工业技术上得到应用的时间,要比其他金屬晚得多。在被发现之初,許多稀有金屬具有分布散、含量低、提取難、应用少的特點。例如,早在1789年,人们就在钛磁铁矿中發現了二氧化钛,但由于钛的熔点高达1660℃,必须在高温下冶炼,而高温下钛的化学性质又很活潑,因此直到20世紀50年代左右,人們才開發出鈦的冶炼工艺和设备。又过了30年,鈦的產量才有了較大發展。

過去,由于分離和提炼技术比较落后,人们對稀有金屬的大多數研究只停留在表象認識階段。進入19世紀后,相關的物理和化学技術飛速發展,特別是第二次世界大戰以來,稀有金屬的研究和應用得到了快速發展。除了在傳統的钢铁、玻璃、陶瓷三大材料領域的應用外,這些年來在新材料領域的消耗比重也越來越大,2005年已達到55.6%。稀有金屬從可有可無的“工業調味料”變成了不可或缺的“工業维生素”。幾乎每隔3到5年,就會發現稀有金屬的新用途。例如,金属钛已經升格為继铁、铝之后的“第三金属”。

如今,稀有金屬主要用于稀土永磁体、磨料、贮氢合金和汽车尾气净化器等,且保持着较快的增長勢頭。科學家預測,在未來的工業、軍事、醫學、科學研究和日常生活中,稀有金屬的用途會更加广泛和重要。