铼矿的发展历程和提取工艺及未来趋势

第一节 铼矿选矿技术和 行业 发展

铼是一个非常稀少而且分散的元素，在地壳中的含量仅有10-7%。主要存在于辉钼矿中。可由冶炼辉钼矿的烟道尘中获得的Re2O7。然后加入KCl，再用氢还原而制得。

一般辉钼精矿中铼的含量在0.001%-0.031%之间。但从斑岩铜矿选出的钼精矿含铼可达0.16%。生产铼的主要原料是钼冶炼过程的副产品。从某些铜矿、铂族矿、铌矿甚至闪锌矿的冶炼烟尘和渣中以及处理低品位钼矿的废液时，都可以回收铼。 1978年和1979年世界铼的总产量分别为7210和7260公斤。联邦德国、智利、加拿大和前苏联是铼的主要生产国。提取铼时先提取纯的铼化合物，然后用氢还原法或水溶液电解法制得铼粉，再用粉末冶金方法加工成材。

由于铼资源比较贫乏，价格也很昂贵，所以长期以来人们对它的 研究 较少。1926年，人们首次获得的金属铼只有3mg，到1930年，铼的世界总产量也仅有3g。1950年以后铼才开始应用到现代技术中，铼的产量才逐渐增加。1956年肯纳寇特铜矿公司(Kennecott Copper)开始在华盛顿和宾夕法尼亚州的工厂生产铼。在1942-1965年间，西方国家铼的总产量也没有超过4200千克，且大部分用于实验室 研究 。

第二节 铼应用发展历程

20世纪60年代，雪佛龙公司(Chevron Inc. )和 UOP Inc.发明了用于石油加工的含铼催化剂，从而推动了铼需求及产量的增长。

20世纪70年代早期，铼需求的增长导致铼价格上涨了三倍。

20世纪80年代，发动机制造商发现含铼的镍基合金具有抗高温、耐磨损的性能，因而用这种合金制作的发动机部件的使用寿命将更长。发动机制造商的这一发现促进了金属铼应用的发展。80年代末，含铼的喷气涡轮机叶片被首次使用。2000年，由于航空部门对铼需求的大幅增长，高温合金方面的应用已经成了铼最大的消费领域。

2014年全球铼产量约为48.8吨，铼的主产国有智利、美国、波兰、乌兹别克斯坦、亚美尼亚等，其中智利为铼的最大生产国，2014年产量为26吨，约占全球总产量的53%。美国是铼最大的消费国，智利和波兰则成为了美国金属铼的主要供应国。在2013-2018年间，铼消费量的年均增长率为3%，预计到2018年，铼的消费量将达到70.4吨。全球铼的回收率也在不断增长，据预测目前全球铼的回收量约为30吨/年，德国、美国、日本是铼资源回收的主要国家，爱沙尼亚和俄罗斯也在回收铼资源。目前铼最大的消费领域是高温合金，约占铼总消费量的80%，催化剂为铼第二大消费领域，并且这两个领域对铼的需求量还在不断增长。

第三节 铼矿的提取工艺

铼的生产原料主要来自钼冶炼过程的副产品。一般辉钼精矿中铼的含量在0.001%-0.031%之间。但从斑岩铜矿选出的钼精矿含铼可达0.16%。此外，某些铜矿、铂族金属矿、铌矿、闪锌矿的冶炼烟尘、渣以及处理低品位钼矿的废液和诸如铂铼催化剂、含铼废合金等含铼废料也都可以作为铼的生产原料。

铼的提取方法需要根据含铼原料及铼产品来确定。提取铼时先从含铼原料中制取含铼溶液，溶液经分离净化提取纯铼化合物，然后用氢还原法、水溶液电解法、卤化物热离解法制取铼粉，再用粉末冶金的方法加工成材。铼的提取冶金过程主要包括含铼原料制取、铼钼分离、铼中间化合物制取、粗铼粉制取和铼的精炼致密化等步骤。

铼提取冶金的原则流程图

工业上生产铼锭或铼条的方法有高温烧结法和熔炼法两种。

①高温烧结法(又称粉末冶金法)

先将铼粉在6MPa压力下制成坯条，坯条在真空或氨气中于1200℃下烧结，再将预烧条在垂熔炉中于2700—2850℃下进行高温烧结，最后得到理论密度超过90%的铼条。

②熔炼法

该法以烧结条作为原料，用电弧熔炼、电子束熔炼和区域熔炼法对粗铼进行提纯精制。电子束熔炼法所得到的铼锭为柱状结晶体，纯度99.99%；区域熔炼所获得的产品为光谱纯度的铼单晶。

现在，铼提取冶金已经形成制取铼化合物、铼粉和铼材三大环节的格局。铼冶炼 行业 未来发展的任务是扩大铼原料来源，提高铼在钼、铜等冶炼过程中的回收率，发展和完善闪速焙烧炉和循环流态化焙烧方法，同时开发更有效的铼回收新工艺，特别是溶剂萃取和离子交换法。

第四节 铼矿的未来发展趋势

随着未来航空航天业的发展及军用需求的加大，全球铼需求量将保持增长趋势。中国拥有全球第二大航空运输市场，一旦掌握了先进航空发动机制造技术，中国铼的消费量将会有大幅增长，目前中国铼消费量约占全球消费量的1/7，预计2030年，中国铼需求量最大约40t，占全球比例将接近1/5,并有继续提高的趋势。

中国铼的保有资源储量237t，按照预测的消费趋势，国内资源仅能保障到2025年前后，资源保障程度较低。同时，国内大多数企业并没有在铼的生产方面实现产业化，导致很多资源无法利用甚至白白浪费。

因此，建议提高钼矿山综合利用水平，增加矿山铼产量；鼓励企业加强铼的回收，形成铼资源回收产业化；铼在国防军工方面有重要作用，有必要建立铼的战略储备机制。通过以上这些途径，来保证我国铼资源的供应安全。

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