目前全世界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有103種天然元素中,凡具有杰出導(dǎo)電、導(dǎo)熱和可煅性的天然元素稱金屬,如鐵、銅、鋁、鈦、鎂等。一般把金屬分為黑色金屬和有色金屬兩大類。黑色金屬包含鐵、鉻、錳和它們的合金。除鐵、鉻、錳以外的83種金屬(包含13種人工超鈾元素)都叫有色金屬。
為了研討便利,依據(jù)有色金屬的性質(zhì)、礦石特性、用處和使用時間遲早的不同分為5大類。
一、輕有色金屬
包含鋁(Al)、鎂(Mg)、鈉(Na)、鉀(K)、鈣(Ca)、和鋇(Ba)7種。這類金屬的一起特點是:密度小(0.53-4.5),化學(xué)活性大,與氧、硫、碳和鹵素的化合物都適當(dāng)安穩(wěn)。
二、重有色金屬
包含銅(Cu)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、鎳(Ni)、鈷(Co)、錫(Sn)、銻(Sb)、鎘(Cd)、鉍(Bi)10種。其特點是密度大,如鉛為11.34.每一種重有色金屬依據(jù)其特性,在國民經(jīng)濟(jì)各部門中都具有其特別的使用規(guī)模和用處。例如,銅是軍工及電氣設(shè)備的根本資料;鉛在化工方面制耐酸管道、蓄電池等有著廣泛使用;鍍鋅的鋼材廣泛使用于工業(yè)和日子方面;而鎳和鈷則是擬定高溫合金與不銹鋼的重要合金元素。
三、貴金屬
金(Au)、銀(Ag)和鉑族元素[鉑(Pt)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(lr)、釕(Ru)]稱為貴金屬。這類金屬因為對氧及其他試劑的安穩(wěn)性,且在地殼中含量少,挖掘和提取比較困難,故價格比一般金屬貴。這類金屬除金銀鉑有獨自的礦藏,能夠從礦石中出產(chǎn)一部格外,大部分要從銅、鉛、鋅、鎳等鍛煉廠的副產(chǎn)品(陽極泥)中收回。它們的特點是密度大(10.4-22.4)其間鉑、銥、鋨是金屬元素中最重的金屬。熔點高(916-3000℃);化學(xué)性質(zhì)安穩(wěn),能反抗酸堿的腐蝕。別的,金和銀具有高度的可煅性和可塑性,鈀和鉑也有杰出的可塑性,其他均為脆性金屬。金銀有杰出的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,鉑族元素卻很低。貴金屬廣泛使用于電氣、電子工業(yè)、空間技術(shù)以及高溫外表和觸摸劑等。
四、半金屬
一般是指硅(Si)、硒(Se)碲(Te)、砷(As)、硼(B)、這五種元素,工業(yè)上將其歸類于有色金屬宗族。這類金屬的物理化學(xué)性質(zhì)介于金屬和非金屬之間,如砷對錯金屬,但又能導(dǎo)電傳熱。此類金屬依據(jù)各自的特性有不同的用處。如硅是半導(dǎo)體首要資料之一,砷、碲、硒是制作化合物半導(dǎo)體的質(zhì)料,硼是重要的合金元素。
五、稀有金屬
這類金屬的特點是發(fā)現(xiàn)較晚,提取困難,工業(yè)上使用也較晚。因為數(shù)量較多,為了研討上的便利,按其性質(zhì)、提取辦法和在地殼中存在的特征,又將其分為5類:
(一)輕稀有金屬(包含鋰、鈹、鈦等),其特點是密度小,如鋰為0.534,化學(xué)活性很強。這類金屬的氧化物和氯化物都具有很高的化學(xué)安穩(wěn)性,很難復(fù)原,常用熔鹽電解法出產(chǎn)。
(二)稀有高熔點金屬(亦稱稀有難熔金屬),包含8種金屬:鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、錸(Re),其特點是熔點高,如鎢的熔點為3410℃;硬度大,抗蝕性強,可與一些非金屬生成十分硬的難熔的安穩(wěn)化合物。如碳化物、氮化物、硅化物和硼化物。這些化合物是出產(chǎn)硬質(zhì)合金的重要資料。
(三)稀有渙散金屬(亦稱稀散金屬),包含鎵(Ca)、銦(In)、鍺(Ce),其特點是這類金屬在地殼中很渙散,常伴生在其他礦床中,但其產(chǎn)值很少,沒有工業(yè)價值,一般都是從冶金工廠或化工廠的廢料中提取的。如電解銅的陽極泥、鍛煉鉛鋅和鋁的爐渣及煙塵等。
(四)稀土金屬,包含鈧(Sc)、釔(Y)及鑭(La)系元素,共17個:鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)。從鑭到銪,為輕稀土;從釓到镥含鈧、釔為重稀土。18世紀(jì)時,只能取得外觀似堿土(如氧化鈣)的稀土氧化物,故起名"稀土",并沿用至今。這些金屬的原子結(jié)構(gòu)相同,因此化學(xué)性質(zhì)很近似。在礦石中它們總是伴生在一起,在提取過程中,需經(jīng)冗雜作業(yè)才干逐一提煉分離出來。
(五)稀有放射性金屬,有6種天然放射性元素:天然放射性元素釙(Po)、鐳(Ra)、錒(Ac)、釷(Th)、鏷(Pa)和鈾(U)及13種人工超鈾元素鈁(Pr)、锝(Tc)、镎(Np)、钚(Pu)、镅(Am)、鋦(Cm)、锫(Bk)、锎(Cf)、锿(Es)、鐨(Fm)、鍆(Md)、锘(No)和鐒(Lw)。天然放射性元素在礦石中往往是一起存在的,它們常常與稀土金屬礦伴生。這類金屬在原子能工業(yè)方面起著及其重要的效果。