戰略性礦產資源關乎國家經濟安全、國防安全和戰略性新興產業發展。因此,每個國家應全面提升資源掌控力、轉型驅動力、資源配置力和產業競爭力,強化戰略性礦產資源的“國家戰略”,夯實戰略性關鍵金屬礦產資源的保障基礎和儲備體系。其中非常重要的一部分就是戰略金屬的保有量。比如稀土元素,我國曾宣布限制稀土元素的出口,一時間美國日本等國家立刻站起來反應,可見稀土元素是如此重要。下面為大家介紹一下世界五大戰略金屬如下:
鎂曾被譽為十分重要的“國防金屬”金屬,它是制造軍事裝備的重要原料。鎂由于本身的特性可以制造照明彈和燃燒彈等以外。但還有其他更加重要的功能,比如由于鎂鋁合金的質量較輕,因此廣泛應用于航空航天,是生產航天器、軍用飛機、導彈、高機動性能戰車、船舶的必不可少的結構材料。
鎂是一種輕質有延展性的銀白色金屬。是地球的地殼中第八豐富的元素,亦是宇宙中第九多元素。密度1.74克/厘米,熔點648.8℃。沸點1107℃。屬于輕金屬之一,特點:具有延展性,能與熱水反應放出氫氣,燃燒時能產生眩目的白光,許多金屬是用熱還原其鹽和氧化物來制備。
世界上第一個確認鎂是一種元素的是Joseph Black,在愛丁堡(英國)于1755年。他辨別了石灰(氧化鈣,CaO)中的苦土(氧化鎂,MgO),然而兩者各自都是由加熱類似于碳酸鹽巖,菱鎂礦和石灰石來制取。另一種鎂礦石叫做海泡石(硅酸鎂),于1799年由Thomas Henry報告,他說這種礦石更多的用于制作煙斗,在土耳其。
全球金屬鎂主要國家:據美國地質調查局(USGS)2015年公布的數據顯示,全球已探明的菱鎂礦資源量達120億噸,儲量24億噸。蘊藏豐富的國家包括:俄羅斯(6.5億噸,占總量27%);中國(5億噸,占總量21%);韓國(4.5億噸)。
鹽湖水中的氯化鎂濃度比海水高,故鹽湖水也是生產鎂的重要資源。位于美國猶他州的大鹽湖和以色列和約旦間的死海均聞名世界,擁有豐富的鎂資源。
值得一提的是,中國是世界上菱鎂礦資源是繼俄羅斯之后最為豐富的國家,特點:地區分布不廣、儲量相對集中,大型礦床多。世界菱鎂礦儲量的21%集中在中國,產量的67%由中國提供。菱鎂礦探明儲量的礦區27處,分布于9個省(區),尤其以遼寧菱鎂礦儲量最為豐富,占全國的85.6%。我國的鹽湖鎂鹽主要分布于西藏自治區的北部和青海省柴達木盆地,柴達木盆地內的鎂鹽儲量占全國已查明鎂鹽總量的99%,居全國第一位。
中國和俄羅斯擁有規模最大的鎂加工設備。這兩個國家生產了全球三分之二的氧化鎂。日本,荷蘭,美國三國主要從海水和鹵水中提取鎂,氧化鎂產量約占全球總量的52%。另外,也有世界鎂業在中國,中國鎂業看府谷。
錸是一種比較稀少的金屬,全球錸資源大都分布在美洲和歐洲。根據美國地質調查局2015年發布的數據,全球錸探明資源儲量約為1100噸,其中美國錸探明資源儲量約為500噸,其他國家為600噸。
單晶葉片生產中最為關鍵的金屬就是——錸。錸主要用于生產航空領域十分重要航空發動機葉片,對于戰斗機的生產息息相關,可以說缺乏錸就無法生產現代化飛機。另外錸還是制造類似陀螺儀等高精設備的必備金屬。
錸是人類發現最晚的天然元素,因為發現者是德國化學家,因此以萊茵河的名稱命名為錸。它在地殼中的含量比所有的稀土元素都小,比鉆石更難以獲取。據之前美國地質調查局的報告,全球探明的錸儲量僅為2500噸左右,錸的價格跟白金的價格相仿,一克大概需要兩三百塊錢。
值得一提的是,錸的價值已經超過了白金。由于價格昂貴,直到1950年才由實驗室珍品變為重要的新興金屬材料。
錸也廣泛用于現代工業各部門,主要用作石油工業和汽車工業催化劑,石油重整催化劑,電子工業和航天工業用錸合金等。綜上所述,其重要作用包括如下:
2、錸具有很高的電子發射性能,廣泛應用于無線電、電視和真空技術中。
3、錸具有很高熔點,是一種主要的高溫儀表材料;同時含錸合金也用于航空發動機耐熱部件的制造,全球約80%的錸用于生產航空發動機。
4、錸和錸的合金還可作電子管元件和超高溫加熱器以蒸發金屬。
5、鎢錸熱電偶在3100℃也不軟化,鎢或鉬合金中加25%的錸可增加延展性能;錸在火箭、導彈上用作高溫涂層用,宇宙飛船用的儀器和高溫部件如熱屏蔽、電弧放電、電接觸器等都需要錸。
6、金屬錸及其合金可制自來水筆尖和高溫熱電偶;在醇類脫氫、合成氨等化工中作催化劑;含錸的合金可耐高溫;由于錸的存在分散,價格昂貴,實際應用尚待開發。還用來制造電燈絲、人造衛星和火箭的外殼、原子反應堆的防護板等。
錸的密度21.04克/厘米3,熔點3180℃,沸點5627℃。質軟,有良好的機械性能。
錸是一個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。可由冶煉輝鉬礦的煙道塵中獲得的Re2O7。然后加入KCl,再用氫還原而制得。由于錸的熔點3180℃,屬于高熔點金屬之一,用來制造電燈絲、人造衛星和火箭的外殼、原子反應堆的防護板等,化學上用做催化劑。錸是一個真正稀有元素。它在地殼中的含量比所有的稀土元素都小,僅僅大于鏷和鐳這些元素。再加上它不形成固定的礦物,通常與其他金屬伴生。這就使它成為存在于自然界中被人們發現的最后一個元素。
全球錸金屬主要國家:根據《全球及中國錸市場調查與投資前景預測報告(2018版)》顯示:據美國地質調查局的報告,截止2013年全球錸儲量為2500噸,其中超過一半分布在智利,而且分布極為集中。錸儲量基礎為10180噸,超過44%分布在美國,加上智利、加拿大,前三家占比達80.49%,因此,錸的分布是相當集中的。
近些年來全球錸每年的產量在50余噸。全球主要生產商分別是:智利的Molymet、美國的Climax和RTZ-Kennecott、哈薩克斯坦的KazakHmys、波蘭的KGHM-Ecoren,這五家的產量曾占到全球產能的93%,全球的錸供應集中度較高。中國目前產能相對較小,產量估計在2 噸左右。
值得一提的是,錸的需求基本都集中在高溫耐熱合金和催化劑兩類,其中前者約占78%,后者22%。未來20年,世界主要航空大國的先進航空發動機產量將達140000臺。用于新一代大型商用飛機發動機的渦輪葉片是由含錸高達6%的高溫合金制成,世界含錸高溫合金總需求量將超過80000噸,平均每年超過 4000噸。而目前每年含錸合金的產量僅有市場需求量的 50%,未來對錸的需求量會大幅度上升。
鈦也是一種具有極高的戰略價值的金屬,鈦合金的密度非常低,甚至比鎂鋁合金的密度還要低,另外鈦合金還具有強度高、耐蝕性等特點,在航空航天方面有很廣泛的用途,美軍新型戰機及軍車裝甲也已經開始大量采用鈦制品。總之鈦合金的使用已經是世界的趨勢了。因此,鈦和鈦的合金被大量用于航空工業,并且具有"空間金屬"之稱。
鈦是一種化學元素,化學符號Ti,在化學元素周期表中位于第4周期、第IVB族。是一種銀白色的過渡金屬,其特征為重量輕、強度高、具金屬光澤,耐濕氯氣腐蝕。鈦被認為是一種稀有金屬,這是由于在自然界中其存在分散并難于提取。但其相對豐富,在所有元素中居第十位。
鈦能與鐵、鋁、釩或鉬等其他元素熔成合金,造出高強度的輕合金,在各方面有著廣泛的應用,包括航天(噴氣發動機、導彈及航天器)、軍事、工業程序(化工與石油制品、海水淡化及造紙)、汽車、農產食品、醫學(義肢、骨科移植及牙科器械與填充物)、運動用品、珠寶及手機等等。二氧化鈦是世界上最白的東西, 1克二氧化鈦可以把 450多平方厘米的面積涂得雪白。它比常用的白顏料一—鋅鋇白還要白5倍,因此是調制白油漆的最好顏料。
鈦最有用的兩個特性是,抗腐蝕性,及金屬中最高的強度-重量比。在非合金的狀態下,鈦的強度跟某些鋼相若,但卻還要輕45%鈦具有可塑性,高純鈦的延伸率可達50-60%,斷面收縮率可達70-80%,但強度低,不宜作結構材料。鈦的最大缺點是難于提煉。主要是因為鈦在高溫下化合能力極強,可以與氧、碳、氮以及其他許多元素化合。因此,不論在冶煉或者鑄造的時候,人們都小心地防止這些元素“侵襲”鈦。在冶煉鈦的時候,空氣與水當然是嚴格禁止接近的,甚至連冶金上常用的氧化鋁坩堝也禁止使用,因為鈦會從氧化鋁里奪取氧。
全球鈦金屬主要國家:全球共有三十多個國家擁有鈦資源,主要分布在中國、澳大利亞、印度、南非等國家。據美國地質調查局(USGS)早在2015年公布的數據顯示,全球銳鈦礦、鈦鐵礦和金紅石的資源總量超過20億噸,其中鈦鐵礦儲量約為7.2億噸,占全球鈦礦的92%,金紅石儲量約為4700萬噸,二者合計儲量約7.67億噸。全球鈦資源主要分布在:澳大利亞、南非、加拿大、中國和印度等國家,
其中加拿大、中國和印度主要是巖礦;澳大利亞、美國主要是砂礦;南非的巖礦和砂礦都十分豐富。若根據美國地質調查局(USGS)2015年公布的鈦鐵礦前五名為:中國(2億噸)、澳大利亞(1.7億噸)、印度(8500萬噸)、南非(6300萬噸)、巴西(4300萬噸);金紅石礦產儲量前三為澳大利亞(2800萬噸)、南非(830萬噸)、印度(740萬噸)
值得一提的是,鈦鐵礦中國我國鈦資源總儲量的98%,金紅石僅占2%。據USGS公布的數據,中國鈦鐵礦儲量2億噸,占全球儲量28%,排名全球第一。盡管中國鈦資源豐富,但是礦產品位偏低,其鈣鎂等其他金屬雜質含量高(≥2%),鈦礦資源分選難度大,回收率低,生產成本高,資源綜合利用率太低。目前中國產能最大的攀西地區鈦礦,其資源利用率僅為6% ~8%,這就造成了我國高端航空級金屬鈦生產原料90%依賴于進口(越南等)。
鎢也是一種具有戰略意義的金屬,同時鎢也被稱為“工業牙齒”,鎢具有良好的耐高溫、耐蝕性,因此鎢是制造硬質合金和特種鋼材的重要原料,在各種精密機床的刀具上就可以看到鎢的身影。另外鎢還被廣泛應用于國防工業、航空航天等。
鎢產品具有無毒環保的性能,由于鉛和貧鈾對環境造成的危害,因為鎢產品已被用來替代以往的原料用作制造子彈彈頭,以減少軍事材料對環境造成的危害。鎢具有高硬度和耐高溫的特性,此性能在軍事上的運用主要有:鎢合金子彈、彈片頭; 導彈、飛機的平衡彈球;穿甲彈測量核心; 動能穿甲彈 ;裝甲和炮彈; 手榴彈 ;防彈車、裝甲坦克、大炮部件、槍支;火箭配件等。
鎢是稀有高熔點金屬,鎢金屬耐高溫而不變形,常溫下不受空氣侵蝕。此特性在軍事被廣泛運用:主要用于制作高速鋼、高速切削工具、超硬模具。尤其在航空和火箭技術中,以及要求機器零件、發動機和一些儀器的高熱強度的其它部門中,鎢和其它給熔金屬(鉭、鈮、鉬、錸)的合金被用作熱強材料。
鎢的最顯著用途是用于各種高速彈藥,尤其是穿甲彈,幾乎是其必不可少的成分。鎢合金做成的動能穿甲彈。鎢還可用于核武器材料外殼保護或防護。
值得一提的是,含鎢結構鋼具有極好的機械性能和很大的淬透性的18CrZNi4WA鋼,被廣泛用于制造航空發動機和高速柴油機上的重負荷磨件。再比如能夠有效克服其回火脆性傾向,提高鋼的強度和淬透性的炮鋼PCrW、PCrNIW,就專門被用來制造大口徑厚管壁火炮身管。
鎢是一種金屬元素。鎢的化學元素符號是W,原子序數是74,相對原子質量為183.85,鎢是熔點最高的難熔金屬。一般熔點高于1650℃并有一定儲 量的金屬以及熔點高于鋯熔點(1852℃)的金屬稱為難熔金屬。典型的難熔金屬有鎢、鉭、鉬、鈮、鉿、鉻、釩、鋯和鈦。作為一種難熔金屬,鎢最重要的優點是有良好的高溫強度,對熔融堿金屬和蒸氣有良好的耐蝕性能,鎢只有在1000℃以上才出現氧化物揮發和液相氧化物。鎢是一種戰略金屬。
全球鎢金屬主要國家:中國是世界上最大的鎢儲藏國。至少到目前為止,不管是鎢的出口量、還是鎢的年產量,中國都位居世界第一。
俄羅斯:Wolfram公司是俄國最大的鎢產品生產商,其鎢礦主要布局在遠東地區。
越南:自2016年開始礦產量為6000噸,連年保持著10%的增長量,一躍成為世界第二大鎢出口國,越南馬山Nui Phao鎢礦,它是中國以外最大的鎢礦。它也是世界鎢成本最低的生產商之一。
奧地利:奧地利鎢礦產量大部分生產來源于米耐希爾(Mittersill)鎢礦,這是歐洲鎢礦的常青樹,該鎢礦于2009年被世界第一大硬質合金公司山特維克收購。
英國:英國在Hemerdon地區達克蘭鎢礦(Drakelands Mine)發現新的鎢礦床。這一礦山建成的世界級鎢和錫礦,力爭年產能超過3000噸的鎢精礦。
鈾是重要的天然放射性元素,也是最重要的核燃料,元素符號U。鈾于1789年由德國化學家克拉普羅特從瀝青鈾礦中分離出,并用1781年發現的天王星Uranus將其命名為Uranium。鈾在接近絕對零度時有超導性, 有延展性,并具有微弱放射性。1938年發現鈾核裂變后,其開始成為主要的核原料,也開始被用作熱核武器氫彈的引爆劑。
鈾是大家熟悉的戰略金屬,其中最具有戰略價值的為鈾235,這是唯一天然可裂變核素,高濃縮的鈾235主要用于制造核武器,其次為鈾238,它是制取核燃料钚的重要原料。
全球鈾金屬主要國家: 澳大利亞是世界上鈾礦儲量最豐富的國家,占全球儲量的27%,其次是哈薩克斯坦,加拿大和南非。這4個國家就占了世界鈾儲藏量的80%以上。從遠期來說,中國鈾礦資源儲量可觀,國際原子能機構(iaea)預測中國可能的鈾儲量為177萬噸,是世界上鈾資源潛力最大的國家之一。
中國是鈾資源豐富的國家之一,特定的地質構造背景對成鈾礦化十分有利。中國鈾資源的主要區位優勢是:地質構造背景和成礦區復雜多樣,鈾成礦明顯表現出多時代、多階段、多類型的特點。與幾個產鈾大國相比,雖然單個礦區規模較小,但鈾礦類型多、礦床多、礦石性能好、產量比集中高、資源豐富。中國不久的將來使成成為名副其實的鈾資源儲備國和鈾地質技術強國。
1.加拿大的麥克阿瑟河鈾礦,年產量:7356噸,探明儲量2.41億磅。
2.特爾庫特蒙庫姆鈾礦位于哈薩克斯坦,該礦年產量占全球總量的8%,年產量連續五年超過3000噸,是世界上最大的鈾礦之一。
3.位于澳大利亞的奧林匹克大壩鈾礦,年產量占全球總量的6%。