錸屬稀有金屬,是地球上儲(chǔ)量很少的有色金屬之一,其克拉克值僅為7×10-8（w）,全球已探明儲(chǔ)量約2500t.戰(zhàn)略金屬錸軍事用途獨(dú)特 美日悄悄囤積視為珍寶 錸主要用于生產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、制造類似陀螺儀的高精設(shè)備、合成高辛烷值汽油。美國和德國還獲得了制造錸過濾器凈化汽車尾氣的專利技術(shù)
的最大用途是作石化工業(yè)上的催化劑。目前，世界上錸在這方面的消耗量占總消耗量的60％以上。含錸的鉭、鎢合金被認(rèn)為是最耐高性能，已成為宇航、火箭和導(dǎo)彈等方面的重要材料。鎢錸熱電偶最高可測(cè)3100℃的高。錸鎢合金用來制造電子管陰極，壽命比鎢長100倍，用于制造電接觸器，特別是制造海船永磁發(fā)電機(jī)接觸器，經(jīng)久耐用。鍍錸（如航天器金屬表面）的金屬可增加耐磨性能。
含錸的鉭、鎢合金被認(rèn)為是最耐高性能，已成為宇航、火箭和導(dǎo)彈等方面的重要材料。鎢錸熱電偶最高可測(cè)3100℃的高。錸鎢合金用來制造電子管陰極，壽命比鎢長100倍，用于制造電接觸器，特別是制造海船永磁發(fā)電機(jī)接觸器，經(jīng)久耐用。鍍錸（如航天器金屬表面）的金屬可增加耐磨性能。
據(jù)報(bào)道，世界最大錸生產(chǎn)商美國鉬金屬公司盡管產(chǎn)量已達(dá)頂點(diǎn)，但是供應(yīng)仍難易滿足其遠(yuǎn)期客戶的需求。因此不得不從現(xiàn)貨市場(chǎng)追加購買量，但是現(xiàn)貨市場(chǎng)供應(yīng)更為緊張。目前錸的生產(chǎn)及技術(shù)沒有任何問題，主要是取決于獲得充足的原材料鉬。據(jù)了解，錸的主要消費(fèi)部門是錸基合金，用于飛機(jī)引擎和其它應(yīng)用部門。尤其是最近以來飛機(jī)引擎業(yè)進(jìn)入市場(chǎng)大量購買錸，進(jìn)一步刺激價(jià)格上漲。據(jù)了解，高錸酸銨的高附加值產(chǎn)品錸粉粒供應(yīng)更為短缺。
目前我國錸的保有儲(chǔ)量為237噸。錸幾乎全部伴生于鉬礦床中，集中分布在陜西金堆城鉬礦、河南欒川鉬礦、吉林大黑山鉬礦、黑龍江多寶山銅（鉬）礦等礦床中，合計(jì)占全國錸總儲(chǔ)量的近90％。在錸的市場(chǎng)需求方面，我國錸產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足其需求量，特別是近幾年來我國航空航天技術(shù)的快速發(fā)展，使得這一供需矛盾進(jìn)一步惡化。在錸的供應(yīng)方面，由于江西銅業(yè)集團(tuán)公司在科技攻關(guān)項(xiàng)目“銅冶煉還原終液中回收錸酸銨”獲得突破，在實(shí)施中2004年形成了年產(chǎn)1800公斤的生產(chǎn)能力，該集團(tuán)公司成為全國最大的錸生產(chǎn)基地。江西銅業(yè)集團(tuán)錸占我國產(chǎn)量的40％。(我國錸總產(chǎn)量4.5噸）在技術(shù)上，我國錸行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)與國際相比還有較大差距。
1983年成都理工大學(xué)教授張如柏在四川馬邊，犍為，沐川境內(nèi)紅層砂巖中發(fā)現(xiàn)了錸鉬礦物，遂進(jìn)行科學(xué)研究。確定沐川鉬礦物與世界所有鉬都不同，沐川鉬含有水分子，于是張教授把它命名為沐川礦，在美國權(quán)威地理雜志發(fā)表了研究成果的論文。
基于此，國家地礦部（現(xiàn)國土資源部地調(diào)局）立項(xiàng)搞科學(xué)研究，四川地礦局承擔(dān)研究工程。經(jīng)過10多年的科學(xué)研究，首次在地球上發(fā)現(xiàn)了以錸礦為主的獨(dú)立礦體，樂山錸礦成了地球上唯一以錸為主體的稀有金屬礦體，初步探明儲(chǔ)量50噸以上，探明儲(chǔ)量居世界第一位。
目前，以張如柏教授為首席專家的研究小組正把探礦和研究工作向縱深推進(jìn)
錸[1]是一個(gè)非常稀少而且分散的元素，在地殼中的含量僅有10-7%。主要存在于輝鉬礦中?？捎梢睙捿x鉬礦的煙道塵中獲得的Re2O7。然后加入KCl，再用氫還原而制得。
一般輝鉬精礦中錸的含量在0.001%-0.031%之間。但從斑巖銅礦選出的鉬精礦含錸可達(dá)0.16%。生產(chǎn)錸的主要原料是鉬冶煉過程的副產(chǎn)品。從某些銅礦、鉑族礦、鈮礦甚至閃鋅礦的冶煉煙塵和渣中以及處理低品位鉬礦的廢液時(shí)，都可以回收錸。 1978年和1979年世界錸的總產(chǎn)量分別為7210和7260公斤。聯(lián)邦德國、智利、加拿大和前蘇聯(lián)是錸的主要生產(chǎn)國。提取錸時(shí)先提取純的錸化合物，然后用氫還原法或水溶液電解法制得錸粉，再用粉末冶金方法加工成材。焙燒輝鉬礦的煙道灰和精煉銅的陽極泥中都含有七氧化二錸，用水浸取，過濾，加入氯化鉀使高錸酸鉀KReO4析出，重結(jié)晶后在 800℃用氫氣還原，可制得金屬錸：2KReO4 +7H2 →2Re+6H2O+2KOH
1.高溫合金
高溫合金是隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展需要而發(fā)展起來的一種高溫結(jié)構(gòu)材料，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，各國均建立了各自的高溫合金系列，主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片、渦輪盤和燃燒室等。目前，高溫合金仍在航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)材料中扮演主要角色，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中用量約占55%左右。從發(fā)展現(xiàn)狀來看，高溫合金已從傳統(tǒng)鑄造多晶高溫合金、定向凝固柱晶高溫合金和變形高溫合金向單晶合金、機(jī)械合金化高溫合金、粉末冶金高溫合金和細(xì)晶鑄造合金等發(fā)展。
美國和歐洲受其航空航天工業(yè)的推動(dòng)，在高溫合金領(lǐng)域居世界領(lǐng)先水平。日本最近完成了國家規(guī)模的發(fā)展高溫合金計(jì)劃，重點(diǎn)是發(fā)展單晶高溫合金，并將其用于航空航天工業(yè)。
單晶合金至今已發(fā)展到第三代產(chǎn)品，主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片。如美國的Rene N6和CMSX-10，其錸的含量高達(dá)6%，難熔元素的總含量(Re、Ta、W、Mo)高達(dá)20%，CMSX-10蠕變強(qiáng)度是現(xiàn)有單晶合金和鎳基合金中最高的，使用溫度比第二代產(chǎn)品Rene N5和CMSX-4約高30℃，達(dá)到了1100℃。目前正在設(shè)計(jì)具有更高強(qiáng)度的CMSX-10+合金。日本研制的單晶合金TMS26的耐熱溫度比第二代產(chǎn)品PW1484高37℃。迄今，世界上單晶合金的最高性能可達(dá)1125℃、140MPa和100h。預(yù)計(jì)本世紀(jì)末，航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片應(yīng)將主要采用單晶合金。最近，法國為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵研制了一種耐氫的鎳鐵合金THYMONE8葉片，在氫脆環(huán)境下具有高的疲勞性能?！?.6〕
機(jī)械合金化高溫合金是靠添加少量氧化物彌散質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)化，用機(jī)械合金化方法制備的高溫合金，主要用于制造燃燒室和渦輪葉片等，主要產(chǎn)品有英國的MA754、MA600、MA956和MA957等，新型合金有RSR185、RSR143等，使用溫度遠(yuǎn)高于定向凝固柱晶合金。但要取代單晶葉片、尚需改進(jìn)其成型和涂層工藝。
粉末高溫合金主要用于航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤，至少粉末渦輪盤合金已發(fā)展到第三代雙性能組合盤，如美國的AF115+MERL76組合盤，AF115合金為高溫抗蠕變合金，用于高溫區(qū)，MERL76為高強(qiáng)度合金用于中低溫區(qū)，已在90年代用于高性能發(fā)動(dòng)機(jī)F-119上，1995美國將雙合金渦輪盤轉(zhuǎn)移到IHPTET的第2階段。俄國在米格29和31等多種發(fā)動(dòng)機(jī)上使用粉末高溫合金、目前大量使用的是第一代合金，使用溫度在700℃，正在研制第二代產(chǎn)品，使用溫度為750℃。〔7〕
錸屬稀有金屬，是地球上儲(chǔ)量很少的有色金屬之一，其克拉克值僅為7×10-8(w)，全球已探明儲(chǔ)量約2500t，資源量10000t。錸是于1925年被德國科學(xué)家W?Noddack及其合作者發(fā)現(xiàn)的，并于1930年開始生產(chǎn)。我國為了航空、航天及國防工業(yè)的需要，于1960年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。迄今已成為錸的生產(chǎn)和應(yīng)用大國之一.下面是錸的主要應(yīng)用。
催化劑
錸的電子結(jié)構(gòu)中其未飽和的4d層的5個(gè)電子易于放出，而6s層的2個(gè)電子又易于參與作用而形成共價(jià)鍵，加上其晶格參數(shù)較大等特性，故錸及其化合物具有優(yōu)異的催化活性，用作石化工業(yè)的催化劑是其傳統(tǒng)的主要用途之一。如用作石油重整的Pt—Re／Al2O3催化劑，但隨著其它價(jià)廉的替代品如鉑—錫催化劑的出現(xiàn)，雖然其性能稍差，然錸在這一領(lǐng)域的應(yīng)用仍有所減少。此外，錸可用作生產(chǎn)無鉛汽油和汽車尾氣凈化的催化劑；錸的硫化物作甲酚及木素等的氫化催化劑；NH4ReO4／C用作環(huán)己烷脫氫及乙醇脫氫的催化劑；KReO4／SiO2也是一系列氫化中的催化劑；Re2O7是使SO2轉(zhuǎn)化到SO3、以及使HNO2轉(zhuǎn)化到HNO3的良好催化劑。
國防、航空航天工業(yè)
錸是最難熔的金屬之一，其熔點(diǎn)高達(dá)3180℃、，僅次于鎢的3410℃。由錸與其它金屬可制得一系列耐高溫、抗腐蝕、耐磨損的合金，如Re25—W曾是空間站核反應(yīng)堆材料，后來發(fā)展到性能更好的Re30—W—Mo30合金；Re—Pt用作原子能反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料，可抗1000℃高溫下載熱體的腐蝕，也可用輻射防護(hù)罩；Re—Mo合金到3000℃仍具有高的機(jī)械強(qiáng)度，可用來制造超音速飛機(jī)及導(dǎo)彈的高溫高強(qiáng)度部件及作隔熱屏。特別是用于噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片與火力發(fā)電機(jī)渦輪材料的鎳基含錸超耐熱合金的開發(fā)成功（含錸3％-7％，熔點(diǎn)高達(dá)3180℃以上）并應(yīng)用于戰(zhàn)斗機(jī)及客機(jī)、火力發(fā)電機(jī)，使美國、西歐的錸用量大增，也使得世界錸用量急劇增長。近年錸在合金方面的用量已超過其在催化劑方面的用量，超耐熱合金已成為其最重要的應(yīng)用領(lǐng)域。
測(cè)溫、加熱元器件及高溫測(cè)量
Re3—W及Re25—W合金絲制作的熱電偶，溫度與熱電動(dòng)勢(shì)的線性關(guān)系好，測(cè)溫準(zhǔn)確，測(cè)量范圍廣（0-2485℃）。其熱電動(dòng)勢(shì)達(dá)1012mV，遠(yuǎn)較Pt—Rh／Pt（在1900℃時(shí)僅30mV）為高，用在真空或惰性氣體介質(zhì)中可測(cè)溫到2700℃，且價(jià)格比Pt—Rh／Pt熱電偶便宜。Re28—W／W熱電偶可測(cè)溫到2760℃，Mo—Re熱電偶可測(cè)溫到3000℃。用錸基合金制作的加熱元件較鎢或鉬的壽命長5-10倍；高溫下Re8-12—Ni—Cr較Ni—Cr合金的加熱元件的工作壽命高出9倍，且具有在高溫與壓力下工作正常的突出優(yōu)點(diǎn)；添錸的Rh—Ir較Rh—Ir既增加強(qiáng)度，又改善了機(jī)械性能，應(yīng)用于航空航天與導(dǎo)彈。錸基合金還可制作在高溫下既靈敏又不變形的彈簧，為高溫測(cè)量儀器所必需。聯(lián)吡啶錸作為吸收太陽能的光敏染料在太陽能電池上有廣闊的應(yīng)用前景。
電子工業(yè)
錸與鎢、鉬或鉑族金屬所組成的合金或涂層材料，因其熔點(diǎn)高、電阻大、磁性強(qiáng)和對(duì)環(huán)境的穩(wěn)定性好而廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)。參3％—20％Re的鎢絲或H4ReO4涂層的鎢絲，既不象鎢絲那樣易脆，又能提高其延伸率與電阻，具有較高抗沖擊與振動(dòng)性能，故在真空技術(shù)及易振動(dòng)場(chǎng)所的電子器件或燈絲中顯示了其重要用途，如作X—射線靶、閃光燈、聲譜儀、高真空測(cè)定電壓部件、飛機(jī)燈泡的鎢錸絲，彩電的快速啟動(dòng)用加熱器等。Re—Pt、Re—Ag、Re—Cu、Re—Cu—Zr等已取代鉑作電工中的開關(guān)、電鍵、電流切斷器及電弧放電等接點(diǎn)元件或屏蔽部件，具有可靠耐用的優(yōu)點(diǎn)。鉬錸金屬陶瓷陽極得到實(shí)際應(yīng)用。近年來一種錸基復(fù)合材料作為基礎(chǔ)材料應(yīng)用于超高溫發(fā)射極，其熱電子放電效果提高20％，電流密度增加，改善了熱放電性能。
涂層與焊接材料
利用錸的高熔點(diǎn)及特優(yōu)抗腐耐磨的特性作涂層用，如涂錸的金屬絲、片或管，可達(dá)到防酸、堿、海水或硫的化合物浸蝕的目的，故用于海事及化工部門；Re—NiRe—Mo或R—W用作儀器元件、火箭彈頭及其發(fā)動(dòng)機(jī)的涂層。
將Re添加到W或Mo合金中，既增加其強(qiáng)度，又改善其可塑性和焊接性能，可作焊接W或者M(jìn)o器件的焊條用。
其他用途
醫(yī)用放射性錸—氨基磷酸化合物可治療癌癥，KReO4可用作制備彩色照相膠片的敏化劑等。
二.錸的市場(chǎng)狀況
錸的市場(chǎng)需求與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)。作為一種戰(zhàn)略物資，錸的主要消費(fèi)國家是美國、西歐、日本等發(fā)達(dá)國家及軍事大國俄羅斯。近幾年世界總的年消費(fèi)量達(dá)到了40t，并逐年有所遞增。其中由于歐洲經(jīng)濟(jì)形勢(shì)較好，消費(fèi)量增加迅速，其年消費(fèi)量由2—3t增加到將近10t。美國年錸消費(fèi)量保持在20—25t。日本的錸消費(fèi)量也隨經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇性增長達(dá)到約2—3t／a規(guī)模，主要用于電子材料如汽車排氣傳感器Re—W絲、集成電路的薄膜電極等。俄羅斯的年錸需求量約為5t。
智利是世界上最大的錸供應(yīng)國，其占據(jù)了美國60％以上的進(jìn)口錸制品市場(chǎng)；其它主要生產(chǎn)國家有美國、俄羅斯、德國、哈薩克斯坦、日本、澳大利亞等；我國的江西銅業(yè)集團(tuán)公司在科技攻關(guān)項(xiàng)目“銅冶煉還原終液中回收錸酸銨”獲得突破后，已形成年產(chǎn)錸1.8t的生產(chǎn)能力，是我國最大的錸生產(chǎn)地。近年由于資源化綜合利用技術(shù)的迅速提高，從廢催化劑等回收的錸量呈現(xiàn)穩(wěn)步增長，同時(shí)原生錸的產(chǎn)量也逐年擴(kuò)大，故雖然世界錸消費(fèi)量逐年遞增，近幾年錸的價(jià)格仍比較平穩(wěn)。2005年3月我國上海市場(chǎng)99.95％錸粉報(bào)價(jià)為20000-21000元／kg，錸酸銨9000元／kg，高純錸酸銨12000元／kS。
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