中國粉體網(wǎng)訊  在地殼中，錸形成的概率比黃金低得多。純錸是一種高硬度有光澤的金屬，與鉑類似，只能在赤熱狀態(tài)下形成。它的熔點為3186°C，是所有金屬中熔點最高的金屬之一。其沸點是5596°C，密度為21.03克/立方厘米。由于具有這些獨一無二的特性，錸在航空等很多關(guān)鍵行業(yè)中都是不可或缺的。

圖片來源：中錸新材

1 錸的性質(zhì)

錸是高熔點金屬，其熔點僅次于鎢。錸的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐腐蝕性強，在空氣中不被氧化，酸和堿對它的腐蝕作用很小。錸具有極高的機械強度，一根比頭發(fā)還細的錸合金絲，能夠承受七千克以上的重力。錸還有非常好的耐磨損、抗腐蝕性特征，其抗磨損力僅次于金屬鋨。此外，錸還有高電阻以及其它電學(xué)特性。錸沒有脆性臨界轉(zhuǎn)變溫度，在高溫和急冷急熱條件下均有很好的抗蠕變性能。錸在高溫下有非常好的耐熱沖擊性。

在冶金工業(yè)中，很多合金中添加入少量的錸，就能夠大幅度改善提高合金的性能，這一現(xiàn)象被稱為錸效應(yīng)。

2 錸的簡史

早在1872年俄國科學(xué)家門捷列夫根據(jù)元素周期律預(yù)言，在自然界中存在一個尚未發(fā)現(xiàn),原子量為190的“次類錳”的元素。直至1925年德國化學(xué)家諾達克根據(jù)X特征譜線從鉑族金屬殘渣中發(fā)現(xiàn)了這個元素，為紀念萊茵河命名新元素為rhenium。

后來諾達克又發(fā)現(xiàn)錸主要存在于輝鉬礦，并從中提取了金屬錸。錸在礦石中含量低，價格昂貴，長期以來對它研究較少。1950年后，金屬錸才從實驗室的珍品變成重要的新興金屬材料，在現(xiàn)代技術(shù)中開始應(yīng)用，生產(chǎn)日益發(fā)展。中國在1959年開始提取錸，現(xiàn)已能生產(chǎn)全球所需的各種錸產(chǎn)品。

3 世界錸資源分布

在自然界中，錸多與鉬、銅、鉑、鎢、鈾、鎳、鋅、鉛、金以及褐煤等伴生，很少作為天然元素出現(xiàn)，含量都很低，很難單獨利用。錸主要以類質(zhì)同象形式存在于輝鉬礦和硫化銅礦中，少量分布在銅礦物、鈮鐵礦、硅鈹釔礦、鉑和鈾礦物中，極少數(shù)以輝錸礦、銅錸礦、釕錸礦、氧化錸和自然錸等獨立礦物形式存在。由于錸的高度稀散性，目前尚未發(fā)現(xiàn)具有工業(yè)價值的獨立錸礦床，工業(yè)用錸主要來自鉬礦、銅鉬礦以及產(chǎn)于超基性巖中與鉑族元素礦床伴生的錸。

全球錸資源分布不均衡，集中在智利、美國和俄羅斯等少數(shù)國家。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局數(shù)據(jù)，截至2020年初，世界錸已探明資源約為1.1萬t，其中美國約為5000t，占世界的45.4%；其他國家和地區(qū)約為6000t，占世界的54.6%。我國錸資源并不豐富，全國的錸儲量中，陜西省、黑龍江省與河南省的錸儲量較多，以輝鉬礦伴生為主。

4 錸的應(yīng)用

錸是重要的工業(yè)“維生素”，在航空航天等領(lǐng)域發(fā)揮著無可替代的作用。錸主要被應(yīng)用于高溫合金的添加劑，3％～6％的添加量就可以顯著提升高溫合金的綜合機械性能，尤其是抗高溫蠕變性能。主要用于最靠近噴氣式發(fā)動機燃燒區(qū)的渦輪葉片中，以保護渦輪葉片在高溫下免于變形和蠕變，確保發(fā)動機的正常運轉(zhuǎn)。全球用于高溫合金的錸使用量約占總用量的百分之七十。

錸還被用于電子工業(yè)燈絲和熱電偶、石油行業(yè)重整催化劑等。錸的化合物具有良好的催化性能，常用作石化行業(yè)的催化劑，但隨著其他價格更為低廉的催化劑的出現(xiàn)，錸催化劑的優(yōu)勢已不再明顯，使錸在這方面的應(yīng)用有所下降。

此外，錸在工業(yè)測溫、半導(dǎo)體、催化劑、核工業(yè)等領(lǐng)域的用途同樣令人矚目。鎢錸熱電偶絲有良好的電性能，絲材可用于高溫?zé)犭娕技瓣帢O絲。在真空、氫氣、惰性氣氛中使用，其使用溫度范圍0~2300℃。由于錸的蒸汽壓低，電阻大，用在電阻加熱時，具有良好的尺寸穩(wěn)定性，可以實現(xiàn)較高的加熱效率，且表面負荷比較高，半導(dǎo)體MOCVD設(shè)備的核心電阻加熱器也是用錸材料制作的。錸的一種加工制品--錸帶，可以用作原子能核工業(yè)熱電離質(zhì)譜儀上的燈絲。

5 怎樣獲得高純度錸粉？

錸制品作為合金添加劑時，要求具有很高純度，國內(nèi)外一般都要求純度達到４Ｎ級。生產(chǎn)純錸的原料是錸酸銨，錸酸銨經(jīng)過高溫氫還原即可獲得錸粉，錸粉經(jīng)過壓制燒結(jié)可以制造不同形狀的錸制品。錸酸銨和錸粉的純度是保障高品質(zhì)錸制品的前提。

5.1 高純錸酸銨提純

高純度的錸酸銨是制備高純錸粉的重要原料，工業(yè)生產(chǎn)的錸酸銨一般無法直接滿足4N甚至更高純度要求，因此需要提純。

錸酸銨提純主要方法包括沉淀結(jié)晶法、離子交換法、萃取法等，其技術(shù)對比見下表。現(xiàn)在應(yīng)用較多的提純技術(shù)主要有離子交換法和萃取法。

錸酸銨提純技術(shù)對比表

5.2 錸粉等離子球化

等離子球化是將金屬原料粉末通入氬氣及氫氣形成的等離子體焰流中進行熔化整形的工藝。等離子球化工藝不僅可以顯著提升粉末球形度，而且可以提高粉末純度。下圖為錸粉等離子球化處理前后形貌對比。球形錸粉可用于3D打印。

錸粉等離子球化處理前后形貌對比（左前右后）

6 錸的當(dāng)前價格

截止到11月11日，錸產(chǎn)品價格穩(wěn)定，錸粉99.99%含稅現(xiàn)款14900-15900元/千克；錸粒99.99%含稅現(xiàn)款15400-16400元/千克；高錸酸銨99.99%含稅現(xiàn)款6300-6800元/千克。

7 結(jié)語

隨著中國航空航天工業(yè)的崛起，未來航空發(fā)動機、無人機和高速飛行器等領(lǐng)域的進一步發(fā)展，錸的戰(zhàn)略價值更為重要。另外，隨著科技技術(shù)的不斷進步，錸的應(yīng)用范圍越來越廣泛，錸的需求也隨之增加。為滿足錸工業(yè)的發(fā)展，需相關(guān)科研人員不斷提高和研發(fā)新的提錸技術(shù)，開發(fā)新的應(yīng)用領(lǐng)域。

參考來源：Höganäs官網(wǎng)、中錸新材官網(wǎng)、東方資訊號。

【1】房孟釗，等.高純錸酸銨及高純錸生產(chǎn)技術(shù)研究進展.硫酸工業(yè).2020.

【2】李來平，等.錸技術(shù)研究進展.中國鉬業(yè).2020.

【3】周小彬，等.錸酸銨及錸粉制備典型工藝中碳雜質(zhì)去除研究.有色金屬工程.2021.

【4】郭娟，等.世界錸資源供需現(xiàn)狀及展望.國土資源情報.2020.

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）

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