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什么是黑色金属和有色金属？

首先，黑色金属

它指的是铁和碳的合金。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。而铁和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。

黑色金属包括铁(Fe)、锰(Mn)和铬(Cr)及其合金。

1.生铁:指高炉冶炼铁矿石制成的产品，主要用于炼钢和铸造。

2.铸铁:将铸造生铁在熔铁炉中熔化，得到铸铁(碳含量大于2.11%的液态铁碳合金)，将液态铸铁铸成铸件，称为铸铁件。

3.铁合金:是由铁、硅、锰、铬、钛等元素组成的合金。铁合金是炼钢的原料之一，炼钢时用作钢的脱氧剂和合金元素添加剂。

4.钢:碳含量低于2.11%的铁碳合金称为钢。将炼钢用生铁放入炼钢炉中，按照一定的工艺熔化，得到钢。我们的产品是钢锭，连铸钢坯和直接铸造各种铸钢件。一般来说，钢材是指轧制成各种钢材的钢材。

二、有色金属

到目前为止，自然界中已经发现了86种金属元素，除了前面提到的铁、锰、铬三种黑色金属外，还有83种金属被称为有色金属。

有色金属的分类在各国并不完全统一。根据其在地壳中的密度、价格、储量和分布，以及被人们发现和利用的时间，大致分为五类:轻有色金属、重有色金属、贵金属、稀有金属和半金属。

(1)轻有色金属

轻有色金属一般指密度在4.5以下的有色金属，包括铝(Al)、镁(Mg)、钠(Na)、钾(K)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)。这些金属的共同特点是:密度为0.53 ~ 4.5，化学活性高，与氧、硫、碳、卤素的化合物相当稳定。因此，这些金属大部分是通过熔盐电解和金属热还原提取的。

在自然界中，轻铝占贝壳重量的8%(铁占5%)。随着现代铝冶炼技术的发展和铝在国民经济各个部门的广泛应用，铝已成为有色金属中产量最高的金属。

(2)重有色金属

重有色金属一般指密度在4.5以上的有色金属，包括铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)、锌(Zn)、钴(Co)、锡(Sn)、锑(Sb)、汞(Hg)、镉(Cd)、铋(Bi)。

根据其特点，每种重有色金属在国民经济的各个部门都有其特殊的应用范围和用途。比如铜是军事和电器设备的基础材料；在铅化学工业中广泛用于制造耐酸管道和电池。镀锌钢广泛应用于工业和生活中；镍和钴是制造高温合金和不锈钢的合金元素。

有色金属的生产一般分为火法冶金和湿法冶金。

(三)贵金属

这些金属包括金(Au)、银(Ag)和铂(Pt)族元素[铂(Pt)、铱(Ir)、锇(Os)、钌(Ru)、钯(Pd)和铑(Rh)]。由于它们对氧和其他试剂的稳定性，以及在地壳中的含量较低，很难开采和提取，所以比普通金属贵，故名贵金属。

除了金、银和铂有单独的矿物外，这些金属大多从铜、铅、锌和镍冶炼厂的副产品(阳极泥)中回收。

它们的特点是密度高(0.4 ~ 22.4)，其中铂、铱和锇是最重的金属。熔点高(916 ~ 3000℃)；化学性质稳定，耐酸碱，不易腐蚀(银和钯除外)。此外，金和银具有较高的延展性和可塑性，钯和铂也具有良好的可塑性，其他为脆性金属。金属一般具有良好的导电性和导热性，但铂族元素非常低。

在西方发达国家，甚至在一些发展中的中国国家，金银一直被用作货币储备或作为装饰品。在贵金属行业，广泛应用于电气、电子、航空航天空行业，以及高温仪器和接触剂。贵金属在工业尤其是原子能工业中的应用越来越广泛。

(4)稀有金属

稀有金属通常是指那些性质稀有、分散或难以从原料中提取的金属。以下金属通常被认为是稀有金属:锂、铷、铯、铍、钨、钼、钽、铌、钛、锆、铬、钒、铼、镓、铟、铊、锗、钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷和钕。

稀有金属的制备比较复杂，一般不能直接从矿石中冶炼成金属，要经过制备化合物的中间阶段。即某些金属制成后，要加工成超纯金属，以满足工业要求。稀有金属通常用于黑色和有色金属工业，以制造特殊钢、超硬合金和耐高温合金。它在原子能工业、化学工业、电气工业、电子管、半导体、超音速飞机和火箭技术中占有重要地位，因此稀有金属的应用被视为科学技术迅速发展的因素之一。稀有金属的名称也有一定的相对性。并非所有稀有金属都很稀有。许多稀有金属在地壳中的体积比普通金属大得多，如锆、钒、锂和铍，它们比铅、锌、汞和锡都大。

为了便于研究，将各种稀有金属按照一些共同点(如金属的物理化学性质、原料的共生关系、生产工艺等)分为:稀有轻金属、稀有高熔点金属、稀有分散金属、稀土金属和稀有放射性金属。).

1.稀有轻金属

稀有金属包括以下五种金属:锂(Li)、铍(Be)、铷(Rb)、铯(Cs)和钛(Ti)。它们的共同特点是密度低(锂-0.53；铍-1.85；铷-1.55；铯-1.87；钛-4.5)，化学活性强。这些金属的氧化物和氯化物化学稳定性高，难以还原，所以通常用熔盐电解法生产。

2.稀有和高熔点金属

稀有熔点金属包括以下八种金属:钨(W)、钼(Mo)、钽(Ta)、铌(Nb)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)和铼(Rt)。它们的共同点是熔点高，从1830℃(锆)到3400℃(钨)，硬度高，耐腐蚀性强，能与一些非金属，如碳化物、氮化物、硅化物和硼化物形成非常坚硬和难熔的稳定化合物。这些化合物是生产硬质合金的重要材料。这些金属的熔点很高。当化合物被还原时，得到金属粉末或海绵体，然后用粉末冶金或电弧熔炼制成致密合金。

3.稀有分散金属

稀有金属又称稀有金属，包括以下四种金属:镓(Ga)、铟(In)、铊(Te)和锗(Ge)。除了铊，都是半导体材料。大多数稀有金属在自然界中没有单个矿物，有的甚至有单个矿物，但产量很少，没有工业价值。它们分散在地壳中，所以都是从各种冶金或化工厂的废料中提取出来的。比如电解铜厂的阳极泥，冶炼铅锌铝的炉渣粉尘，热电厂的灰渣，硫酸厂的废渣，都是提取这类金属的原料。

4.稀土金属

18世纪只能得到碱土外观的稀土氧化物(如氧化钙)，因此命名为“稀土”，沿用至今。这些金属具有相同的原子结构，但它们的物理和化学性质相似。在矿石中，它们总是相互联系的。在提取过程中，它们需要复杂的操作才能被逐一分离。它通常首先作为氧化物或其他化合物的混合物沉淀，然后通过物理和化学方法分离。

稀土元素包括镧系元素、钪和钇，性质与镧系元素相似，共17种。再者，稀土金属可分为轻稀土元素和重稀土元素两大类。

(1)轻稀土元素

共有7种元素，包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(EN)；

(2)重稀土元素

共有10种元素，包括钆(Gd)、铥(Tb)、镝(dy)、钬(ho)、铒(er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。

5.稀有放射性金属

属于这一类的元素有两种，即天然放射性元素和人工超铀元素。

(1)天然放射性元素

有七个。它们是:钋(Po)、镭(Ra)、锕(Ac)、钍(Th)、镨(Pa)和铀(U)；

(2)人造超铀元素

有十三个。它们是:钫、锝、镎、钚、镅、锔、铥和锎。

天然放射性元素常共存于矿石中。它们通常与稀土矿物有关。这种金属在原子能工业中起着极其重要的作用。

(5)半金属

半金属一般指硅(Si)、硒(Se)、碲(Te)、砷(As)和硼(B)。它的物理化学性质介于金属和非金属之间。比如砷是非金属，但是可以导热导电。这些金属根据各自的特性有不同的用途。硅是主要的半导体材料之一；高纯碲、硒、砷是制造化合物半导体的原料。是硼合金等的添加元素。

又称有色金属，是指黑色金属以外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝、黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。此外，铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等。也用于工业。这些金属主要作为合金添加剂来改善金属的性能，其中有钨、钛、钼等。主要用于生产切削工具的硬质合金。这些有色金属被称为工业金属，此外还有贵金属:铂、金、银和其他稀有金属，包括放射性铀和镭。

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