比稀土还珍贵!新疆发掘强毒性金属,且是制造火箭的新材料

远远时尚穿搭 2024-11-23 10:01:06

“稀土奇迹”在往日的辉煌正被一种比稀土更珍贵的“超材料”悄然代替,它就是铍。

然而今时不同往日,自古以来稀土资源受制于人的局面终于在新疆4万吨铍矿储量的震撼出场宣告结束。

4万吨铍矿储量,几乎占全球已探明铍资源总量的一半。

铍这种金属有什么魅力值得与稀土比肩,又是否具备开采利用的价值?

新疆的这4万吨铍矿宣告着中国开启了怎样的新机遇?

铍是什么金属?

铍是一种化学元素,属于碱土金属中比较特殊的一种金属,主要用于高科技领域。

铍有着亮灰色的金属光泽,质轻且坚韧,有着非常高的延展性和强度。

它比铁轻,比铝重,比钛强,可以与氟、氮等物质反应生成相对应的氧化物。

在化学性质上,铍是一种十分活泼的元素。

但铍不会在室温下一般直接与空气反应,而是在高温下才能完成氧化,并生成氢气。

铍在许多领域都有重要应用,主要包括以下几个方面:

1.航空航天:铍由于其轻质、高强度和优异耐热性能而广泛应用于航空航天领域。铍合金被用于制造飞机部件、喷气发动机和火箭外壳等,能够提高飞行器的性能和安全性。

2.核能:铍具有较低的中子吸收截面,因此在核能领域具有重要的应用价值。铍被用作核反应堆中的中子反射剂和调节剂,能够提高核反应堆的效率和安全性。

3.电子:铍在电子行业中主要用于制造电子元件和材料,例如铍铜合金被广泛用于制造导电材料和接插件,能够提供良好的导电性能和抗腐蚀性。

新疆发掘4万吨铍矿。

一般来说,我国每年铍消费量通常维持在600吨左右,按这样的比例计算,我国可支配的铍资源还有2.5万吨之多,这个数量完全足够我国自给有余,更何况我国还可以凭此占据世界市场份额。

如若能够实现开采利用,这不仅打破了国外对铍这种资源的垄断,使我国在航空航天以及核能领域更加自主,也使我国在高科技领域更加领先,让各国后来者追赶不及。

这无疑是新疆发现这处铍矿的重要意义,而这种意义的实现又要靠科学家们更进一步地进行开采和研究。

1884年,瑞典化学家约翰∙奥斯特贝克首次分离得到铍并命名它为“beryllium”,希腊语意为“蓝绿色宝石”。

工业上约于1920年开始使用铍,后来研究发现其偏硅酸盐矿物质中蕴含了大量高富集程度的铍,因此便开始以萤石为主要原料大规模开采了它,1970年全世界铍年生产量达到了900吨。

2011发表在《自然-通讯》上的一篇文章指出,在中国境内存在一个非常富集程度超乎寻常的地层,甚至能够与世界著名的“铝王国”马达加斯加基尔基尼桥地区相媲美。

该地层名为“南疆阿尔金地区”,这项研究发表后并没有引起太多人关注,直到2011年教授高万山带领团队对新疆阿尔金地区8个地层进行了比较深入详细的化学成分研究并获得了一系列相关成果,该成果首次揭示了阿尔金地区不仅萤石矿资源极为丰富,还同时伴生了非常丰富的铍矿分布,以至于随后对阿尔金地区的研究愈发深入。

2017年发表的一项成果整合了近30年来对南疆阿尔金区萤石矿床的研究成果,进行了全新归纳总结,其中有一个数据引起了研究者们自己的注意,就连他们也未曾想到:仅仅是已探明的矿床,就已经累计发现了13万吨铍矿!

此数据一经公布消息传出,顿时举世关注,很多国家甚至赶往其中向中国表示侧目和称赞,但是,也有人开始涌入,对此持否定态度。

于是,于是2018年对阿尔金地区进行了最新版详细的考察并证实原结果,在这次考察中又新发现了4.11万吨富集度超高的铍矿,并且还发现了许多待进一步勘探和分析有可能蕴藏着巨大经济价值潜力的新矿床。

没错,新疆的这4万吨富集度超高的铍矿仅仅是已经被勘探出的量,还严严实实地锁着门,不仅有待进一步挖掘,还大有无限可能。

为什么比稀土更珍贵?

虽然稀土是个大家伙儿,但它也是个大杂货铺,从性质上来说并没有比稀土稀有值钱,其实最值钱的一部分是重稀土,而其中最值钱的小成员叫镝。

镝在用量级别上非常小,一般搜索寻找一种新材料都不会比实验室小型设备上的镝含量再高,但即使这样单薄小气的存在,每年全球镝需求量还是800吨左右,这可是纯镝同素态哦!

然而纯铍同素态需求可不会比稀土低,它几乎足足是那小镝元素需求量的十倍!

要知道,每一粒弹丸大小精密仪器就能装下数十吨造价无比昂贵的超级物质,却没人知道自己需要多少。

因此,被萨斯克大学称为“21世纪无可替代金属”的铍,其年消费量极有可能能抹平价格趋势上的波动而超越“稀土之王”镝。

甚至未来随着航空航天材料革命浪潮来临,需求量超越稀土行业老前辈钕磁铁也不是不可能。

那么,除了需求量大之外,那我们还需要这个宝贝儿干什么呢?

前文提到过,在航空航天领域,无论是火箭发动机还是飞船外壳,都能看到它的身影,由于铍有着非常好的抗蚀性以及高强度、低密度,所以它非常适合用在发动机与外壳上。

再说到电子设备,目前几乎所有电子元器件中都出现了它的身影,由于纯铍碱盐矿物质对光色敏感性非常强,所以能够用很简单的方法将纯粹的光透过率调节到理想状态,这种原理被作为屏幕技术性能评定标准之一继承至今,而且其他众多领域也广泛采用使用这种原理。

未来怎么发展才能将这种资源运用起来?

首先我们要知道,铍是一个极其危险并且不可再生的元素,对于环境破坏巨大,这就对我们勘探开采提炼等一系列工序提出了极大挑战。

其次,提炼和加工要用到许多专业设备工具,比如真空热处理炉、高温精密加工机等;同时提炼精加工过程还会不停挥发出有毒粉尘,其中主要成分就是会引起癌症甚至致死等严重后果的致毒物质——偏硅酸盐。

这个问题困扰着大家许久,甚至国内外无数个相关方面专家抱团研究也没有取得突破性进展。

再次,纯铍同素态产品为精密仪器少不了高精尖人才,因此几乎所有国家都将其视为战略资源,仅限于信誉极高公司生产或者本国研发,这就注定了人才培养难度巨大,没有成熟工业基础更别想技术翻突破口了!

因此,要想将这种资源运用起来必须注重以下几个重点:

1.技术创新:为了安全环保开采利用铍矿资源,我们必须加大科研投入,加强技术创新,提高开采技术、安全除尘技术、排放处理技术等,降低对环境和人身的危害。

2.人才培养:我们需要培养一批专业化人才来支撑铍产业的发展,需要加强教育体系与产业链之间的联系,提高相关专业的学科建设与人才培养质量。

3.产业链发展:我们需要加强产业链建设,从原料开采到加工制造再到最终产品销售,全链条提高技术水平和产品质量,实现贸易等方面的大范围发展。

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