金属镁的真空蒸馏提纯

① 热还原法是什么

·热还原法炼镁

热还原法炼镁(proction of magnesium by thermal rection process)在高温下用还原剂将氧化镁还原成金属镁的镁冶炼方法。第二次世界大战期间，由于镁的需要量骤增，熔盐电解法炼镁生产的镁已不能...

·金属热还原法

铝等。在稀有金属生产中，金属热还原法占有显著的地位。金属的氟化物多用钠还原，因生成的氟化钠易熔；氯化物多用镁还原，因镁相对价廉且生成的氯化镁易熔；氧化物多用钙还原，因钙的活性较强，还原可较完全。 ...

·硅热还原法生产工艺

流程概述 硅热还原法是以白云鄂博的稀土富渣、稀土精矿渣或稀土精矿等为稀土原料，75硅铁为还原剂，石灰为熔剂，当炉渣含氟量最低时，也加入萤石为辅助熔剂，在电弧炉内制备稀土硅铁合金的方法。 国外多采用稀土氧化物、氢氧化物、稀土精矿球团...

·碳热还原法与硅热还原法的比较

碳热还原法的主要优点是可以一步直接还原出金属，还原剂便宜，能源利用合理。可以大批量连续生产。 硅热还原法反应速度快，产品易于调整控制，适于多品种小批量生产。 碳热法达到无渣操作时，稀土回收率在90%以上。硅热法增加二次回收工艺，其回收率也...

·金属热还原法生产锶

金属热还原法生产锶(proction of strontium by metallohlelmic rection)菱锶矿原料经煅烧后，用金属热还原法制取金属锶的过程。与金属热还原法生产钙相似，主要包括菱锶矿煅烧和铝热还原两大过程...

·金属热还原法制取稀土金属

金属热还原法制取稀土金属(preparation of rare earth metal by metallot}letmic rection)在高温下用活性较稀土强的金属还原剂将稀土化合物还原成金属的过程。这是稀土金属制取的重要方法...

·金属热还原法生产钙

金属热还原法生产钙(prodlaction of calcium by metallothermic rection)石灰石原料经煅烧后，用金属热还原法制取金属钙的过程。主要由石灰石煅烧和石灰还原两大步骤组成。即将石灰石煅烧成石灰...

·硅热还原法冶炼设备

硅热还原法生产稀土硅铁合金的冶炼设备，通常借用标准炼钢电弧炉及配套设备。对设备的总体要求是能适应不同原料生产多种产品，节约能源，有较高的机械化和自动化程度，生产效率高，使用寿命长，易于维护和有利于环境保护。冶炼稀土硅铁合金国内常用电弧炉的...

·碳热还原法生产铌

在真空条件下用碳将Nb2O5还原成金属铌的过程，为金属铌制取的主要工业方法之一。有碳热间接还原法和碳热直接还原法之分。前者产出的是铌条，这种铌条可直接经电子束熔炼提纯制取高纯铌锭，用作超导和高温合金材料；或将铌条加工成铌材，用于电子、化工...

·热还原法炼镁（一）

热还原炼镁有半连续法和皮江法两种。 （一）半连续法（Magnethem Process) 该方法以白云石为原料，经过煅烧得到锻白（CaO·MgO），然后在电热真空炉内熔融状态下以硅铁为还原剂制取金属镁。半连续法炼镁工艺流程见图1。白云石是...

·热还原法炼镁（二）

，原料白云石来源广泛，工艺流程短，生产设备简单，产出的镁质量好；但还原过程热利用率低，烟气带走热量约50％。 ...

·镁热还原法生产海绵钛

镁热还原法生产海绵钛用镁还原TiCl4制取金属钛的过程，为金属钛生产的主要方法之一。还原作业在高温、惰性气体保护气氛中进行，还原产物主要采用真空蒸馏法分离出剩余的金属镁和MgCl2，获得海绵状金属钛。镁热还原法于1940年为卢森堡科学家克...

·铝热还原法生产铌铁

铝热还原法生产铌铁以金属铝还原铌精矿或氧化铌生产铌铁中间合金的过程。铌熔点高，还原困难，但如有铁存在，被还原的铌与铁生成合金，不仅容易还原，而且由于铌铁的熔点比铌低，更适于作炼钢或高温合金的添加剂。生产铌铁一般使用纯Nb2O5和铌精矿两种...

·钠热还原法生产海绵钛

钠热还原法生产海绵钛(proction of titanium sponge by sodiothermic rection)用钠还原四氯化钛制取金属钛的过程，为金属铁生产方法之一。还原作业在高温、氩气保护下进行，还原产物经破碎...

② 工业提取单质镁的方程式

工业方法常用电解氯化镁的方法。步骤如下：
①制取无水氯化镁：
常用方法：2MgO+C+2Cl2=2MgCl2+CO2
【高中化学常用方法：6水氯化镁晶体在HCl气体氛围中加热脱水】
②电解熔融的氯化镁，常加入助溶剂CaCl2，可以降低熔点，增加导电性。
MgCl2
=电解=Mg+Cl2↑
希望对你有帮助O(∩_∩)O~

③ 纯净金属制备技术的发展历史

主要看第二个~

金属材料发展历史回顾

石器时代（公元五千年前）→青铜器时代（公元一千二百年前）→铁器时代

三星堆博物馆（Sanxingi Museum）位于全国重点文物保护单位三星堆遗址东北角，地处历史文化名城四川省广汉市城西鸭子河畔，南距成都38公里，北距德阳26公里，是我国一座大型现代化的专题性遗址博物馆。博物馆于1992年8月奠基，1997年10月正式开放。

发掘历程
1.初始时期（1929年-1934年）
1929年在三星堆遗址真武村燕家院子发现玉石器坑，出土玉石器三、四百件。
1931年英国神父董宜笃四处奔走，使1929年出土的玉石器大部分归华西大学博物馆。
1932年华西大学博物馆馆长葛维汉提出在广汉进行考古发掘的构想并获四川省政府教育厅的批准。
1934年3月1日葛维汉、林名均抵达广汉。
3月葛维汉、林名均等在真武村燕家院子附近清理玉石器坑， 并在燕家院子东、西两侧开探沟试掘。
2.初步调查与发掘（1951年-1963年）
1951年四川省博物馆王家佑、江甸潮等调查三星堆、月亮湾，首次发现大 片古遗址。
1958年四川大学历史系考古教研组再次调查三星堆遗址。
1963年四川省博物馆和四川大学历史系联合发掘三星堆遗址。由著名考古学家、四川省博物馆馆长、四川大学历史系教授冯汉骥主持。

3.两坑的发掘及古城再现（1980年-2005年）
1980年~1981年四川省文物管理委员会与广汉县联合首次发掘三星堆遗址，揭露出大面积的房屋基址。
1982年 11月~83年1月第二次发掘 三星堆遗址，首次在三星堆遗址发现陶窑。
1984年 3月~12月第三次发掘三星堆遗址，在西泉坎发掘出龙山时代至西周早期的文化堆积，确定了三星堆遗址的年代上、下限。
1984年12月~1985年10月 第四次发掘三星堆遗址，发现三星堆土埂为人工夯筑，首次提出三星堆遗址是蜀国都城的看法。
1986年3月~5月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所、四川大学历史系与广汉县联合，第五次发掘三星堆遗址，发掘面积1200平方公尺，发现大量灰坑和房屋遗迹‘将三星堆遗址的代上限推至距今 5，000年前。

1986年7月18日当地砖厂在第二发掘区取土时发现祭祀坑，挖出玉石器。第六次发掘三星堆遗址。
1986年7月18日四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所与广汉县联合发掘祭祀坑，编号为一号祭祀坑。出土铜、金、玉、琥珀、石、 陶等器物共420件，象牙13根。
8月14日距一号祭祀坑东南约30公尺处发现二号祭祀坑。
8月20日发掘清理二号祭祀坑，出土铜、金、玉、石等珍贵文物1302件（包括残件和残片中可识别出的个体），象牙67根，海贝约4600枚。

1988年10月第七次发掘三星堆遗址，对三星堆土埂进行试掘，确定土 埂为内城墙的南墙。~1989年1月
1990年1月~5月 第八次联合发掘三星堆遗址，在东城墙发现土坯，首次了解三星堆古城城墙的结构、夯筑方法和年代。
3月举行三星堆遗址祭祀坑出土铜树修复方案论证会，并对铜树进行预合。

1991年12月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所第九次联合发
~1992年5月发掘三星堆遗址，将西城墙进行试掘并得到确认。

1994年11月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所第十次发掘三星堆遗址，调查发现了三星堆遗址南城墙，并进行了试掘。

1996年10月中日合作对三星堆遗址进行环境考古工作，主要项目有磁场
~11月 雷达探测、红外遥感探测与摄影、卫星图像解析、微地形调查、炭素年代测定、花粉分析、硅质体分析、硅藻分析等。

1997年11月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所第十一次发掘三星堆遗址，对三星堆遗址仁胜砖厂墓地进行发掘。共发现墓葬28座，发现了大量玉石器，其中具有良渚文化风格的"玉锥形器"的发现，引起研究者对三星堆玉石器的文化渊源关系进行重新思考。

1999年1月~四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所第十二次发掘三星堆遗址，对三星堆遗址月亮湾城墙进行发掘，在城墙下发现大量龙山至商代早期的文化堆积，同时城墙又被殷墟时期的堆积叠压叠压，从而可以确定月亮湾内城墙的年代为殷墟早期。

2000年12月~2001年7月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所 第十三次发掘三星堆遗址。在燕家院子发现大量三星堆第四期的文化堆积，使人们对三星堆遗址第四期的文化面貌和年代下限有较为清楚的认识。

2005年3月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究院第十四次发掘三星遗址。在青关山发现大型夯土建筑台基。

后续整理工作（2005年至今）
目前，三星堆遗址考古工作站正在全力以赴地整理三星堆遗址综合报告，
此项工作预计2008年初结束。

问题:能把"贱金属"变成"贵金属"吗？

金与银出现，色泽美丽和稀少而称为"贵金属"，其它金属则相应地被称为"贱金属"

炼金术,希望用某种工艺把贱金属转变为贵金属,客观上起到了促进材料科学发展的作用，在随后一千多年的时间里，使人类积累了一定的材料制备方面的经验，这对十九世纪以后材料科学的形成与发展奠定了基础。

几个著名的"炼金术士"摩耳、玻意耳、牛顿。

1711年英国出现了高六米，边长二点五米见方的高炉，日产铁六吨。1856年英国人亨利•贝赛尔首先用铁炼成了钢 。

炼金术偏重于实际操作，在这方面的技术也的确造福于后代子孙，现代化学中使用的很多设备和技术是由此发展的，制药技术中的一些精炼技术、净水技术、合成橡胶和一些现代材料的制造都与其密切相关。

十九世纪末到二十世纪中叶

低合金高强度钢→超高强度钢→合金工具钢→高速钢

不锈钢→耐热钢→耐磨钢→电工用钢

铝合金→铜合金→钛合金→钨合金→钼合金

金属材料依然在材料家族中占有统治地位

主要优势：

1、金属材料的力学性能全面，可靠性高，使用安全；

2、具有良好的温度使用范围；良好的工艺性能；

3、储量丰富，适合大规模应用

钢铁材料

自工业革命以来，钢铁一直是人类使用的最重要的材料，是国家工业化的基础，钢铁的生产能力是一个国家综合实力的重要标志。目前世界钢铁产量仍然在逐年增长。

中国钢铁工业协会秘书长戚向东说：在2005年钢铁行业还是要把严格控制固定资产的投资作为一项首要的任务，同时进一步提高钢铁行业运行的质量和效益。

钢铁工业发展的趋势

产品结构在变化：板材、管材、带材等高附加值产品的比重大幅增长

产业集中度进一步提高：产钢500万吨以上的企业由13家增加到15家，占全国钢产量的45%

主要应用领域：作为工业中最重要的材料，在未来很长的一段时期内，钢铁材料的主导地位仍将难以动摇。

电力系统：工业锅炉、热交换管道、大型转子和叶轮等

汽车工业：主要结构件、车床与机械工业

铁路与桥梁、船舶与海上钻井平台、兵器工业：坦克、大炮、枪械

石油开采机械及输油管道、化工压力容器、建筑钢筋和构架、

有色金属材料

有色金属材料是金属材料中的重要一员，虽然其产量只是钢铁材料的6%，然而它却以其独有的性能有时占有不可替代的作用。

铝合金：最重要的轻金属合金，具有低密度（2.7g/cm3）、抗大气腐蚀、良好的导电性、高比强度和良好的加工性。是航空工业及多种工业领域中的重要结构材料。

钛合金：密度小（4.5g/cm3）、强度高、耐高温和腐蚀，在航空航天及其它工业领域有重要用途。

镁合金：密度仅有1.7g/cm3，比强度高，减振能力强，在航空航天领域有重要作用。

铍合金：密度1.8g/cm3，比刚度很高，尺寸稳定，惯性低，用于惯性导航和航天低重量刚性件，比热大，可用于散热片和飞行器头部；中子反射截面高，用于原子能反应堆反射层等。

铜合金：用于机械、仪表、电机、轴承、汽车等工业。

锌合金：用于电池锌板，照相和胶印制版，模具和仪表零件。

镍合金：工作温度可达1050℃，用于航空、火箭发动机和反应堆中的高温部件。

锰合金：减振性好，用于潜艇螺旋浆、钻杆等。

铅合金、锡合金：用于保险丝、熔断器、焊料等

钨合金：熔点高3407℃、密度大（19.3g/cm3），可用于大威力穿甲弹等。

钼合金：熔点2610℃、在1100-1650℃下有较高的比强度。

铌合金：熔点2477℃，用于飞机和宇宙飞船推进系统中的高温材料。

金、银、铂、钯、铑、铱等：具有良好的化学惰性、艳丽的色泽、长期不褪色，可做装饰品、电子线路引线、精密电阻、热电偶等。

金属学的发展历史

金属材料在人类社会中的使用历史虽然很长，然而，在相当长的一段时间内关于金属材料方面的相关技术都只是停留在手工艺阶段，而对掌握相关技术的人也只能称为工匠，其原因在于其所掌握的只是经验而没有对金属材料本质的理解。

1861年，英国人肖比首先使用光学显微镜研究了金属的显微结构，对金属的组织结构有了初步的了解，从而开创了一门新的学科--金相学。

1905年X射线用于金属研究，发现了金属原子排列的规律性。

金属学诞生

人类对金属内部微观结构的认识又深入了一步，发现了许多科学规律，解释了大量过去不理解的现象。

电子显微镜的出现使人们能够更加细致地了解金属内部的结构，对其微观世界的认识又前进了一大步。

近20年来，各种电子显微分析设备不断被研制成功，人们已经可以看到原子在材料中的排列，这一切都使金属材料的研究进入了一个崭新的阶段。

不断开拓新的功能：高温合金、钛合金、金属间化合物、阻尼合金、超导合金、形状记忆合金、储氢合金、纳米金属材料、非晶态金属材料。

非晶态金属

1960年美国加洲大学Duwez小组用快冷技术首次获得了非晶态合金(Amorphous alloys) Au70Si30，发现非晶态合金具有很多常规合金不可比拟的优越性。

强度最高、韧性最好、最耐腐蚀、最易磁化

非晶的结构：晶体和非晶体都是真实的固体。晶体是长程有序，在晶体中原子的平衡位置为一个平移的周期阵列。非晶体是长程无序，短程有序，原子排列无周期性，又称金属玻璃。

玻璃化转变动力学性质和冷却速度有关，冷却速度提高，玻璃转变温度降低。

要使原子冻结成保持非晶固体的位移，必须满足原子弛豫时间（t)大于实验冷却时间。

相对于处于能量最低的热力学平衡态的晶体相来说,非晶态固体是处于亚稳态。

金属玻璃一旦形成,就能保持实际上无限长的时间。

结晶的基本过程：形核、长大

C曲线中开始结晶时间的长短决定了生成物的状态

两个方向：降低临界冷却速度、发展快速冷却技术。

非晶的结构特点：

（1）非晶态是一种亚稳态，是在特定条件下形成的，因此在一定条件下将向晶态转变，在向晶态转变的过程中形核率高，因此可以得到十分细小的晶体，在许多条件下还可以 形成一些过度结构。

（2）非晶态合金中没有位错，没有相界和晶界，没有第二相，因此可以说是无晶体缺陷的固体。

（3）原则上可以得到任意成分的确均质合金相，因此大大开阔了合金材料的范围，并且可以获得晶态合金所不能得到的优越性能。

非晶合金的性能：

（1）特殊的物理性能：优异的磁学性能是许多非晶态合金的突出特点，具有软磁性能的合金很容易磁化，一些非晶态永磁合金经过部分晶化后，性能还有大幅度的提高。非晶合金还有较高的电阻率，密度比晶体合金低1-2%，原子的扩散系数大一个数量级，热膨胀系数为晶体的一半左右

（2）优良的耐腐蚀性能：由于其结构更加均匀，使腐蚀过程中不易形成微电池，因而具有更强的抗腐蚀能力。例如，在FeCl3溶液中，钢完全不耐腐蚀，而Fe-Cr非晶合金基本不腐蚀，在H2SO4中，Fe-Cr非晶的腐蚀率是不锈钢的千分之一。其中Cr的主要作用是形成富Cr的钝化膜。

（3）优异的力学性能：非晶合金中原子之间的键合比一般的晶体中的键强，而且无位错等晶体缺陷，因此具有极高的强度。例如，4340超强度钢的断裂强度为1.6GPa，而非晶Fe80B20合金为3.63GPa，Fe60Cr6Mo6B28则达到4.5GPa。在具有高强度的同时，非晶态合金还有良好的韧性和良好的延展性，较高的硬度和耐磨性。

非晶的应用

新一代变压器铁芯，不仅易磁化、矫顽力低，且有很高的电阻，可以大为降低涡流，如Fe81B13.5Si3.5C2和Fe82B10Si8等铁基软磁材料的磁损是常用硅钢片的1/3-1/5，能耗可以因此降低2/3，此外还可做磁记录装置、记忆元件材料等。

由于制造大块非晶困难，因此其应用也受到限制，但可作为复合材料的增强体，高强度、抗海水腐蚀的铜基非晶合金可作为制造潜水艇的材料，某些铁基非晶合金可作为快中子反应堆的化学过滤器。

高纯金属是现代许多高、新技术的综合产物，虽然20 世纪30 年代便已出现“高纯物质”这一名称，但把高纯金属的研究和生产提高到重要日程，是在二次世界大战后，首先是原子能研究需要一系列高纯金属，而后随着半导体技术、宇航、无线电电子学等的发展，对金属纯度要求越来越高，大大促进了高纯金属生产的发展。
纯度对金属有着三方面的意义。第一，金属的一些性质和纯度关系密切。纯铁质软，含杂质的铸铁才是坚硬的。另一方面，杂质又是非常有害的，大多数金属因含杂质而发脆，对于半导体，极微量的杂质就会引起材料性能非常明显的变化。锗、硅甲含有微量的m 、V 族元素、重金属、碱金属等有害杂质，可使半导体器件的电性能受到严重影响。第二，纯度研究有助阐明金属材料的结构敏感性、杂质对缺陷的影响等因素，并由此为开发预先给定材料性质的新材料设计创造条件。第三，随着金属纯度的不断提高，将进一步揭示出金属的潜在性能，如普通金属被是所有金属中最脆的金属。而在高纯时被便出现低温塑性，超高纯时更具有高温超塑性。超高纯金属的潜在性能的发现，有可能开阔新的应用领域，在材料学方面打开新的突破口，为高技术的延伸铺平道路。

金属的纯度是相对于杂质而言的，广义上杂质包括化学杂质（元素）和物理杂质（晶体缺陷）。但是，只有当金属纯度极高时，物理杂质的概念才是有意义的，因此生产上一般仍以化学杂质的含量作为评价金属纯度的标准，即以主金属减去杂质总含量的百分数表示，常用N ( nine的第一字母）代表。如99.9999 ％写为6N , 99.99999 ％写为7N 。此外，半导体材料还用载流子浓度和低温迁移率表示纯度。金属用剩余电阻率RRR和纯度级R表示纯度。国际上关于纯度的定义尚无统一标准。一般讲，理论的纯金属应是纯净完全不含杂质的，并有恒定的熔点和晶体结构。但技术上任何金属都达不到不含杂质的绝对纯度，故纯金属只有相对含义，它只是表明目前技术上能达到的标准。随着提纯水平的提高，金属的纯度在不断提高。例如，过去高纯金属的杂质为10-6级（百万分之几），而超纯半导体材料的杂质达10一9 级（十亿分之几），并逐步发展到10 一12 级（一万亿分之几）。同时各个金属的提纯难度不尽相同，如半导体材料中称9N 以上为高纯，而难熔金属钨等达6N 已属超高纯。
高纯金属制取通常分两个步骤进行，即纯化（初步提纯），和超纯化（最终提纯）。生产法大致分为化学提纯和物理提姓两类。为获高纯金属，有效除去难以分离的杂质，往往需要将化学提纯和物理提纯配合使用，即在物理提纯的同时，还进行化学提纯，如硅在无坩埚区熔融时可用氢作保护气，如果在氢气中加入少量水蒸气，则水与硅中的硼起化学反应，可除去物理提纯不能除去的硼。又如采用真空烧结法提纯高熔点金属钽、铌等时，为了脱碳，有时需要配人比化学计量稍过量的氧，或为脱氧配人一定数量的碳，这种方法又称为化学物理提纯。

一、化学提纯

化学提纯是制取高纯金属的基础。金属中的杂质主要靠化学方法清除，除直接用化学方法获得高纯金属外，常常是把被提纯金属先制成中间化合物（氧化物、卤化物等）, 通过对中间化合物的蒸馏、精馏、吸附、络合、结晶、歧化、氧化、还原等方法将化合物提纯到很高纯度，然后再还原成金属，如锗、硅选择四氯化锗、三氧氢硅、硅烷( SiH4）作为中间化合物，经提纯后再还原成锗和硅。化学提纯方法很多，常用的列于表一

表一：常用化学提纯方法

二、物理提纯

物理提纯主要利用蒸发、凝固、结晶、扩散、电迁移等物理过程除去杂质。物理提纯方法主要有真空蒸馏、真空脱气、区域熔炼、单晶法（参见半导体材料章）、电磁场提纯等，此外还有空间无重力熔炼提纯方法。
物理提纯时，真空条件非常重要。高纯金属精炼提纯一般都要在高真空和超高真空(10一6 一10-8Pa ）中进行，真空对冶金过程的重要作用主要是：① 为有气态生成物的冶金反应创造有利的化学热力学和动力学条件，从而使在常压下难以从主金属中分离出杂质的冶金过程在真空条件下得以实现；② 降低气体杂质及易挥发性杂质在金属中的溶解度，相应降低其在主金属中的含量；③ 降低金属或杂质挥发所需温度，提高金属与杂质问的分离系数；④ 减轻或避免金属或其他反应剂与空气的作用，避免气相杂质对金属或合金的。污染。因此许多提纯方法，如真空熔炼（真空感应熔炼、真空电弧熔炼、真空电子束熔炼）、真空蒸馏、真空脱气等必须在真空条件下进行。
1 ．真空蒸馏
真空蒸馏是在真空条件下，利用主金属和杂质从同一温度下蒸气压和蒸发速度的不同，控制适当的温度，使某种物质选择性地挥发和选择性地冷凝来使金属纯化的方法，这种方法以前主要用来提纯某些低沸点的金属（或化合物），如锌、钙、镁、镓、硅、锂、硒、碲等，随着真空和超高真空技术的发展，特别是冶金高温高真空技术的发展，真空蒸馏也用于稀有金属和熔点较高的金属如铍、铬、钇、钒、铁、镍、钴等的提纯。

蒸馏的主要过程是蒸发和冷凝，在一定温度下，物质都有一定的饱和蒸气压，当气压中物质分压低于它在该温度下的饱和蒸，气压的蒸气压时，该物质便不断蒸发。蒸发的条件是不断供给被蒸发物质热量，并排出产生的气体；冷凝是蒸发的逆过程，气态物质的饱和蒸气压随温度下降而降低，当气态组分的分压大于它在冷凝温度下的饱和蒸气压时，这种物质便冷凝成液相（或固相），为使冷凝过程进行到底，必须及时排出冷凝放出的热量。影响真空蒸馏提纯效果的主要因素是：① 各组分的蒸气分压，分压差越大，分离效果越好；② 蒸发和冷凝的温度和动力学条件，一般温度降低可增大金属与杂质蒸气压的差距，提高分离效果；③ 待提纯金属的成分，原金属中杂质含量越低，分离效果越好；④ 金属和蒸发和冷凝材料间的作用，要求蒸发冷凝材料本身有最低的饱和蒸气压；⑤ 金属残余气体的相互作用；⑥ 蒸馏装置的结构；⑦ 真空蒸馏有增锅式和弟增锅式两种，无增锅蒸馏一般通过电磁场作用将金属熔体悬浮起来（见图一 ) ，有关蒸馏工艺请参见上述元素的精制过程。

图一: 无坩埚蒸馏装置

1—绐料机构；2—待提纯金属；3—挡板；4—阴极；5—冷凝器；
6—遮热板；7—金属收集器；8—真空；9—抽真空装置

2 .真空脱气
真空脱气是指在真空条件下脱除金属中气体杂质的过程。实际上是降低气体杂质在金属中的溶解度。根据西韦茨定律，恒温下双原子气体在金属中的溶解度和气体分压的平方根成正比。因此提高系统的真空度，便相当于降低气体的分压，亦即能降低气体在金属中的溶解度，而超过溶解度的部分气体杂质便会从金属中逸出而脱除。以担粉真空热处理为例，在高真空（2.5 一6μPa）条件下，担的水分在100 一200℃ 急剧挥发，600 - 700℃ 氢化物分解逸出，碱金属及其化合物在1100 一1600℃ 温度下挥发，大部分铁、镍、铬等以低熔点氧化物形态挥发，2300℃ 时氮挥发逸出，对比氢、氮对金属亲和势大的氧，则以加碳脱氧（「C] ＋「O] = CO↑）和以上杂质金属低价氧化物MeON 的方式除去。真空脱气广泛用于高熔点金属钨、钼、钒、铌、钽、铼等的纯化。

3 ．区域熔炼

区域熔炼是一种深度提纯金属的方法，其实质是通过局部加热狭长料锭形成一个狭窄的熔融区，并移动加热使此狭窄熔融区按一定方向沿料锭缓慢移动，利用杂质在固相与液相同平衡浓度差异，在反复熔化和凝固的过程中，杂质便偏析到固相或液相中而得以除去或重新分布；熔区一般采用电阻加热，感应加热或电子束加热，下图为锗区域熔炼示意图。

图二：锗的区域熔炼提纯示意图

区域熔炼广泛用于半导体材料煌高熔点金属钨、钼、钽、铌的提纯，更用于高纯铝、镓、锑、铜、铁、银等金属的提纯。对含杂质约1x10-3 ％的锗，在区域提纯6 次后，高纯锗部分的杂质浓度可降到1x 10一8 ％。钨单晶经5 次区熔后可由40 提高到2000。

4 ．电迁移提纯

电迁移是指金属和杂质离于在电场的作用下往一定方向迁移或扩散速度的差别来达到分离杂质的目的。是新近发展起来的用于深度提纯金属的方法，其特点是分离间隙杂质（特别是氧、氮、碳等）的效果好，但目前仅应用于小量金属的提纯。将其和其他提纯方法结合使用，可获超高纯度的金属。

将棒状样品通过流电，母体金属和杂质离子便向一定方向移动，这时离子的漂移速度为：V = UF

式中，V 为离子漂移速度；U 为离子迁移率；F 为作用于离子的外力，它由电场作用力。和导电电子散射作用于离子的力组成。这些作用力和离子有效电荷数有关。依母体离子和杂质离子的电荷数不同租扩散、漂移速度不同而达到分离目的。

5 ．电磁场提纯

在电磁场作用下深度提纯高熔点金属的技术越来越多地被采用。电磁场不限于对熔融金属的搅拌作用，更主要的是电磁场下可使熔融金属在结晶过程中获得结构缺陷的均匀分布，并细化晶粒结构。在半导体材料拉制单晶时，在定向结晶时熔体中存在温度波动，这种温度波动会导致杂质的层状分布，而一个很小的恒定磁场就足以消除这种温度波动。在多相系统结晶时，利用电磁场可使第二相定向析出，生成类似磁性复合材料的各向异性的组织结构，电磁场还用于悬浮熔炼，这时电磁场起能源支撑作用和搅拌作用，利用杂质的蒸发和漂走第二相（氧化物、碳化物等）来纯化金属。由于不存在和容器接触对提纯金属造成的污染问题，被普遍用于几乎所有高熔点金属的提纯，如钨、钼、钽、铌、钒、铼、锇、钌、锆等。
6 ．提纯方法的综合应用
各个提纯方法都是利用金属的某个物理性质或化学性质和杂质元素间的差异而进行分离达到提纯目的的，如真空蒸馏是利用金属和杂质的饱和蒸气压和挥发速度的差异。区域熔炼是利用杂质在固相和液相间的溶解度差异而进行提纯分离的，因而各个方法都有一定的长处（对某些杂质分离效果好）和短处（对另一些杂质分离效果差）。即使是同一个提纯方法，也因金属性质的不同，提纯效果差别很大，如区域熔炼对高熔点金属的提纯效果好，但对某些稀土金属的提纯效果则不理想。欲获深度提纯金属的效果，一般需要综合应用多种提纯手段。在这方面，各个方法的合理结合应用和先后顺序使用十分重要，通常是将电子束熔炼或蒸馏和区域熔炼或电迁移法相结合，即先进行电子束熔炼或蒸馏提纯，再以区域熔炼或电迁移提纯作为终极提纯手段，以被为例，为获超高纯铍，最好先多次蒸馏提纯，再真空熔炼，最后进行区域熔炼或电迁移提纯，经这样提纯后所得铍单晶纯度达99 .999 % ，残余电阻率R＞1 000 。在制取超纯锗时，一般先用化学法除去磷、砷、铝、硅、硼等杂质，再用区熔法提纯得到电子级纯锗；最后多次拉晶和切割才能达到13N 的纯度要求。下表为各种方法结合使用提纯金属铼的效果。

表二：各种提纯方法提纯金属铼的效果

7 ．宇宙空间条件下提纯金属

宇宙空间的开发为提纯金屑制造了新的机会。宇宙空间的超高真空（约10-1OPa）、超低温和基本上的无重力，为金属提纯提供了优越条件。在这种条件下，液态金属中将不会有对流的问题，结晶时杂质的分布将只具有纯扩散性质，熔化金属毋需坩埚，超高真空尤其有利于杂质的挥发和脱气。这些对于采用熔炼、蒸发、区域熔炼等方法提纯化学活性大的金属和半导体材料来说更是非常理想的条件。以提纯锗为例，在地球上锗垂熔时杂质稼的分离系数为0.1/0.15，而在宇宙空间时则达0.23/0.17 。在无重力条件拉制的晶体的完整性较在重力条件下的完整性好很多。以锑化铟为例，其位错密度比只是在重力条件下的位错密度的1/6 。由于宇宙中液态金属表面张力系数值很大，故在宇宙间用无坩埚区域熔炼法必定能制备出极高纯度和完整性的单晶来。此外，超低“宇宙”温度也具有良好的应用前景。

此文附图，参考：http://www.chinesemine.cn/zy/2008/0706/article_202.html

④ 稀土金属的提纯

工业上大量使用的是工业纯稀土金属，较高纯度的稀土金属主要供测定物理化学性专能之用属。主要有四种提纯方法在试验室中使用，即真空熔融，真空蒸馏或升华，电迁移和区域熔炼。 稀土金属棒在区域熔炼炉中以很慢的速度（如提纯钇时为0.4毫米/分），进行多次区熔，对去除铁、铝、镁、铜、镍等金属杂质有明显效果，但对氧、氮、碳、氢无效。此外，电解精炼、区熔－电迁移联合法提纯稀土也有一定效果。

⑤ 镁制品提纯用什么方法

向溶液中加入氢氧化钡，氢氧化钡和硫酸镁反应生成硫酸钡和氢氧化镁，两者都是沉淀，过滤一下滤液中就是氯化钠溶液。再向沉淀中滴加稀硫酸，氢氧化镁反应生成硫酸镁，硫酸钡难溶于酸不反应，再过滤一下，滤液中剩下的即为硫酸镁溶液。以上是第一种方法，下面献上第二种方法。第一步，加入氢氧化钠溶液，MgSO4和NaOH反应得到Na2SO4和氢氧化镁，过滤出氢氧化镁沉淀，滤液中剩下Na2SO4和NaCl。第二步，在第一步的滤液中再加入BaCl2，Na2SO4和BaCl2反应生成NaCl和BaSO4，过滤出硫酸钡沉淀，溶液中就只剩下NaCl，因此得到了氯化钠。第三步，将第一步中得到的Mg(OH)2沉淀中加入稀硫酸，反应得到MgSO4和水，因此又得到了硫酸镁。至此，氯化钠和硫酸镁被分离。

⑥ 怎么将镁矿中的镁提炼出来

先将铝粉、菱镁矿、白云石按1～2∶2～4∶6～15重量比例称料，然后将菱镁矿和白云石放在回转窑中煅烧经磨粉后，并与粒度为80～100目的铝粉混料，在15～35兆帕的压力下压团使呈团状，装入金属料槽内，放入还原罐，在1100～1170℃和真空条件下，经6～8小时，以铝粉为还原剂，发生化学反应生成镁。

⑦ 镁是怎么提炼的

镁

镁是一个年轻的金属，20世纪才发展起来。它呈银白色，熔点649℃，质轻，密度为1.74克／厘米3，约为铜的1／4、铝的2／3；其化学活性强，与氧的亲合力大，常用做还原剂，去置换钛、锆、铀、铍等金属。粉状或细条状的镁，在空气中很易燃烧，燃烧时发出眩目的白光。镁与氟化物、氢氟酸和铬酸不发生作用，也不受苛性碱侵蚀，但极易溶解于有机和无机酸中。镁能直接与氮、硫和卤素等化合。金属镁无磁性，且有良好的热消散性。

镁是地壳中含量高、分布广的元素之一。具有工业价值的矿物有；花菱镁矿、白云石、光卤石。另外，海水也将成为镁资源产地。工业上利用电解熔融氧化镁或在电炉中用硅铁等使其还原而制得金属镁，前者叫做熔盐电解法，后者叫做硅热还原法。

物理性质：质软，熔点较低，成银白色。镁是一种柔软有光泽的金属。

将镁坯锭加工成材。主要的加工方法有轧制、挤压、锻造等；产品主要有板材、棒材、型材、管材、锻材等。镁的化学性质活泼,容易氧化,耐蚀性差，熔炼、铸造以及加热时,必须采取防护措施,并要注意安全。在加工过程中，坯料和所获得的产品表面要氧化处理，涂油包装。除镁锂合金外，大多数镁合金为密排六方点阵结构，在室温下，塑性变形能力差，但在200℃以上加工,由于滑移系增加以及发生恢复、再结晶软化，使镁及镁合金具有较高的塑性，所以一般要用热加工或温加工工艺。镁合金在加工时易形成粗大晶粒，会使力学性能变差，熔炼时，必须采用细化晶粒措施。
熔炼 镁及其合金的熔炼常用反射炉和坩埚炉。反射炉具有熔化速度快和操作机械化的特点，适于大规模生产。因为镁和氧的亲和力很强，极易燃烧，所以熔炼技术的关键在于防止炉料燃烧。整个加热过程须用熔剂覆盖炉料。熔剂以氯化镁、氯化钾为主，并加入少量氟化物。为防止镁合金熔体的氧化,常加入0.02%的铍。镁合金精炼主要是去除非金属夹杂物。通常使用熔剂精炼，用量约为炉料的1％。为使熔渣沉于炉底,精炼后的熔体需静置一段时间再进行铸造。为防止部分镁合金组织不均匀和出现柱状晶、扇状晶以及粗大晶粒，熔炼时应加入变质剂以改善和调整晶粒组织，并消除少量熔点高的铁、铜、锰金属夹杂物。
铸造 常用半连续铸造的方法，以获得供塑性加工的坯锭。为防止镁熔体的燃烧和产生氧化夹渣，铸造应在保护气氛下或在封闭系统内进行。保护气氛通常为二氧化硫气体(但要注意二氧化硫对设备的腐蚀性)。二氧化硫在流动液体表面形成致密的硫化镁薄膜，可防止结晶器内镁熔体的氧化。封闭熔铸也可采用氩气保护。铸造时进行电磁搅拌可得到细晶组织并能有效地减少热裂纹。一般情况下，合理选择结晶器高度、铸造速度以及适宜的冷却速度可避免坯锭开裂，特别在铸造扁坯锭时，应使断面均匀冷却。
镁合金的熔炼和铸造都必须注意安全。如熔炼时用潮湿熔剂，或铸造时熔融金属直接与水接触，都会引起爆炸。
轧制 通常用平辊轧制板材。一般用块片式生产,也可用成卷式生产。主要工序为：热轧、粗轧、中轧和精轧。厚板和中板 (6～21毫米)可采用热轧直接轧制成品；薄板（0.5～5毫米）常采用多次加热温轧工艺生产。除MB1和MB8镁锰合金外，坯锭在热轧前须进行均匀化处理，以保证组织均匀并消除铸造应力，从而提高工艺性能。轧前的坯锭加热应在循环通风电炉内进行。加热前需铣面，尤其要注意去除毛刺，以防止由毛刺引起燃烧。 热轧或温轧前必须预热轧辊，温轧薄板的轧辊常采用电感应方式预热。为清除轧辊表面氧化物，可向辊面喷射适量的润滑剂或水基乳液，以免沾污板材，影响板材表面光洁度。热轧板坯或卷料，须经清洗和化学处理清除表面氧化膜后，方可进行薄板轧制。薄板温轧温度应低于150℃。成卷式轧制时，不加润滑，一次轧成,加工率可达到30～60％。而块片式生产时，道次加工率一般小于30％，压下量过大会引起变形不均而影响表面质量。两次加热间的总加工率为30～80％。
板材的精整一般在低于退火温度50℃的条件下进行，采用平板加压法,压强为0.03～0.07kgf/mm2，可取得良好效果。对MB8镁锰合金,厚度大于4mm的板材，可在多辊矫直机上矫直,工作温度应高于100℃。为保证板材的表面质量，提高耐蚀性，成品板材需进行机械清刷和化学氧化处理。
挤压 挤压方法有正向挤压、反向挤压、润滑挤压和无润滑挤压，可生产各种断面的型材、棒材、管材和空心制品。
坯料的加热温度和时间必须严格控制。一般加热温度不超过450℃；加热时间要少于 3～4小时。坯料在加热过程中应避免同铝合金接触，特别要防止因局部过热而引起燃烧。挤压温度、速度和变形率都会显著影响制品的性能。挤压速度过快，会增大变形热效应，促进粗晶的形成，影响制品的力学性能。在较低的温度下挤压，可使制品获得较高的和均匀的力学性能。为减少各向异性，直接做结构材料的挤压制品，变形量不应小于90％，做锻件坯料的挤压变形量不应小于60％。挤压制品应采用加温矫直,残余变形量不应大于3％。小断面的挤压制品可直接通电加热，进行拉伸矫直。
锻造和模锻 变形温度、变形量、变形速度对工艺塑性的影响很明显。低强合金(MB1)和中强合金（MB2、MB8）具有较高的塑性，变形速度范围较宽。高强合金(MB15)的塑性随变形速度的提高而显著下降,一般用挤压棒材做坯料，以取得较好的工艺塑性。锻造前模具须预热，预热温度为150～300℃。
模锻一般在压力机上进行，分预模锻和终锻两步。预模锻为终锻提供锻坯,坯料的变形率为40%。终锻是使制品达到所要求的尺寸。为使制品加工硬化和获得细晶组织，一般在较低的温度进行终锻。模锻用锭子油（或矿物油）和石墨（或工艺黄蜡）的混合物作润滑剂。模锻制品可用喷丸法进行表面强化并提高表面光洁度。
热处理 有退火处理和人工时效处理（见脱溶）两种：①不可热处理强化的合金，最终热处理为退火。退火可使制品获得适宜的力学性能和减弱各向异性。镁合金的加工制品的晶粒大小对性能有明显影响。为防止晶粒粗化，一般退火温度为350～370℃，加热速度越快越好。加工硬化的镁合金在160～210℃之间进行低温退火，可提高合金的伸长率和耐蚀性。②可热处理强化的合金(如MB6、MB7、MB15等)制品的最终热处理为淬火加人工时效处理。MB15合金也可在热挤压后直接进行人工时效处理。淬火温度一般为370～420℃，淬火介质有空气和水(70～100℃)。在热水中淬火,制品的力学性能比在空气中淬火好。

⑧ 工业如何制取金属镁

你好，由于海水里面有大量的氯化镁(MgCl2),所以说一般通过电解氯化镁的方法制取镁单质。
第一步，将海水倒入沉淀槽中，加入过量的氢氧化钙与氯化镁发生化学反应，生成氢氧化镁沉淀和氯化钙。（MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2)，这一步的目的是为了得到较纯净的氢氧化镁。
第二步，将溶液蒸发，再加入过量的盐酸溶液，得到氯化镁和水
（Mg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2O)
第三步，使溶液蒸发，将氯化镁在熔融状态下电解，得到氯气与金属镁。（MgCl2=（等号上是电解，下是熔融）Mg+Cl2)同时，让氯气与氢气再点燃就可以生成氯化氢气体，通入水就可以实现重复利用。
这样做可能会产生氯化钙杂质。

⑨ 求钠,镁,铝,铁的特性,当然越全越好

镁
magnesium

一种化学元素 。化学符号Mg，原子序数12，原子量24.305，属周期系 ⅡA 族，为碱土金属的成员。1808年英国H.戴维电解汞和氧化镁的混合物，制得镁汞齐，蒸去汞，即得金属镁 ，并按氧化镁矿的产地希腊的 Magnesia 城来命名，称magnesium。1828年英国A.-A.-B.比西用金属钾还原熔融的无水氯化镁，得块状金属镁。1833年英国M.法拉第电解熔融氯化镁，得金属镁。1852年R.W.本生采用空心碳阴极，将镁收集在电极内，防止它与空气接触时燃烧。镁在地壳中的含量为2.5％，占第八位。重要矿物有白云石(MgCO3·CaCO3)、菱镁矿(MgCO3)、光卤石( KCl·MgCl2·6H2O )、橄榄石( Mg2SiO4)、蛇纹石｛Mg6[Si4O10](OH)8｝。海水提取氯化钠以后，剩下的卤水中含镁，可提取镁。

镁在二氧化碳中的燃烧

镁是银白色金属，熔点648.8℃ ，沸点1107℃，相对密度1.74，很轻，具有良好的延展性和切削加工、铸造、锻造性能，可加工成板、带、棒、条、管等。镁的化学性质活泼，放置在空气中，表面会形成一层氧化物薄膜，常温下对金属镁起保护作用，但加热至金属镁的熔点以上，保护膜便被破坏。在300℃时，镁在氮气中燃烧，生成氮化镁 。镁与冷水作用缓慢，作用后在表面形成一层难溶于水的氢氧化物，阻止金属进一步与水反应，金属镁与沸水或水蒸气都会发生反应，产生氢气。镁与氧的亲合力很强，能从很多含氧的化合物(如一氧化碳、一氧化氮)中夺取氧，生成氧化镁。镁不溶于碱，但能溶解在除氢氟酸和铬酸以外的无机酸。镁的最外电子层有两个价电子，氧化态为＋2 ，具有明显形成配位化合物倾向。
金属镁的生产方法为：①电解氯化镁、氯化钙、氯化钠混合物的熔融体，可得金属镁。② 硅热还原法 。将氧化镁、氧化钙与硅铁粉混合 ，压制成块 ，装入还原炉中，加热到2200℃，硅就将氧化镁还原成金属镁。粗镁一般用熔剂或六氟化硫精炼，纯度到达99.85％ ，真空蒸馏法可提纯至99.99％。由于纯镁的机械强度低，所以主要使用铝镁合金，它轻而有一定的强度 ，是重要的结构材料 ，用于飞机的机身 、机翼、发动机零件、轮架以及汽车、火车。镁用作球墨铸铁的球化剂、炼钢的脱硫剂，金属热还原法中的还原剂( 制备钛等难熔金属)。镁条和镁粉用于制造闪光灯、照明弹、焰火。

钠
sodium

一种化学元素。化学符号Na，原子序数11，原子量22.989768，属周期系ⅠA族，为碱金属的成员。钠的英文名称来源于拉丁文soda，含义是天然碱。古代就已经利用苏打（碳酸钠）做洗涤剂，盐（氯化钠）做调味品，硝石（硝酸钠）做肥料。但钠的化合物都特别稳定，尽管化学家用了很多还原剂（如碳等），也难以将金属钠还原出来。一直到1807年，英国H. 戴维才用电解氢氧化钠熔体的方法制得金属钠。钠在地壳中的含量为2.83％，占第六位。最重要的资源是海洋、盐湖和盐井中的氯化钠，含量极为丰富，矿物则有岩盐（氯化钠）、天然碱（碳酸钠）、硼砂（硼酸钠）、硝石（硝酸钠）、芒硝（硫酸钠）。
钠是银白色金属，很软，可用小刀切割。熔点97.81℃，沸点882.9℃，密度0.97克／厘米3（20℃)。钠的化学性质极活泼，与空气接触后就在表面形成碳酸盐和氧化物而失去光泽，所以钠要保存在煤油中。钠在有限量氧气中加热，生成氧化钠；在过量氧气中加热，生成过氧化钠；将金属钠溶于液氨中与氧气作用，生成超氧化钠，钠与臭氧作用，生成臭氧化钠。钠与水、冰或雪都会迅速反应，生成氢氧化钠和氢气，反应时放出的热量足以使金属钠熔化并着火。钠与氢气在200～350℃时作用，生成氢化钠。在室温下钠不与氮、溴、碘作用，与氯作用缓慢，但与氟剧烈反应。钠与氨作用，生成氨基钠，并放出氢气。钠与汞形成钠汞齐，是还原剂。钠的氧化态只有＋1，形成＋1价化合物。金属钠属于危险品，贮存和使用时都要注意安全，由钠引起的火灾，不能用水或泡沫灭火剂扑灭，而要用碳酸钠干粉。钠离子能使火焰呈黄色，可用焰色反应和火焰光度计检测。

金属钠

金属钠用电解法生产。早期使用的卡斯特纳法，电解氢氧化钠熔体的同时产生水，它与产物金属钠作用，又生成了氢氧化钠，使电解效率降低，因而逐渐被淘汰。现用的均为东斯法，用比氢氧化钠便宜的氯化钠为原料，但氯化钠的熔点太高（801℃），在此温度下，产生的氯气对电极和电解槽的腐蚀太强，因此采用电解氯化钠和氯化钙的混合物（熔融温度约600℃），石墨为阳极，铁为阴极 ，阳极产生氯气，阴极生成金属钠。如再 用真空蒸馏法提纯，可得纯度为99.95％的金属钠。
金属钠在生产内燃机用汽油的抗爆剂四乙铅方面用量很大，它可用铅钠合金与氯乙烷的反应制得。其他用来生产钠丁橡胶。在冶金工业中常用钠做还原剂，将一些难熔金属的卤化物还原为金属（如钛、锆、铪、钽等）。金属钠和钠钾合金可用作反应堆载热体。钠灯的光电转化率高，发光量大，广泛用于道路照明。

铁
iron

一种化学元素 。化学符号Fe ，原子序数26 ，原子量55.847 ，属周期系Ⅷ 族 。铁是最早被人类使用的金属之一，至少有5000多年历史。中国、埃及和印度是最早掌握炼铁技术的国家 ，早期的炼铁方法是块 炼 铁 ，后来改用竖炉炼铁。18世纪初英国A.达比用焦炭作为高炉炼铁的燃料，在炼铁发展史上占有重要的地位。1856年英国H.贝塞麦发明转炉炼钢法，使钢铁工业得到迅速发展。铁在地壳中的含量为5.6％，占第四位。铁可以游离状态存在于铁陨石中，其他均以氧化物、硫化物、碳酸盐等形式存在，铁的矿物一共有300多种，主要有赤铁矿（Fe2O3）、褐铁矿（nFe2O3·mH2O）、磁铁矿（ Fe3O4 ）、黄铁矿（ FeS2 ）、菱铁矿（FeCO3） 、针铁矿（Fe2O3·H2O）、钛铁矿（FeTiO3）。
铁是银白色有光泽的金属，但常见的金属铁往往是银灰色的，熔点1535℃，沸点2750℃，相对密度7.86，纯铁有良好的延展性，可锻造和拉长。铁有极强的磁性，磁化和去磁都很快。金属铁有生铁和熟铁之分 ，含碳 、硅 、磷 、硫、锰等杂质较多的铁称为生铁，是由高炉生产的，性脆，主要供铸造和炼钢。含碳量在0.1％以下的铁称为熟铁，可用生铁在反射炉中高温混炼和锻打制得。熟铁质软、韧性好，具有延展性。致密的金属铁不与干燥空气中的氧作用，但在潮湿空气中，铁便被氧化，加上空气中二氧化碳的作用，会在表面形成碱式碳酸铁，它不起保护作用，铁会进一步被氧化和腐蚀，这个过程称为生锈。500℃铁与氧气作用，生成四氧化三铁，温度更高时生成三氧化二铁。加热时铁与氯、硫、磷直接化合，但不与氮气作用 。铁与碳作用生成Fe3C。铁在570℃与水蒸气发生反应，生成四氧化三铁和氢气。铁容易与稀盐酸和稀硫酸作用，生成二价铁离子并放出氢气。铁与稀硝酸作用，在浓硝酸和冷的浓硫酸中被钝化。铁的氧化态为＋2、＋3、＋4、＋5、＋6，铁的化合物主要有亚铁和正铁两大类化合物，亚铁离子有还原性，在碱性溶液中容易被氧化为三价铁离子。铁容易形成配位化合物，例如亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]·3H2O，俗称黄血盐；铁氰化钾K3[Fe(CN)6]，俗称赤血盐。铁还可与一氧化碳形成配位化合物，称为羰基铁，如Fe（CO）5、Fe2（CO）9、Fe3（CO）12。铁与环戊二烯形成的化合物称为二茂铁，是一种具有夹心结构的金属有机化合物。

铁在氧中的燃烧

将铁矿石、焦炭和石灰石放在高炉中冶炼，便可得到生铁。由于铁和其他元素（如碳、硫、磷、硅等）结合得很牢固，因此很难在高炉中炼得纯铁。纯铁的冶炼方法有：①在加压下将铁粉和一氧化碳加热到180～200℃ ，可得到Fe（CO）5，在250℃分解为纯铁和一氧化碳。②在1000℃用氢气还原纯的三氧化二铁。③电解亚铁盐溶液。铁是现代工业最重要和应用最广的金属材料，生铁和钢的产量是一个国家工业发展程度的重要标志。铁合金的种类很多，如锰铁、镜铁、硅铁、铬铁、稀土铁合金等，它们具有强度高、硬度大、易于铸造成型和进行塑性加工的特点。它们还有良好的磁性，铁钴软磁合金用于航空发电机和电动机以及大功率脉冲变压器的铁芯，铁硅铝软磁合金用于生产磁头、磁粉和磁芯。

铝
aluminium

一种化学元素。化学符号Al，原子序数13，原子量26.981539，属周期系ⅢA族。1825年丹麦H.C.奥斯特用无水三氯化铝和钾汞齐作用，得铝汞齐，蒸去汞首次制得金属铝；1827年德国F.维勒用金属钾做还原剂，从无水氯化铝中还原出金属铝。此后，由于生产成本高，金属铝的价格一直很昂贵。1886年美国C.M.霍尔和法国P.L.T.埃鲁各自独立发明电解氧化铝和冰晶石的熔盐的方法，使铝的价格大降，成为可供实用的金属。
铝在地壳中的含量为8％，仅次于氧和硅。由于铝的化学性质活泼，在自然界不以金属状态存在，而以硅酸铝形式广泛分布于岩石、土壤和动、植物体内，矿物有铝土矿、刚玉、明矾、冰晶石。现代金属铝的制法都采用电解法，将纯化的氧化铝溶解在冰晶石中，以钢制电解槽的石墨衬里为阴极，石墨棒为阳极，在1000℃电解，于阳极得液态金属铝，纯度可达99.8％。
铝是银白色的轻金属，熔点660.37℃，沸点2467℃，相对密度2.702。纯铝较软，有良好的延展性、导电性和导热性。铝是活泼金属，在常温下和干燥的空气中，铝的表面形成厚度约50埃的致密氧化膜，使铝不会进一步被氧化，并能耐水的腐蚀。在冷的浓硫酸或浓硝酸中，铝的表面被氧化，形成钝化的氧化膜。铝能与卤素、硫、氮、磷、碳作用，与硅、铜、铁、锌、锡、镁、锰形成合金。铝是两性的，既能溶于酸，形成铝盐；也能溶于碱，生成铝酸盐。
铝的电子构型为（Ne）3s23p1，在化合物中通常表现为＋3价，如Al2O3、AlCl3、Al2（SO4)3；只有在高温下，才可能形成一价化合物，如AlCl。铝容易形成矾，被称为铝矾，如KAl（SO4）2·12H2O。
铝的导电率虽然只有铜的2／3，但铝的比重还不到铜的1／3，相同重量的铝的导电效率大于铜，因此铝大量用于制造电线、电缆、电器设备和电讯器材。铝合金的比重较钢铁小得多，被大量用于制造飞机、汽车、火箭、宇航飞行器的物件，还广泛用于制做门窗、房檐、百叶窗及装饰材料。铝还是冶金工业中的还原剂，将铝粉与Fe2O3（或Fe3O4）粉末按一定比例混合，用引燃剂点燃，反应产生高温，可达3000℃，使还原出来的铁熔化，以焊接钢轨等，此法也用于冶炼镍、铬、锰、钒等难熔金属。铝也用于制造精密仪器（如反射望远镜）的镜子，生产涂料和焰火。在日用品工业中大量制造炊具和餐具。

⑩ 中国稀土行业的发展历程

被称作“工业维生素”的稀土产业在我国的发展可追溯到1949年，当年国家有关部委组织北京地质研究所白云鄂博调查队对白云鄂博进行了大规模地质勘查与研究。随后于20世纪60年代我国才正式建成稀土生产线。我国稀土正式由实验室走向产业化。

截止目前，我国稀土产业的发展大致可分为四个阶段，目前正处在调整优化阶段。