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1、锶的应用及相关专业资料关于锶的资料锶是碱土金属中丰度最小的元素。主要的矿物有天青石和碳酸锶矿。可由电解熔融的氯化锶而制得。用于制造合金、光电管，以及分析化学、烟火等。质量数90的锶是一种放射性同位素，可作射线放射源，半衰期为25年。钡、锶、钙和镁同是碱土金属，也是地壳中含量较多的元素。银白色软金属。密度2.6克/厘米3。熔点769。沸点1384。化合价+2。第一电离能5.695电子伏特。化学性质活泼，于空气中加热时能燃烧；易与水和酸作用而放出氢；在到熔点时即燃烧而呈洋红色火焰。用途：用于制造合金、光电管，以及分析化学、烟火等。锶由于其很强的吸收X射线辐射功能和独特的物理化学性能，而被广泛应用于

2、电子、化工、冶金、军工、轻工、医药和光学等各个领域。钡和锶在地壳中的含量与钙、镁相比，还是较少的。再加上它们的化合物的实际应用不及钙和镁的化合物广泛。因此它们的化合物比钙和镁的化合物晚些被人们认识，只是戴维把钡和锶和钙、镁同时从化合物中电解分离出来。随着世界工业的不断发展，锶的使用领域也随之而逐步扩大和变化。19世纪末到本世纪初，人们用氢氧化锶于制糖业，以提纯甜菜糖浆；两次世界大战期间，锶化合物广泛用于生产烟火及信号弹；本世纪二三十年代，用碳酸锶作炼钢的脱硫剂，以除去硫、磷等有害杂质；50年代，在电解锌生产中，用碳酸锶提纯锌，其纯度可达99.99%；60年代末，碳酸锶广泛用作磁性材料；钛酸锶用

3、于电子计算机存储器，氯化锶用作火箭燃料；1968年发现碳酸锶屏蔽X射线的功能，并将其应用于彩色电视机荧屏玻璃，现需求量正在大幅度增长；锶在其他领域中也不断地扩大其应用范围。从此，锶碳酸盐和其他锶化合物(锶盐)作为重要的无机盐原料，受到人们普遍的关注与重视。 根据世界对锶需求的稳步增长及中国丰富的锶矿资源和良好的锶矿找矿前景，锶矿资源除满足中国国民经济发展过程中自身需求外，还可发展锶矿资源及其多种制品外向型矿业经济，参与国际竞争。因此，锶矿资源不但是世界上重要的战略性矿产资源，而且在中国国民经济中的地位与作用，也将日益上升、日趋重要。锶的种类：1、天青石(Celestite)，（Sr，Ba，Ca

4、）SO4天青石化学组成为SrO56.42，SO3 43.58。但由于天青石成分中常含有以类质同象形式存在的Ba和Ca，因此常可构成类质同象系列矿物钡天青石（Barytocelestine）和钙天青石(Calciocelestine)。天青石常呈厚板状或柱状，集合体呈粒状，偶见纤维状、结核状。天青石纯净晶体，为无色透明，通常呈白色、浅蓝色等，玻璃光泽，解理面呈珍珠变彩。硬度33.5，性脆，比重3.94.0。 2、碳酸锶矿(Strontianite)，SrCO3又称“ 锶矿菱锶矿”。化学组成为SrO 70.19，CO2 29.81。常含钙。合成实验表明，SrCO3和BaCO3间可形成完全的类质同象

5、系列，但自然界产出的碳酸锶矿含Ba仅2%3%，经常有钙置换锶，钙含量可达10.6%。矿物单晶体常呈针状、矛头状、双晶依(110)为双晶面，集合体呈块状或纤维状。碳酸锶矿通常为白色，有时因含杂质，而成灰、黄、白、浅绿或褐色等，玻璃光泽，断面呈油脂光泽，硬度3.5，性脆，比重3.76。碳酸锶矿常与天青石矿伴生，通常分布于天青石矿体地表淋滤带中，仅在个别具特定的地质、地貌条件下的天青石矿，在潜水面及其以上部分方可能形成具工业价值的碳酸锶矿体或矿床。 3、富锶文石(Strontianiferous)，(Ca，Sr)CO3属碳酸锶矿-文石(SrCO3-CaCO3)系列的成员矿物之一，产于中国内蒙古白云鄂

6、博铁铌稀土矿床的脉状含铌稀土白云碳酸盐岩中(梁有彬，1990)。伴生矿物有钙碳锶矿、钡白云石、重晶石等。电子探针分析结果表明；CaO20.58，SrO 43.34，BaO 1.75，MgO 0.14，FeO 0.09，Ce2O3 0.45%，CO2 36.12%（化学分析），总合102.47%。 4、硫磷铝锶石(Svanbergite)，(Sr，Ca)Al3(PO4)1.4(SO4)0.62(OH)5?H2O，属磷铝锶石(Goyazite)，SrAl3PO42（OH）5?H2O的变种，锶部分被钙代替，PO43-部分被SO42-取代。产于四川上泥盆统沙窝子组(D3S)底部什邡磷矿床中(王素肱，1

7、989；刘秀清等，1989)。属三方晶系，矿物呈粒状、板状、柱状，菱形六面体，构成具环带结构的浑圆豆粒状及扇形碎屑。单矿物化学成分为：Al2O3 33.01，CaO 3.81，SrO 16.81，P2O5 22.71，SO3 8.23，H2O+ 13.34，Fe2O3 0.90，MnO 0.02，MgO 0.48，Na2O 0.06，F0.53，TiO2 0.20，CO2 0.12，总计100.22%。 5、砷铝锶石(Arsenogoyazite)，SrAl3ASO42(OH)作为新矿物首次发现于德国(Walentaet al.，1984)，与磷铝锶石分别是As+P的两个端员矿物。中国首先发现

8、于新疆某地含金蚀变带的人工重砂中(张如柏等，1987)。共生矿物有磁铁矿、石榴子石、锆石、磷灰石等。矿物属三方晶系，为白色粒状集合体，粒径0.020.1mm，D3.65，H3.13.2。探针分析结果表明：SrO18.37，BaO 0.00，CaO 0.91，Al2O3 30.42，As2O5 39.07，Ce2O3 0.68，FeO 0.40，SiO2 0.10，SO3 0.51，H2O+ 9.58，总计100.04%。 6、钾锶矾(Kalistrontite)，K2Sr(SO4)2，首次发现于原苏联某地的盐层下部(Bopohba，1962)。在中国见于四川农乐的杂卤石岩、杂卤石质硬石膏岩、硬

9、石膏岩和绿豆岩中(莫珉，1987)。属三方晶系，一般呈梭状、纺锤状、柱状的自形晶，粒径0.12mm，星散分布于上述岩石中。矿物呈棕色、灰白色、白色，性脆，D3.34。矿石化学分析结果为：K2O24.48，SrO 22.60，SO3 45.31，CaO 4.89，MgO 1.01，BaO 0.14，Fe2O3 0.07，Cl 0.15，SiO2 1.60，H2O 0.17，不溶残余物0.35，合计100.77%。 7、锶磷钙铝矾(Strontiumwoodhouseite)，(Ca0.77Sr033Ba0.04)Al3(SO4)(PO4)(OH)6属菱磷铝锶矾(Svanbergite）与磷钙铝矾

10、族的中间过渡型矿物(秦淑英等，1984)。发现于安徽省某铁矿床中，与赤铁矿共生，呈脉状产于蚀变粗安岩中。矿物属三方晶系，白色，显微镜下呈无色透明微晶集合体。H4.5，D3.15。矿物化学分析结果为：Al2O3 33.47，CaO 9.11，SrO 7.78，BaO 1.28，P2O5 18.15，SO3 16.85，H2O+ 12.53，MgO 0.09，V2O5 0.28，REE0.23%。 8、钙碳锶铈矿(Calcianancylite)，TR1.02(Sr0.56Ca0.43Ba0.05)1.04(CO3)2(OH)属碳锶铈矿(Ancylite）的一个含钙较高的亚种。先后发现于山东某地与

11、霓辉正长岩有关的气成热液稀土矿床中(钱定福，1979)和四川某地泥盆纪地层的沉积磷矿床中(王濮等，1987)。矿物呈无色或 锶铁氧体粗粉淡黄色，他形或半自形细晶结合体。斜方晶系。D3.96，化学分析结果为：SrO16.00，BaO 2.43，CaO 6.72，TR2O3 47.73（La2O 20.38，Ce2O3 22.75，Pr6O11 1.39，Nd2O3 3.15，Sm2O3 0.07），MgO 0.10，MnO 0.03，SiO2 1.15，U3O8 0.005，K2O0.18，Na2O 0.21，CO2 23.55，H2O+ 2.52，合计100.66%。 9、锶碳铈钠矿(Stro

12、ntiumCarbocernaite)，(Ca0.42Sr0.21TR0.21Na0.18Ba0.02）CO31961年首次发现于原苏联科拉半岛。中国发现于山东某地的稀土矿床中，与钙碳锶铈矿共生。矿物属斜方晶系，白色中粗粒状，最大粒径达2 cm。化学分析结果为；TR2O3 26.51，CaO 18.09，SrO 16.10，BaO 1.93，Fe2O3 0.04，MnO 0.28，K2O 0.09，Na2O 4.06，CO2 33.01，H2O+ 3.77，H2O- 0.09，合计103.97%(样品混入少量方解石及2%3%的绿泥石、氧化铁等矿物)。但作为工业上提取锶的最主要矿物为天青石，仅少

13、数矿床利用碳酸锶矿。硫磷铝锶石及含锶地下卤水等，作为潜在的综合利用对象，同具一定的工业意义。锶矿：截至1996年底，我国共探明13个锶矿(天青石)矿区，保有天青石(SrSO4)储量3290.86万t，其中A+B+C级储量占15.7%，为516.80万t。此外尚有164.77万t表外储量。保有储量折算成金属锶为1513.80万t，其中A+B+C级为237.73万t。1985年，我国保有天青石储量只有472.16万t，10年来增长了近7倍。据美国矿业局Mineral Commodity Summaries,1997报道，世界锶储量为680万t，储量基础为1200万t。其中美国、墨西哥、土耳其、伊朗

14、、西班牙等国锶资源比较丰富，但是远不如中国。就是最丰富的美国锶的储量基础也只有136万t。由此可见，中国是世界上锶矿资源最为丰富的国家。中国已探明的13个锶矿床，分布在6个省。其中青海省储量最多，为1591.15万t，占全国总保有储量的48.4%。其次是陕西省，为504.17万t，占全国总保有储量的15.3%。第三位是湖北省，为474.93万t，占全国总保有储量的14.4%。此外尚有云南、四川和江苏省。我国锶矿储量中，伴生矿占的比重不小。据统计，1996年，伴生矿储量总计达1322.34万t，占全国总保有储量的40.2%。主要伴生锶矿床有湖北黄石市狮子立山、凤梨山铅锌锶矿；云南金顶铅锌矿及金顶

15、铅锌矿架崖山矿段和跑马山矿段，陕西洛南县黄龙铺钼矿。我国单一锶矿矿石品位都低于60%(表3.21.2)，富矿石较少。中低品位矿石构成了锶矿的主体。伴生锶矿矿石品位更低，云南金顶铅锌矿平均含SrSO4只有8%左右，陕西洛南县黄龙铺钼矿的SrSO4含量更低，只有4%左右。我国锶资源开发利用现状与前景 1 锶及其化合物的物化性能及应用1.1 锶及其化合物的物化性能锶，原子序数38，原子量87.62。元素名来源于它的发现地的地名。1790年克劳福德在苏格兰斯特朗丁的铅矿中第一次识别了自然界存在的碳酸锶；1792年霍普证实并分离了钡、锶、钙的化合物并把锶命名为Strontian；1808年戴维利用汞阴极

16、电解氢氧化锶，第一次得到纯的金属锶。锶在地壳中的含量为0.04%，主要矿石为天青石和菱锶矿，锶也在动，植物中与钙共存。锶有四个天然同位素。锶是一种活泼金属，熔点769，沸点1384，密度2.6g/cm。锶能与水直接反应，与酸猛烈反应；锶与卤素、氧和硫都能迅速反应；锶在空气中会很快生成保护性氧化膜；锶在空气中加热会燃烧；在一定条件下可与氮、碳、氢直接化合；由于锶很活泼，应保存在煤油中。锶的挥发性盐在火焰中呈现红色，可用作焰火、照明灯和曳光弹的材料；放射性锶90可治疗骨癌。1.2 锶化合物的主要用途和市场需求由于锶及其化合物具有独特的物理化学性能，具有较强的吸收X射线辐射的功能，在电子、建材、冶金

17、、化工、轻工、医药等领域有广泛的用途。锶的物理化学性质近似于钙，放射性同位素锶90产生于核辐射尘中，可用于现代发电厂。碳酸锶的主要用途是：1)生产彩电显像管和荧光屏玻璃碳酸锶主要用于生产彩色电视机的玻壳，每支玻壳中碳酸锶的用量为1-1.3kg。美国用于生产彩电和显示器玻壳占碳酸锶消费量的75%。日本年需要量大于4.5万t。2)制造硬磁铁氧体制备硬磁铁氧体是碳酸锶的一个重要的应用领域。硬磁锶铁氧体已应用于汽车、电机、磁选机、扬声器、电磁门等领域，并占据有利地位。美国用于制备硬磁铁氧体的碳酸锶占总消费量的9%。日本年用量8000t，美国年用量1000t。3)生产烟火和信号弹在制造烟火和信号弹中，锶

18、盐可以显示出耀眼的鲜红色。在烟火和信号弹的制造中碳酸锶的消费量约为9%，市场前景看好。4)其他在制造特种玻璃、陶瓷；釉面砖和搪瓷中，加入锶可使熔融性能、粘度和结晶条件得到改善，机械强度得到提高，耐腐蚀性能变好。随着人们认识上的提高，用量逐步增加。美国年用量几百吨。锶硅铁对稀土镁球墨铸铁有良好的孕育作用，可获得高效能球墨铸铁，对铸铁中的石墨有良好的蠕化合球化作用。钢铁中加入锶硅铁合金时，对钢有良好的脱氧、脱硫作用，还用于不锈钢脱磷，结构钢去锡。我国每年炼钢、炼铁、生产铝需锶中间合金3万t以上。在电解锌的生产中，每生产11电解锌，要用碳酸锶0.2-2.0kg。我国年产电解锌几十万吨，每年用量数百吨

19、。其他锶盐的用途包括：铬酸锶作为防腐料应用在油漆中，特别是线材包皮和铝合金，这种涂料具有较高的热稳定性，适于飞行器表面涂层。氯化锶可生产脱敏牙膏，在英国很畅销，占牙膏总销量的10%。钛酸锶作为高介材料用于电子计算机存储器的电容器，氟化锶用于制造电子仪器上的大型晶体，未来需求量很大。氧化锶用于火箭燃料，还可做干燥剂。天青石还用于生产电焊条等。锶化合物的不可替代性：虽然在某些应用方面，锶化合物可以用其它材料替代，但这种替代将在产品的性能和价格方面产生不良的影响。例如，在生产彩色电视机的显像管玻璃中用钡替代锶，需要更加复杂的电路设计议减小电视机的运行电压，这样才能消除有害的次级X射线产生。用钡替代锶

20、生产的硬磁铁氧体，其最大能量和温度特性将降低。在烟火制造中，锶是不可替代的，因为只有锶及其化合物能产生明亮的红色。 2 锶资源概况2.1 锶在自然界的存在状态锶是自然界中广泛分布的微量元素。由于锶的化学活泼性很强的碱土金属元素，它在自然界中不可能以单质的形式存在，而是以难溶盐的形式形成各种锶矿物。迄今，世界上已发现的锶矿物约46种。而我国产出的锶矿物也已达9种之多，它们分别是天青石Celestite，(Sr，Ba，Ca)(SO4)、碳酸锶矿(Strontianite，SrCO3)、富锶文石Strontiniferous，(Ca，Sr)(CO3)、硫磷铝锶石(Svanbergite，(Sr，Ca

21、)Al3(PO4)1.4(SO4)0.62(OH)5H2O)、砷铝锶石Arsenogoyazite，SrAl3(AsO4)2(OH)、钾锶矾Kalistrontite，K2Sr(SO4)2、锶磷钙铝矾(Strontium woodhouseite，(Ca0.77Sr0.33Ba0.04)Al3(SO4)(PO4)(OH)6、钙碳锶铈矿(Calcian ancylite，TR1.02(Sr0.56Ca0.33Ba0.05)1.04(CO3)2(OH)、锶碳铈钠矿(Strontium Carbocernaite，(Ca0.42Sr0.21TR0.21Na0.18Ba0.02)(CO3)。但作为工业

22、上提取锶的最主要矿物为天青石，仅少数矿床利用碳酸锶矿，所以，锶资源通常就是指天青石矿产资源。硫磷铝锶石及含锶地下卤水等，是锶的潜在矿产资源，作为潜在的综合利用对象，也同具一定的工业意义。2.2 我国锶资源的分布和储量中国是世界上锶矿资源最为丰富的国家。美国、墨西哥、土耳其、伊朗、西班牙等国锶资源比较丰富，但是远不如中国。根据中国矿业网的资料，我国已探明的13个锶矿床，分布在6个省。其中青海省储量最多，为1591.15万t，占全国总保有储量的48.4%。其次是陕西省，为504.17万t，占全国总保有储量的15.3%。第三位是湖北省，为474.93万t，占全国总保有储量的14.4%。此外尚有云南、

23、四川和江苏省(表1)。保有天青石(SrSO4)储量3290.86万t，其中A+B+C级储量占15.7%，为516，80万t。此外尚有164.77万t表外储量。保有储量折算成金属锶为1513.80万t，其中A+B+C级为237.73万t。我国的锶资源主要分布在四个地区：1)柴达木盆地西北部地区青海柴达木盆地的大风山、尖顶山、清明山、碱山、油砂山等地都发现有锶矿矿床，其中大风山锶矿床最大，储犟约为2000万t其次是尖顶山矿区，锶矿储量约300万t。其中C级以上424.4万t，上表锶储量占全国保有储量的47.63%。锶矿主要是天青石矿，已发现有少量的菱锶矿，但矿层达不到可开采的厚度。原生矿的平均品位

24、为33%，次生矿品位为55%；脉石矿物主要有含碳质泥岩、白云岩、石膏、石盐等；埋藏浅、剥采比在1：1.8到1：3之间。大风山、尖顶山一带，地势平坦，交通方便，是很有发展前景的特大型矿床。 2)重庆市 重庆市的锶资源主要分布在合川、铜梁、大足县。重庆市的锶矿晶位高，平均品位在50%，高品位矿石可达到70%，80%，BaSO4(重晶石)2%-6%，最高14%，。锶矿矿石以条纹、条带状及块状为主，少量脉状、网脉状、团块状及角砾状等。矿石矿物以天青石为主，部分矿区近地表以菱锶矿为主。脉石矿物方解石最多，少量重晶石、白云石、硬石膏等，偶见萤石。矿石易选。这三地的锶储量200多万t，最近在王家坪等地发现了

25、硫磷铝锶矿，储量约400万t，合计重庆市的锶资源储量约600万t。 表1 我国已探明的锶矿床矿区名称规模保有储量累计探明储量品位(SrSO4%)利用情况江苏溧水县爱景山锶矿大104.79120.7048.34已采四川合川于沟锶矿大33.9138.2346.22已采四川铜梁玉峡锶矿大200.41212.8859.35已采四川大足兴隆黄泥堡锶矿大24.1524.1554.68未采湖北黄石市狮子立山凤梨山铅锌锶矿大474.93474.3942.03未采云南兰坪金顶铅锌矿大169.44171.288.43未采云南兰坪金顶铅锌矿架崖山矿段大43.7851.724.05 未采云南兰坪金顶铅锌矿跑马坪矿段大

26、130.02130.028.56 未采云南兰坪河西锶矿中14.0714.0753.70未采陕西洛南县黄龙铺钼矿大504.17504.174.46未采青海花土沟镇尖顶山锶矿大174.61 174.6133.49未采青海花土沟镇大风山锶矿特大1403.011403.0133.36已采青海花土沟镇大风山锶矿矿区中13.5215.2935.04已采3)云南兰坪云南锶矿主要为铅锌矿的伴生矿，仅有少量的单一锶矿。云南的锶资源储量约300万t。 4)江苏锶矿江苏锶矿主要分布在南京市溧水县爱景山一带，由于长期的开采，目前已经没有可采的锶矿。5)新疆锶矿新疆也发现有少量锶矿，并有私人开采。新疆的锶矿位于陡峭山坡

27、上，开采条件较差。3 我国锶资源开发利用的现状3.1 锶矿生产据美国矿业局Mineral Commodity Summaries，2005报道，我国的锶矿产量已跃居世界首位，产量达15万t。世界上主要的天青石生产国还有有墨西哥、西班牙、伊朗、土耳其、阿尔及利亚、阿根廷、加拿大。2003年和2004年世界锶矿的生产情况如表2。锶的主要消费国是美国、日本，其次是德国、东欧诸国、韩国。20世纪70年代以前，世界锶矿石产量较少。自1969年开拓了应用于彩色显像管玻璃生产之后，矿石产量急剧增长，自1968-1995年间，天青石产量几乎增长了10倍左右。我国自1972年生产锶(天青石)矿石，江苏南京锶矿和

28、四川合川化工厂天青石矿(以下简称合川锶矿)为国内仅有的两个国营锶矿生产企业，分别具有采矿2万t/a、1万t/a和选矿1万t/a、5000t/a生产能力。1985年以后，我国乡镇、个体采矿者进入锶矿开发领域，生产矿山遍及四川、江苏、青海、湖北等省的锶矿产地(至少有7处)。乡镇、个体矿山尚未列入国家计划，产量难以确切统计。目前，我国锶矿生产企业主要有重庆天青锶化股份有限公司、重庆市大足天青石矿业公司和青海山川矿业发展股份有限公司。重庆天青锶化股份有限公司是1998年由国有企业改制组建的国有控股的综合性化工企业，年开采天青石矿近20万t，年创税利约2000万元。公司下辖年生产能力1万t的碳酸锶造粒厂

29、。重庆市大足天青石矿业公司拥有古龙区天青石、菱锶矿的专属开采经营权，可开采量达到600余万t，年生产销售天青石25万t以上，年产值及销售收入达8000-10000万元，年创利润3800万元。表2 世界锶矿生产情况国家美国阿根廷中国伊朗墨西哥摩洛哥锶矿产量/t20033320100000200012700027002004330015000020001300003000国家巴基斯坦西班牙塔吉克斯坦土耳其世界总产量锶矿产量/t20032000160000700004700002004200015000070000510000青海山川矿业发展股份有限公司拥有大风山、四个矿区的约2000万t的天青石矿

30、的采矿权，现在正在号矿区开采天青石矿，年产锶矿约30万t。此外，该公司在大风山建设了年产12万t天青石精矿的选矿厂。3.2 锶化工我国从20世纪50年代开始生产碳酸锶，但由于受应用的限制，发展并不迅速。到20世纪70年代以后，由于碳酸锶被大量用于彩色显像管玻壳和磁性材料等行业，才使发展开始加快，到80年代才初具规模，直到20世纪90年代才获得了迅猛的发展。目前世界碳酸锶年总生产能力约40万t。近年来，我国碳酸锶行业得到迅速发展。据统计，我国已有9个省份的20多家企业从事碳酸锶生产，年生产能力达25.9万t，产量约占世界产量的一半以上。出口量也逐年增加，目前我国碳酸锶的出口量占生产量的40%，主

31、要向亚、欧、美洲等国家和地区出口。碳酸锶已成为我国重要的出口创汇产品之一。我国锶化工主要集中在锶资源丰富的重庆市，现有大小碳酸锶生产企业十几家，碳酸锶产量约20万t，主要生产企业有红星化工集团下属的重庆大足红碟锶业有限公司，年产能力5.4万t(粉状碳酸锶2万t，粒状碳酸锶3.4万t)；重庆铜梁红碟锶业有限公司，年产能力3.6万t(粉状碳酸锶2万t，粒状碳酸锶1.6万t。采用的碳还原法(即“干法”)工艺较为完善，代表着我国目前的“干法”技术水平。该集团由于生产规模大，加上附近有得天独厚的天青石矿资源，所以几年来经济效益十分显著。河北辛集化工集团是我国一个大型的从事化工产品生产的企业，也是我国从事锶化合物生产的主要企业之一。河北辛集化工集团有限责任公司，依靠国外的锶矿石碳酸锶的年产能力3万t(粉状碳酸锶1万t，粒状碳酸锶2万t)；河北辛集化工集团重庆中昊集龙锶业有限责任公司，开发我国重庆的锶资源，碳酸锶的年产能力2万t(粉状碳酸锶)；该公司还在筹建年产1万t高纯硝酸锶的项目，主要利用