鉭的發(fā)現(xiàn)歷史
17世紀(jì)中葉,在北美洲發(fā)現(xiàn)的一種很重的黑色礦物質(zhì)(鉭的密度為16.68g/cm³),送到了英國(guó)博物館保管。過(guò)了約150年,直至1801年,英國(guó)化學(xué)家查理斯•哈契特(C.Hatchett,1765-1847)接受了英國(guó)博物館的這種礦石的分析任務(wù),從其中發(fā)現(xiàn)了一種新元素并把它命名為鈳元素(Columbium,后改名為鈮),這是為了紀(jì)念該礦物質(zhì)最早被發(fā)現(xiàn)的地方--哥倫比亞。
鉭(Tantalum)元素名稱來(lái)源于坦塔拉斯(Tantalus)1802 年,瑞典化學(xué)家安德斯•古斯塔夫•??瞬?A.G.Ekaberg,1767-1813)在分析斯堪的那維亞半島的一種礦物(鈮鉭礦)時(shí),使它們的酸生成氟化復(fù)鹽后,進(jìn)行再結(jié)晶,從而發(fā)現(xiàn)了新元素,他參照希臘神話中宙斯神的兒子坦塔拉斯(Tantalus)的名字,將這個(gè)元素命名為Tantalum(鉭)。
由于鈳和鉭的性質(zhì)非常相似,人們?cè)欢日J(rèn)為它們是同一種元素。1809年,英國(guó)化學(xué)家威廉•海德•沃拉斯頓(William Hyde Wollaston)對(duì)鉭和鈳的氧化物分別做了對(duì)比,雖然得出不同的密度值,但他認(rèn)為兩者是完全相同的物質(zhì)。
到1844年,德國(guó)化學(xué)家羅塞(Heinrich Rose,1795-1864),駁斥鉭和鈳是同種元素的結(jié)論,并通過(guò)化學(xué)方法判明了它們是兩種不同的元素。他以希臘神話中坦塔洛斯的女兒尼俄伯(Niobe,淚水女神)和兒子珀羅普斯(Pelops)把這兩種元素分別命名為"Niobium"和"Pelopium"。
1864年,克利斯蒂安•威廉•布隆斯特蘭(Christian Wilhelm Blomstrand)、亨利•愛(ài)丁•圣克萊爾•德維爾和路易•約瑟夫•特羅斯特(Louis Joseph Troost)明確證明了鉭和鈮是兩種不同的化學(xué)元素,并確定了一些相關(guān)化合物的化學(xué)公式。
同年,德馬里尼亞在氫氣環(huán)境中加熱氯化鉭,從而經(jīng)還原反應(yīng)首次制成鉭金屬。早期煉成的鉭金屬都含有較多的雜質(zhì)。Werner von Bolton在1903年首次制成純鉭金屬。
科學(xué)家最早使用分層結(jié)晶法把鉭(七氟鉭酸鉀)從鈮(一水合五氟氧鈮酸鉀)中提取出來(lái)。這一方法由德馬里尼亞于1866年發(fā)現(xiàn)。今天科學(xué)家所用的則是對(duì)含氟化物的鉭溶液進(jìn)行溶劑萃取法。
鉭產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程
鉭雖然在19世紀(jì)初就已被發(fā)現(xiàn)了,但直到1903年才制出了金屬鉭,1922年開(kāi)始工業(yè)生產(chǎn)鉭。因此,世界鉭工業(yè)的發(fā)展始于20世紀(jì)20年代,中國(guó)鉭工業(yè)始于1956年。
美國(guó)是世界上最早開(kāi)始生產(chǎn)鉭的國(guó)家,1922年開(kāi)始工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)金屬鉭。日本和其他資本主義國(guó)家均是從20世紀(jì)50年代末或60年代初開(kāi)始發(fā)展鉭工業(yè)的。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,世界鉭工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。20世紀(jì)90年代以來(lái),較有規(guī)模的鉭產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)有美國(guó)Cabot 集團(tuán)(美國(guó)Cabot、日本昭和Cabot)、德國(guó)HCST集團(tuán)(德國(guó)HCST、美國(guó)NRC、日本V-Tech、泰國(guó)TTA)和中國(guó)寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司三大集團(tuán),這三大集團(tuán)生產(chǎn)的鉭產(chǎn)品占世界總量的80%以上。國(guó)外鉭工業(yè)的產(chǎn)品、工藝技術(shù)和裝備水平普遍都很高,適應(yīng)了世界科技高速發(fā)展的需要。
中國(guó)鉭工業(yè)始于20世紀(jì)60年代。中國(guó)初期鉭冶煉、加工生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)水平、產(chǎn)品檔次和質(zhì)量狀況與發(fā)達(dá)國(guó)家比較相差甚遠(yuǎn)。自90年代,特別是1995年以來(lái),中國(guó)鉭生產(chǎn)應(yīng)用呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢(shì),如今,中國(guó)鉭工業(yè)已實(shí)現(xiàn)了“從小到大、從軍到民、從內(nèi)到外”的轉(zhuǎn)變,形成了世界唯一的從采礦、冶煉、加工到應(yīng)用的工業(yè)體系,高、中、低端產(chǎn)品全方位的進(jìn)入了國(guó)際市場(chǎng),中國(guó)成為世界鉭冶煉加工第三強(qiáng)國(guó),進(jìn)入世界鉭工業(yè)大國(guó)的行列。
同時(shí),中國(guó)鉭產(chǎn)業(yè)發(fā)展也面臨一定的問(wèn)題。如原料短缺,資源儲(chǔ)量稀少。中國(guó)已探明的鉭資源特點(diǎn)是礦脈分散、礦物成份復(fù)雜、原礦中 Ta2O5品位低、礦物嵌布粒度細(xì)、經(jīng)濟(jì)資源少,因此難以再建大規(guī)模的礦山。雖說(shuō)近年也有大型鉭鈮礦的發(fā)現(xiàn),但詳細(xì)的地質(zhì)情況、礦物情況、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)都不清晰,因此,中國(guó)鉭初級(jí)原料的供應(yīng)存在很大問(wèn)題。
中國(guó)鉭產(chǎn)業(yè)還面臨著另一個(gè)難題,即高新技術(shù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力不足。不可否認(rèn),中國(guó)的鉭工業(yè)技術(shù)、裝備雖然已有很大發(fā)展,并擁有批量生產(chǎn)全系列鉭產(chǎn)品的生產(chǎn)能力,但中低檔產(chǎn)能過(guò)剩,高檔產(chǎn)品如高比容高壓鉭粉、半導(dǎo)體用的鉭靶材等生產(chǎn)能力不足的尷尬局面難以扭轉(zhuǎn)。由于國(guó)內(nèi)相關(guān)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)用量很少,帶動(dòng)力不足等問(wèn)題,影響了中國(guó)鉭工業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)品的發(fā)展。從企業(yè)層面看,鉭產(chǎn)業(yè)發(fā)展缺少指導(dǎo)與調(diào)控。近年來(lái),鉭冶煉加工企業(yè)由最初的5家迅速發(fā)展到20家,重復(fù)建設(shè)十分嚴(yán)重,生產(chǎn)能力過(guò)剩非常突出。
在多年的國(guó)際化經(jīng)營(yíng)中,中國(guó)鉭企業(yè)改進(jìn)了工藝、裝備,提高了產(chǎn)品規(guī)模、品種和質(zhì)量,進(jìn)入了鉭工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用大國(guó)的行列。只要再進(jìn)一步解決好原料問(wèn)題、高新技術(shù)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題以及產(chǎn)業(yè)重組問(wèn)題,中國(guó)鉭工業(yè)就一定會(huì)進(jìn)入世界強(qiáng)國(guó)的行列。