有色金属

有色金属
        有色金属
  有色金属(Non-ferrous Metal),狭义的有色金属又称非铁金属,是指除三种金属以外的所有金属,如等等,可分为轻有色金属、重有色金属、贵金属、半金属、稀有金属五大类。广义的有色金属还包括有色合金,有色合金是以一种有色金属为基体(通常大于50%),加入一种或几种其他元素而构成的合金。  中国有色金属工业发展很快,已经形成了从常用有色金属到稀有金属,品种比较齐全,工艺比较完善的生产体系。中国各种有色金属的采矿、选矿、冶炼、加工等都具有相当规模,为国民经济的快速发展提供了重要的物质保障。  

金属知识  

· 种类

  金属分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属包括有色金属是指铁、铬、锰三种金属以外的所有金属,大致按其密度、价格、在地壳中的储量及分布情况和被人们发现与使用情况的早晚等可将有色金属分为以下五类。
有色金属铸件
      有色金属铸件
  (1)轻有色金属:指密度小于4.5的有色金属。包括。  (2)重有色金属:指密度大于4.5的有色金属。包括、镍、钴、、汞、等。  (3)贵金属:指在地壳中含量少,开采和提取都比较困难,对氧和其它试剂稳定,价格比一般金属贵的有色金属。包括金、银、铂、钯、锇、铱、钌、铑。  (4)半金属:一般指、碲、和硼五种元素。其物理化学性质介于金属和非金属之间。如砷是非金属,但它能传热和导电。  (5)稀有金属:稀有金属并不是说稀少,只是指在地壳中分布不广,开采冶炼较难,在工业应用较晚,故称为稀有金属。包括、铍、铷、铯、钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、铼、镓、铟、锗、鉈等。  

· 用途

  黑色金属和有色金属共同构成现代材料体系,是国民经济和人民日常生活以及国防工业、科学技术发展必不可少的基础材料和重要的战略物资。农业、工业、国防和科学技术现代化都离不开黑色金属和有色金属。例如飞机导弹火箭卫星、核潜艇等尖端武器以及原子能、电视、通讯、雷达、电子计算机等尖端技术所需的构件或部件大都是由有色金属中的轻金属和稀有金属制成的;此外,没有镍、钴、钨、钼、钒、铌等有色金属也就没有合金钢的生产。有色金属在某些用途(如电力工业等)上的用量也是相当可观的。现在世界上许多国家,尤其是工业发达国家,竞相发展有色金属工业,增加有色金属的战略储备。 

· 储量

  中国有色金属资源丰富,品种比较齐全。钨和稀土等金属的储量居世界第一位,铅、镍、汞、铝、铌等金属的储量也相当丰富。在矿产资源中,有色金属是中国的一大优势。中国有色金属工业发展很快,已经形成了从常用有色金属到稀有金属,品种比较齐全,工艺比较完善的生产体系。中国各种有色金属的采矿、选矿、冶炼、加工等都具有相当规模,为国民经济的快速发展提供了重要的物质保障。  

有色合金

  有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,电阻比纯金属大、电阻温度系数小,具有良好的综合机械性能。常用的有色合金有铝合金、铜合金、镁合金、镍合金、锡合金、钽合金、钛合金、锌合金、钼合金、锆合金等。 

有色金属生产过程

  有色金属的生产,包括地质勘探、采矿、选矿、冶炼和加工等过程。 

· 地质勘探

  地质勘探:“地质勘探”即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测,需找、发现有工业意义的有色金属矿床,并查明矿产的质和量,以及开采利用的技术条件,提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料。  
有色金属
        有色金属

· 采矿

  采矿:采矿是自地壳内或地表选择性地采集和搬运矿石的过程。绝大部分矿床用普通机械化方法开采。机械化开采又分为露天开采(包括矿石和砂矿)和地下开采两大类。露天开采将矿体上覆的岩层剥离,然后自上而下顺次开采矿体。露天矿敞露地表,可以使用大型采矿机械,作业较安全,矿石损失少,贫化率低,生产能力大,采矿成本低,大型贫铁矿床和建筑材料矿床多用此法。当矿体赋存深度大,矿体厚度小,剥离工作量很大,其经济效益低于地下开采或需要保护地表和景观时,则用地下开采方法。赋存条件复杂,工业储量较小的有色和稀有金属矿床多用此法。  采矿的主要生产过程包括:①采准:在已经开拓完毕的矿床里,按开采方法的要求掘进采准巷道,将阶段划分成矿块作为独立的回采单元。②回采:将矿石崩落破碎,装入运输容器。地下回采包括落矿、出矿作业;露天回采包括穿孔、爆破和采装作业。③运输:将装入运输容器的矿石运交选矿厂或矿仓。  

· 选矿

  选矿:用物理或化学方法将矿物原料中的有用矿物和无用矿物(通常称脉石)或有害矿物分开,或将多种有用矿物分离开的工艺过程,又称“矿物加工”。  选矿的主要生产过程包括:①破碎:将矿山采出的矿块碎裂至粒度为5~25mm的过程。②磨碎:以研磨和冲击为主。将破碎产品磨至粒度为 10~300μm大小。③筛分和分级:按筛面筛孔的大小将物料分为不同的粒度级别称筛分,常用于处理粒度较粗的物料。按颗粒在介质(通常为水)中沉降速度的不同,将物料分为不同的等降级别,称分级,用于粒度较小的物料。筛分和分级是在粉碎过程中分出合适粒度的物料,或把物料分成不同粒度级别分别入选。④选别作业:矿物原料经粉碎作业后进入选别作业,使有用矿物和脉石分离,或使各种有用矿物彼此分离。选别作业的产品中,有用成分富集的称精矿,是冶炼业提取金属的原料;无用成分富集的称尾矿;有用成分的含量介于精矿和尾矿之间,需进一步处理的称中矿。  

· 冶炼

  冶炼:冶炼是用焙烧、熔炼、电解以及使用化学药剂等方法把矿石中的金属提取出来的过程。  有色金属冶炼过程,通常分为火法冶金、湿法冶金和电冶金。火法冶金一般具有处理精矿能力大,能够利用硫化矿中硫的燃烧热,可以经济地回收贵金属、稀有金属等优点;但往往难以达到良好的环境保护。湿法冶金常用于处理多金属矿、低品位矿和难选矿;电冶金则适用于等活性较大的金属的生产。这些方法要针对所处理的矿物组成选择使用或组合使用。  

· 加工

  加工:将有色金属或合金制成棒、线、板、带、条、管、箔等形状的材料的过程。  有色金属的加工有轧制、挤压及拉伸等多种方法。 

有色金属元素介绍  

· 有色轻金属

  铝:aluminium一词是从古罗马语alumen(明矾)衍生而来的。1746年德国科学家波特(J.H.Pott)用明矾制得氧化铝。1807年英国人戴维(H.Davy)试图电解熔融氧化铝得到金属。第二年戴维给预想的金属取名为alumium,后改为aluminium。1825年丹麦科学家奥斯忒(H.C.Oersted)用钾汞齐还原无水氯化铝,获得几毫克金属铝。1827年德国科学家沃勒(F.Wohler)用钾还原氧化铝得到少量金属铝。1854年法国科学家德维尔(S.C.Deville)用钠还原NaAlCl4配合盐制得铝,并建厂生产一些头盔、餐具及玩具,其价格昂贵,等同于黄金。1886年(美)霍尔(Hall)和(法)埃鲁特(Heroult)同时提出了冰晶石—氧化铝熔盐电解炼铝方法。1888年美国匹兹保建立第一家电解铝厂,铝生产进入一个新阶段。1956年世界铝产量超过铜,跃居有色金属首位。
有色金属品种
      有色金属品种
  镁:1808年英国化学家戴维(H.Davy)电解汞和氧化镁的混合物制得镁汞齐,首次获得金属镁。Magenesium是希腊的城市名,是戴维制得金属镁的地方。1828年法国科学家比西(A.A.B.Bussy)用钾还原熔融氧化镁得金属镁。1833年英国科学家法拉第(M.Faraday)又用电解熔融氧化镁的方法制得金属镁。1886年德国用此法,进行工业生产。  钾:钾是从草木灰(potash)中提取的,所以命名为potassium。1807年英国化学家戴维(H.Davy)用电解氢氧化钾的方法制取金属钾。把钾投入水中会在水面上急速奔驰,发出丝丝的声音,而且出现淡紫色的火焰。  钠:钠是由碱(Soda)提取的,所以命名为Sodium。1807年英国化学家戴维(H.Davy)用电解氢氧化钠的方法制得金属钠。1890年英国人卡特纳(H.Y.Castner)在英国建厂,采用电解法,由氢氧化钠制取钠。1921年美国人东斯(J.C.Downs)研究成功电解熔融氯化钠制取金属钠,大幅度降低成本。1940年以后,汽车工业发展,生产汽油抗暴剂四乙基铅需用大量钠,使钠生产规模日趋扩大。  钙:钙即“石灰”之意,Calciumg 一词来源于拉丁文calx(石灰)。1808年英国科学家戴维(H.Davy)首先通过电解石灰和氧化汞的混合物制取了钙汞齐,后再蒸馏得到金属钙。  锶:锶是苏格兰的镇名。英国人霍普(T.C.Hope)1792年在苏格兰斯特朗申镇(Strontium)的铅矿床中发现。1808年英国化学家戴维(H.Davy)用铂作为阳极、汞作为阴极,电解氢氧化锶制得锶汞剂,1823年德国化学家本生(R.W.Bunsen)用电解熔融氯化锶的方法制得金属锶。  钡:1774年瑞典化学家舍勒(C.W.Scheek)发现氧化钡是一种密度大的不深于水的固体氧化物,称之为(Baryta)“重土”。1808年英国化学家戴维(H.Davey)用汞作阴极,铂作阳极,电解重晶石(BaSO4),制得钡汞剂,经蒸馏去汞后,得到一种纯度不高的金属,并以希腊文 barys(重)命名。  

· 有色重金属

  铜:铜是人类最早发现和使用的紫红色金属。我国新石器时代晚期开始使用。夏代(公元前21-前16世纪)已进入青铜时代。湖北大冶铜录山是世界上最早竖炉炼铜的古遗址。当时是采用孔雀石为原料,木炭做还原剂,通过火法鼓风熔炼得到高纯铜的。我国又是世界上最早使用湿法炼铜的国家。  铅:铅是人类较早提炼出来的金属之一。公元前3000年埃及使用了铅制小人像,中国商代(公元前16-11世纪),铅就用于青铜器西周(公元前11世纪--前771年)的铅戈中含铅达99.75%。 我国的铅生产规模在解放初期相当小,现在已达到较高水平。
有色重金属铜
     有色重金属铜
  锌:人类很早就使用了含锌的铜合金。中国最早掌握炼锌技术,明代《天工开物》称锌为倭铅。欧洲人在公元前 5世纪得到过锌。大约16-18世纪,中国锌传入欧洲,被称为tuwtenagne,纯度98%.英国布里斯托尔(Brestol)于1738年开始生产锌。1746年德国化学家马格拉夫(S.A.Merggraf)将异极矿(H2Zn2SiO5)与木炭煅烧,制出金属锌。19世纪平罐炼锌在法国、比利时得到发展。  锡:中国早在3000年前(公元前12世纪)就用锡石炼锡。战国的《周记·考工记》详述了各种用途的青铜中铜锡配比。明代的《天工开物·五金篇》详述锡冶金技术。欧洲古代产锡地主要是康沃尔(cornwall)、波希米亚(Bohemia)、萨克森(Saxony)。阿格里科拉(G.Agricola)在《论冶金》中记述了16世纪炼锡用的鼓风炉、康渥尔在18世纪初使用反射炉炼锡。  钴:钴的拉丁文原意就是“地下恶魔”。数百年前,德国萨克森州有一个规模很大的银铜多金属矿床开采中心,矿工们发现一种外表似银的矿石,并试验炼出有价金属,结果十分糟糕,不但未能提炼出值钱的金属,而且使工人二氧化硫等毒气中毒。人们把这件事说成是“地下恶魔”作祟。在教堂里诵读祈祷文,为工人解脱“地下恶魔”迫害。这个“地下恶魔”其实是辉钴矿。 1753年,瑞典化学家格·波朗特(G.Brandt)从辉钴矿中分离出浅玫色的灰色金属,制出金属钴。1780年瑞典化学家伯格曼(T.Bergman)确定钴为元素。  镍:古埃及,中国和巴比伦人都曾用含镍量很高的陨铁制作器物。云南人生产的白铜中含镍很高,为欧洲人称为“中国银”。1751年瑞典矿物学家克朗斯塔特(A.F.Cronsteclt)用分离方法制取金属镍。金属镍大量用于社会经济发展,已有一百多年的历史。  锑:公元前18世纪匈牙利曾发现小锑块。1556年阿格里科拉(G.Agricola)提出了用矿石溶析生产硫化锑的方法,但误将硫化锑认为是金属锑。 1604年德国人瓦伦廷(B.Valentine)记述了锑与硫化锑的提取方法。18世纪已用熔烧还原法炼锑并制出电解锑。1930年以来广泛使用鼓风炉熔炼法炼锑,以及多种挥发熔炼和挥发焙烧方法炼锑。 明代我国发现了锡矿山的锑矿,但被误认为是锡矿,到清朝末年才知道是锑。1908年从法国引进挥发焙烧法,开始炼锑。我国锑产量在世界上占有很大的比重。 1942年王庞佑与美国人霍德森(Hodson)共同取得飘浮熔炼—氢气还原熔炼的专利权。  汞:中国古代用汞与铅合成制作汞齐,广泛用于炼丹术。汉代魏伯阳《参同契》、晋代《抱扑子》等著作中,记载汞硫合成丹砂、汞铅合成汞齐。宋代《金华仲碧丹经秘旨》和明代《天工开物》,均记述了炼汞技术及其设备。新中国成立以来,炼汞设备发展到流态化焙烧炉、回转蒸馏炉。地中海沿岸国系炼汞历史早,亚里斯多德(Aristotle)称汞为“液银”。希腊作家戴奥斯科瑞德(Dioscorioles)叙述了蒸馏法等炼汞技术。10世纪,罗马人用汞齐法提取黄金。西班牙的阿尔马登(Almaden)炼汞最著名。阿格里科拉(G.Agricola)对炼汞工艺作了叙述。现在国际上装普通商品汞的罐就起源于古代罗马,每罐装100里泊(Libele),合76磅(34.5公斤)。  镉:镉拉丁文原意是菱锌矿(Cadmia)转意命名为Cadmium。德国人施特罗迈尔,(F.S.L.stromeyer)以及赫尔曼(K.S.L.Herman)、罗洛夫(J.C.H.Roloff)分别从碳酸锌、氧化锌中发现的这种新元素。
贵金属黄金
      贵金属黄金
  铋:希腊、古罗马时代人们就使用铋,但不知道是一种金属元素,铋的名字取自德文白色金属(Wismut)。大约在16世纪,阿格里科拉(G.Agricola)将此名拉丁化为bismntum。长时期铋被人们误认为是铅、锡、银、锑等。直到1753年,若弗鲁瓦(C.Ggeoffroy)和伯格曼(T·Bergman)才确定铋是一种元素,1860年以后,铋开始初具工业规模。  

· 贵金属

  金:金是最早发现的金属,新石器时代已识别了黄金。公元前三千年,埃及、美索不达米亚用黄金制作饰物。我国公元前14世纪,已掌握了制造金器的技能。河南安阳等地出土的殷商文物中即有金箔。  银:银是较早使用金属之一。国外一些地方公元前3000年已使用银器,拉加什(lagcsh)已发现公元前2800年的银瓶。中国春秋时期(公元前8-5世纪),已有“错金银”工艺。《山海经》、宋代《云麓漫钞》、明代《教图杂记》等著作,都已详细记述了银矿的开采和灰吹法炼银技术。  铂:铂是“小银”(platina)演化为Platinum而来,美州人印第安人早已知道,第一个西班牙人德·乌略阿(D.A.Deulloa)到南美州知道“小银”。1741年伍德(C.Wood)把“小银”带到欧洲。1803年英国人(沃拉斯顿)(W.H.Wollaston)确定拉铂工艺。同时从铂的王水溶液中分离出两个新元素钯和铑  铱:1804年英国人(S.Tenllant)从自然铂的王水不溶物中发现锇和铱。铱的希腊字虹iris,命名为iridium。  锇:1804年英国人(S.Tenllant)从自然铂的王水不溶物中发现锇和铱。锇的希腊字氧味Osme,命名为Osmium。  钯:钯是从铂的王水中分离出来并以神女(Pallas)命名为Palladium。  铑:铑是从铂的王水中分离出来并以玫瑰红色(rhodon)命名为rhodium。  钌:1844年俄国人克劳斯(K.krays)发现钌,以拉丁文Rnthehia(俄罗斯)命名为ruthenium。 

· 稀有轻金属

  铍:1798年法国人沃克兰(L.N.Vongrelin)发现铍的氧化物。1828年,德国化学家沃勒(Fwohlev)和法国化学家比西(A.B.Bussy)各自用钾还原氯化铍的方法,分别制得单质的铍。沃勒将它命名为berylium(Be),比西命名为 glucinium(Gl),1957年才由国际纯粹化学与应用化学联合会按照berylium定名。1898年法国人勒博(P.Lebeau)用电解氟化钠—氟铍酸钠熔体的方法制得小颗粒的铍。  锂:锂即希腊人“石头”(Lithos)之意。1817年瑞典人阿尔费德松(J.A.Arfvedson)研究透锂长石时首次发现锂。以希腊文Lithos(石头)命名。1818年英国人戴维(H.Davy)通过电解碳酸锂制得金属锂。1855年德国人本生(R.W.Bunsen)和英国人马提生(A.Moathiessen)通过电解熔融氯化锂制得较大量金属锂。1923年德国人首先开始锂的工业生产。  铷:铷即拉丁文“深红色”之意。1861年德国人基尔霍夫(G.R.Kirchhoff)和本生(R.W.Bunsen)研究锂云母的光谱时,发现在深红区有一新线,表征有一个新元素,于是就根据拉丁文rubidus(深红)而命名。同年本生采用电解熔融氯化铷方法制得金属铷。
有色金属中的稀有金属
  有色金属中的稀有金属
  铯:铯的拉丁文意思是“天蓝色”。1860年德国化学家本生(R.W.Bunsen)和基尔霍夫(G.R.Kirchhoff),研究矿泉水的光谱时,发现有新元素谱线,并根据光谱线的颜色拉丁文caesins(天蓝色)而命名为cesium。1881年塞特贝格(setterberg)在电解氰化铯-氰化钡混合熔盐时,制取金属铯。 

· 稀有难熔金属

  钛:钛乃为希腊一个神的名字。1791年英国格雷戈尔(W.Gregor)研究钛铁矿时,认为其中含一种新的金属元素。1795年奥地利科学家克拉普罗特(M.H.Klaproth)研究金红石时,发现这种新元素,以希腊神话人物提坦神(Titans)命名。 1910年美国亨特(M.A.Hunter)用金属钠还原四氯化钛制得较纯的金属钛。卢森堡的克劳尔(W.J.Kroll)1932年用钨还原四氯化钛制得钛。1940年又在氩气保护下用镁还原四氯化钛制得钛。这就是70年代工业生的基础。  锆:1789年德国克拉普罗特(M.H.Klaproth)在锆石中发现了一种新的氧化物,起名叫zirconia。1824年瑞典人贝利乌斯(J.J.Berzelius)用钾还原K2ZrF6制得金属锆,由于含杂质多,为脆性的黑色粉末。1914年德国人莱利(D.Lely)等用高纯钠还原提纯的ZrCl4制得韧性的金属锆。1925年范阿克(A.E.Van Arkel)和德布尔(J.H.de Boer)两人,在电热丝上解离ZrI4获得延展性更好的金属锆。1944年美国矿务局在克劳尔(W.J.Kroll)的指导下,成功研究了延性锆的较大规模的生产方法。  铪:铪是哥本哈根(Copngagen)拉丁名(Hafnium)。1923年德国人科斯特(D.coster)和匈牙利人赫维西(G.Von Hevesy)在研究几种锆精矿的X射线时,发现的一种元素。他们便以发现地哥本哈根市命名了这种元素。  钒:钒即“女神”之名。1801年西班牙矿物学家里奥(A.M.Delkio)在研究墨西哥锡马潘(Zimapan)的铝矿时发现的。因钒的盐类与酸加热时呈红色,就以erythronuin(赤元素)命名,后来里奥又接受了这种红色物质是铬的不纯物,可能是铬酸铅的解释。1830年瑞典化学家塞弗斯托姆(N.G.Jefstrom)用瑞典塔贝里(Tabevg)附近的矿石冶炼生铁,分离出一个新元素,以女神凡娜迪斯(Vanadis)命名为 Vanadium。  铌:1801年英国化学家哈奇特(C.Hatchett)在分析矿发现一种新元素,命名为钶(columbium)。1844年德国化学家罗瑟(H.ROSE)发现一种类似钽的金属元素,就用钽的女儿(Niobe)命名为niobium。1866年查明钶和铌系一种元素,1951年国际纯粹化学与应用化学联合会将其名字统一为铌。仍有少数国家用钶来命名。  钽:钽是由瑞典化学家埃克贝里(A.G.Ekeberg)在1802年发现的,按希腊神话人物Tantalus(坦塔罗斯)的名字命名为tantalum。 1903年德国化学家博尔顿(W.von Bolton)首次制备了塑性金属钽,用作灯丝材料。1940年大容量的钽电容器出现,并在军用通信中广泛应用。第二次世界大战期间,钽的需要量剧增。 50年代以后,由于钽在电容器、高温合金、化工和原子能工业中的应用不断扩大,需要量逐年上升,促进了钽的提取工艺的研究和生产的发展。我国于60年代初期建立了钽的冶金工业。  钨:钨的瑞典文tungsten是重(tung)石头(sten)之意。由瑞典化学家舍勒(C.W.scheele)于1781年从白钨矿中发现的一种新元素。钨的德文Wolfram是狼(wolf)、泡沫(rahm)复合词。因为锡矿中含钨,冶炼过程中钨进入炉渣,降低了锡的产出率,好像被狼吞食一样。 1738年至1927年,先后由西班牙、法国、美国、德国科学家制取氧化钨、钨钢、钨丝及碳化钨硬质合金。中国从20世纪初,大规模开采钨矿,新中国成立以来,钨的冶炼及加工业得到了巨大发展。  铼:铼为稀散元素,发现较晚。1872年俄国人门捷列夫根据元素周期律预言,在自然界中存在一个尚未发现原子量为190的“类锰”元素。1925年德国化学家诺达克用光谱法在铌锰铁矿中发现了这个元素,以莱茵河的名称Rhein命名为rhenium。以后,诺达克又发现铼主要存在于辉钼矿,并从中提取了金属铼。铼由于资源贫乏,价格昂贵,长期以来研究较少。1950年后,铼在现代技术中开始应用,生产日益发展。中国在60年代开始从钼精矿焙烧烟尘中提取铼。  钼:1778年瑞典化学家舍勒(C.W.Scheele)用硝酸分解辉钼矿,从中发现了一种新元素,以希腊文molybdenum(似铅)命名。1782年瑞典化学家耶尔姆(O.J.Hjelm)首次制取金属钼。  

· 稀有分散金属

  镓:1871年,俄国化学家门捷列夫根据他的元素周期表,预测“类铝”元素。1875年法国布瓦特德民终于在闪锌矿中找到这种元素,为了纪念他美丽的故乡,便将这种元素命名为gallium。  铟:1863年德国人赖希(F.Reich)和里希特(H.T.Richter)在研究闪锌矿时,用光谱分析含氧化锌的溶液,发现一条鲜蓝色新谱线,随后分离出一种新的金属。根据谱线颜色,按拉丁文indium(蓝色)命名。  铊:1861年英国人克鲁克斯(W.crookes)研究硫酸厂制酸残渣时,由光谱中发现一种具有特殊绿色谱线的元素,第二年生产出少量金属,根据拉丁文thallus(绿色的嫩枝)命名。  锗:1871年俄国人门捷列夫根据元素周期律预言自然界存在一种原子量为72的化学元素,其性质和硅相似,称之为“类硅”。1886年德国人温克勒在分析硫银锗矿时发现和分离出这个元素。同时,用他祖国Germary命名。 

· 稀土金属

  镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、钪、钇、镥
有色金属中的稀土金属
  有色金属中的稀土金属
  稀土是历史遗留的名称,从18世纪末叶开始被陆续发现。当时人们惯于把不溶于水的固体氧化物称作土,例如把氧化铝叫做陶土,氧化镁叫苦土。稀土是以氧化物状态分离出来,很稀少,因而得名稀土,稀土元素的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)至71(Lu)。它们的化学性质很相似,这是由于核外电子结构特点所决定的。它们一般均生成三价化合物。钪的化学性质与其它稀土差别明显,一般稀土矿物中不含钪。钷是从铀反应堆裂变产物中获得,放射性元素 147Pm半衰期2.7年。过去认为钷在自然界中不存在,直到1965年,荷兰的一个磷酸盐工厂在处理磷灰石中,才发现了钷的痕量成分。因此,中国1968年将钷划入64种有色金属之外。 1787年瑞典人阿累尼斯(C.A.Arrhenius)在斯德哥尔摩(Stockholm)附近的伊特比(Ytterby)小镇上寻得了一块不寻常的黑色矿石,1794年芬兰化学家加多林(J.Gadolin)研究了这种矿石,从其中分离出一种新物质,三年后(1797年),瑞典人爱克伯格(A.G.Ekeberg)证实了这一发现,并以发现地名给新的物质命名为Ytteia(钇土)。后来为了纪念加多林,称这种矿石为 Gadolinite(加多林矿,即硅铍钇矿)。 1803年德国化学家克拉普罗兹(M.H.Klaproth)和瑞典化学家柏齐力阿斯(J.J.Berzelius)及希生格尔(W.Hisinger)同时分别从另一矿石(铈硅矿)中发现了另一种新的物质---铈土(Ceria)。1839年瑞典人莫桑得尔(C.G.Mosander)发现了镧和镨钕混合物(didymium)。1885年奥地利人威斯巴克(A.V.Welsbach)从莫桑得尔认为是“新元素”的镨钕混合物中发现了镨和钕。1879年法国人布瓦普德朗(L.D.Boisbauder)发现了钐。1901年法国人德马尔赛(E.A.Demarcay)发现了铕。1880年瑞士马利纳克(J.C.G.De Marignac)发现了钆。1843年莫桑得尔发现了铽和铒。1886年布瓦普德朗发现了镝。1879年瑞典人克利夫(P.T.Cleve)发现了钬和铥。1974年美国人马瑞斯克(J.A.Marisky)等从铀裂产物中得到钷。1879年瑞典人尼尔松(L.F.Nilson)发现了钪。从1794年加多林分离出钇土至1947年制得钷,历时150多年。  

· 其他有色金属

  硅:1810年瑞典人贝采利乌斯(J.J.Berzelius)在加热石英砂、炭和铁时,得到一种金属,根据拉丁文silex(燧石)命名为silicon。当时得到实际的是硅铁,1824年分离出硅,定为元素。至1854年法国人德维尔(S.C.Deville)用混合物氯化物熔盐电解法制得晶体硅;以后,得到纯度超过99%的纯硅;更后,美国杜邦公司用锌还原四氯化硅得到纯度超过99.97%的针状硅。  硼:1808年英国化学家戴维(H.Davy)和法国化学家盖·吕萨克(J.L.Gay—Lussac)、泰纳尔(L.J.Thenard)几乎同时用钾还原硼酸酐制得硼。1892年法国人穆瓦桑(H.Moissan)用金属镁还原硼酸酐制得纯度为98.3%的硼。  硒:1817年由瑞典化学家贝采利鸟斯(J.J.Berzelius)发现,按希腊文Selen(月神)命名Selenium。  碲:1782年德要矿物学家米勒·冯·赖兴施泰因在研究德国金矿石时,得到一种未知物质。1798年德国人克拉普罗特证实了此发现,并测定了这一物质的特性,按拉丁文Tellus(地球)命名为tellurium。  砷:公元前四世纪希腊人亚里士多德著作中已提到可能是雄黄的物质,称之为arsenikon,希腊文arsen为强烈的意思,说明当时的希腊人已知砷化物的强烈毒性。拉丁文arsenium和arsenic正是由这一词演变而来。中国古代文献中称剧毒的三氧化二砷为砒石,砒字来源于“貔”,是古书上说的一种凶猛的野兽。1250年,欧洲的马格努斯用硫化砷与肥皂一起加热,首次制得元素砷。  钍:1828年瑞典化学家贝采利乌斯从挪威的黑色矿石中分离出钍,并按北欧神州中的战神Thor命名。1890年,氧化钍开始应用于汽灯纱罩。20世纪40年代,钍被认为是一种潜在的核能源,再次受到重视。不过直到70年代,钍实际用量仍不大。