一、金屬銻——銻在地殼中的含量為0.0001%

銻，呈現(xiàn)銀白色有光澤硬而脆的金屬。有鱗片狀晶體結構。在潮濕空氣中逐漸失去光澤，強熱則燃燒成白色銻的氧化物。易溶于王水，溶于濃硫酸。相對密度6.68。熔點630℃。沸點1635℃(1440℃)。有毒，最小致死量(大鼠，腹腔)100mg/kg。有刺激性。值得一提的是，世界衛(wèi)生組織規(guī)定，對水中銻含量和日攝入量應小于0.86微克/千克每日。日本限定寶特瓶中的銻含量應小于200ppm，對熱灌裝用的飲料，則禁用含銻的寶特瓶。歐盟則規(guī)定，食品中的銻含量應小于20ppb，環(huán)保級PET纖維中的銻含量不得大于260ppm。

銻是一種有毒的化學元素，元素符號為Sb，原子序數(shù)為51。它是一種有金屬光澤的類金屬，在自然界中主要存在于硫化物礦物輝銻礦(Sb2S3)中。已知銻化合物在古代就用作化妝品，金屬銻在古代也有記載，但那時卻被誤認為是鉛。約17世紀時，人類知道了銻是一種化學元素。

中國已成為世界上最大的銻及其化合物生產(chǎn)國，而其中大部分又都產(chǎn)自湖南省冷水江市的錫礦山。銻的工業(yè)制法是先焙燒，再用碳在高溫下還原，或者是直接用金屬鐵還原輝銻礦。

銻的作用非常明顯，比如鉛酸電池中所用的鉛銻合金板。銻與鉛和錫制成合金可用來提升焊接材料、子彈及軸承的性能。銻化合物是用途廣泛的含氯及含溴阻燃劑的重要添加劑，銻在新興的微電子技術中也有廣泛用途，比如AMD顯卡制造。

銻是氮族元素(15族)，電負性為2.05。根據(jù)元素周期律，它的電負性比錫和鉍大，比碲和砷小銻在室溫下的空氣中是穩(wěn)定的，但加熱時能與氧氣反應生成三氧化二銻。

銻是一種帶有銀色光澤的灰色金屬，其莫氏硬度為3。因此，純銻不能用于制造硬的物件。比如貴州省曾在1931年發(fā)行銻制的硬幣，但因為銻很容易磨損，在流通過程損失嚴重。銻在一般條件下不與酸反應。

重要生產(chǎn)國：據(jù)英國地質調查局早在2005年的報告，中國是世界上銻產(chǎn)量最大的國家，占了全球的84%，遠遠超出南非、玻利維亞和塔吉克斯坦。尤其是湖南省冷水江市的錫礦山是世界最大銻礦，當時估計儲量為210萬噸。而根據(jù)美國地質調查局的報告（2010），中國生產(chǎn)的銻占全球的88.9%

錸是一個真正稀有元素。它在地殼中的含量比所有的稀土元素都小，僅僅大于鏷和鐳這些元素。再加上它不形成固定的礦物，通常與其他金屬伴生。就使它成為存在于自然界中被人們發(fā)現(xiàn)的最后一個元素。錸，作為錳副族中的一個成員，早在門捷列夫建立元素周期系之時，就曾預言它的存在，把它稱為dwi-manganese(次錳)，而把這個族中的另一個當時也沒有發(fā)現(xiàn)的成員稱為eka-manganese(類錳)。后來莫斯萊確定了這兩個元素的原子序數(shù)分別是75和43。由于某個未知元素往往可以從和它性質相似的元素的礦物中尋找到，因此，科學家們一直致力于從錳礦、鉑礦以及鈮鐵礦(鉭和鈮的礦物)中尋找這兩個元素。直到1925年才由德國的諾達克、塔克和貝格利用X光譜從大量的礦物和巖石的濃縮產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)命名75號元素為rhenium，元素符號定為Re。

在自然界中，錸分布在輝鉬礦、稀土礦和鈮鉭礦中，含量都很低。在輝鉬礦中可能以二硫化錸ReS2或七硫化二錸Re2S7形式存在，含量略高些。錸有兩種天然同位素:Re-185穩(wěn)定，Re-187 有放射性。

錸能夠同時提高鎢、鉬、鉻的強度和塑性，這種現(xiàn)象稱為"錸效應".添加少量(3%~5%)的錸能夠使鎢的再結晶起始溫度升高300℃~500℃---錸(Re)的上述作用被稱為錸效應W-Re和Mo-Re合金具有良好的高溫強度和塑性，可加工成板、片、線、絲、棒，用于航天、航空的高溫結構件(噴口、噴管、防熱屏等)、彈性元件及電子元件等。

重要生產(chǎn)國：在1978年和1979年期間，全球錸的總產(chǎn)量分別為7210和7260公斤。其中聯(lián)邦德國、智利、加拿大和前蘇聯(lián)是錸的主要生產(chǎn)國。全球錸資源主要分布在美洲和歐洲。據(jù)美國地質調查局2015年發(fā)布的數(shù)據(jù)，全球錸探明資源儲量約為1100噸，其中美國錸探明資源儲量約為500噸，其他國家為600噸。

全球錸資源量約為2500噸，智利的錸資源量最為豐富，為1300噸，其次為美國(390噸)、俄羅斯(310噸)、哈薩克斯坦(190噸)、亞美尼亞(95噸)、秘魯(45噸)以及加拿大(32噸)，世界其他國家錸資源儲量的總和約為91噸。

智利同時為錸的最大生產(chǎn)國，2014年錸產(chǎn)量(26噸)約占全球產(chǎn)量的53%，其次為美國(7.9噸)、波蘭(7.6噸)、烏茲別克斯坦(5.0噸)和亞美尼亞(0.3噸)。美國是全球最大的錸消費國，智利和波蘭則是美國錸金屬的主要供應國。

我國錸資源的保有儲量為237噸（2013），錸礦有11處，分布在陜西(占全國錸儲量的44.3%)、黑龍江(31.6%)、河南(12.7%)、湖南、湖北、遼寧、廣東、貴州和江蘇9省。我國錸資源幾乎全部伴生于鉬礦床中，主要分布在陜西金堆城鉬礦、河南欒川鉬礦、吉林大黑山鉬礦和黑龍江多寶山銅(鉬)礦等礦床中，這些礦床中錸的儲量約占全國錸總儲量的90%。中國的錸產(chǎn)量不高，每年兩噸左右。

重要用途：由于價格昂貴，直到1950年才由實驗室珍品變?yōu)橹匾男屡d金屬材料。錸廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)各部門，主要用作石油工業(yè)和汽車工業(yè)催化劑，石油重整催化劑，電子工業(yè)和航天工業(yè)用錸合金等。錸的重要應用還包括以下幾個領域：

1、錸主要用作石油工業(yè)的催化劑。

2、錸具有很高的電子發(fā)射性能，廣泛應用于無線電、電視和真空技術中。

3、錸具有很高熔點，是一種主要的高溫儀表材料;同時含錸合金也用于航空發(fā)動機耐熱部件的制造，全球約80%的錸用于生產(chǎn)航空發(fā)動機。

4、錸和錸的合金還可作電子管元件和超高溫加熱器以蒸發(fā)金屬。

5、鎢錸熱電偶在3100℃也不軟化，鎢或鉬合金中加25%的錸可增加延展性能;錸在火箭、導彈上用作高溫涂層用，宇宙飛船用的儀器和高溫部件如熱屏蔽、電弧放電、電接觸器等都需要錸。

6、金屬錸及其合金可制自來水筆尖和高溫熱電偶;在醇類脫氫、合成氨等化工中作催化劑;含錸的合金可耐高溫;由于錸的存在分散，價格昂貴，實際應用尚待開發(fā)。還用來制造電燈絲、人造衛(wèi)星和火箭的外殼、原子反應堆的防護板等。

三、金屬鎢——鎢是熔點最高的難熔金屬

鎢是一種金屬元素。原子序數(shù)74，原子量183.84。鎢的硬度高，熔點高，常溫下不受空氣侵蝕。中國是世界上最大的鎢儲藏國。

鎢原子質量為183.85，原子半徑為137皮米，密度為19.35克/每立方厘米，屬于元素周期表中第六周期(第二長周期)的VIB族。經(jīng)過冶煉后的鎢是銀白色有光澤的金屬，熔點極高，硬度很大，蒸氣壓很低，蒸發(fā)速度也較小，化學性質也比較穩(wěn)定。

鎢通常人們根據(jù)金屬的顏色和性質把金屬分成兩大類:黑色金屬和有色金屬。黑色金屬主要指鐵、錳、鉻及其合金，比如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。黑色金屬以外的金屬稱為有色金屬。鎢則屬于有色金屬范疇。有色合金的強度和硬度一般比純金屬高，電阻比純金 屬大，電阻溫度系數(shù)小，具有良好的綜合機械性能。因此，作為一種有色金屬，鎢的強度和硬度非常高。由于這種特性，具有硬度高、耐磨性強的鎢硬質合金被大規(guī)模應用于切削工具、礦山工具中。

鎢是熔點最高的難熔金屬。一般熔點高于1650℃并有一定儲量的金屬以及熔點高于鋯熔點(1852℃)的金屬稱為難熔金屬。典型的難熔金屬有鎢、鉭、鉬、鈮、鉿、鉻、釩、鋯和鈦。作為一種難熔金屬，鎢最重要的優(yōu)點是有良好的高溫強度，對熔融堿金屬和蒸氣有良好的耐蝕性能，鎢只有在1000℃以上才出現(xiàn)氧化物揮發(fā)和液相氧化物。但是，它同時也具有塑性-脆性轉變溫度較高，在室溫下難以塑性加工的缺點。

鎢是一種稀有金屬。稀有金屬通常指在自然界中含量較少或分布稀散的金屬。鎢是一種分布較廣泛的元素，幾乎遍見于各類巖石中，但含量較低。鎢在地殼中的含量為0.001%，在花 崗巖中含量平均為1.5×10，這種特性導致其提取難度非常大，通常只能用有機溶劑萃取法及離子交換法分離提取。鎢是一種戰(zhàn)略金屬。眾所周知，稀有金屬是國家的重要戰(zhàn)略資源，而鎢是典型的稀有金屬，具有極為重要的用途。鎢是當代高科技新材料的重要組成部分，比如一系列電子光學材料、特殊合金、新型功能材料及有機金屬化合物等均需使用獨特性能的鎢。用量雖說不大，但至關重要，缺它不可。

鎢屬于有色金屬，是十分重要的戰(zhàn)略金屬，鎢礦在古代被稱為"重石"。1781年由瑞典化學家卡爾·威廉·舍勒發(fā)現(xiàn)白鎢礦，并提取出新的元素酸-鎢酸，1783年被西班牙人德普爾亞發(fā)現(xiàn)黑鎢礦也從中提取出鎢酸，同年，用碳還原三氧化鎢第一次得到了鎢粉，并命名該元素。鎢在地殼中的含量為0.001%。已發(fā)現(xiàn)的含鎢礦物有20種。鎢礦床一般伴隨著花崗質巖漿的活動而形成。經(jīng)過冶煉后的鎢是銀白色有光澤的金屬，熔點極高，硬度很大。鎢是熔點最高的金屬。

1900年在巴黎世界博覽會上，首次展出了高速鋼。因此，鎢的提取工業(yè)從此得到了迅猛發(fā)展。這種鋼的出現(xiàn)標志了金屬切割加工領域的重大技術進步。鎢成為最重要的合金元素。

1900年，俄國發(fā)明家А.Н.Ладыгин首先建議在照明燈泡中應用鎢。在1909年Кулидж制定基于粉末冶金法，采用壓力加工的工藝方法之后，鎢才有可能在電真空技術中得到廣泛的應用。

1927--1928年采用以碳化鎢為主成分研制出硬質合金，這是鎢的工業(yè)發(fā)展史中的一個重要階段。

鎢是稀有高熔點金屬，可提高鋼的高溫硬度，屬于元素周期表中第六周期(第二長周期)的ⅥB族。鎢是一種銀白色金屬，外形似鋼。鎢的熔點高，蒸氣壓很低，蒸發(fā)速度也較小。鎢的化學性質很穩(wěn)定，常溫時不跟空氣和水反應，不加熱時，任何濃度的鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸以及王水對鎢都不起作用，當溫度升至80°-100°C 時，上述各種酸中，除氫氟酸外，其它的酸對鎢發(fā)生微弱作用。

重要生產(chǎn)國：中國鎢礦資源十分豐富，鎢的產(chǎn)量和出口總量均占世界第一。很早以前中國的鎢產(chǎn)量就達到世界總產(chǎn)量的70%以上。

鎢在熾熱的煉鋼爐里，當溫度達到1600℃時，堅硬的鋼鐵都會化成沸騰的鋼水，金子也會變成流動的液體，而鎢卻紋絲不動，仍是固體。鎢的熔點為3410℃，沸點高達5927℃，它的熔點和沸點，在金屬中都是最高的。在鋼鐵生產(chǎn)中，它是不可缺少的添加料。它的化合物用于染料、油漆和化學試劑。近些年來，鎢還加入到尖端科學技術領域，如摻入銀10-15%的鎢，可用來制造火箭的燃料噴管。

重要用途：世界上開采出的鎢礦大約50%用于優(yōu)質鋼的冶煉，約35%用于生產(chǎn)硬質鋼，約10%用于制鎢絲，約5%其他用于其他用途。鎢可以制造槍械、火箭推進器的噴嘴、穿甲彈、切削金屬的刀片、鉆頭、超硬模具、拉絲模等等，鎢的用途十分廣泛，涉及礦山、冶金、機械、建筑、交通、電子、化工、輕工、紡織、軍工、航天、科技、各個工業(yè)領域。

鎢尤其以純金屬狀態(tài)和以合金系狀態(tài)廣泛應用于現(xiàn)代技術中，合金系狀態(tài)中最主要的是合金鋼、以碳化鎢為基的硬質合金、耐磨合金和強熱合金。

四、金屬鎵——具有“電子工業(yè)脊梁”的美譽

鎵是一種低熔點高沸點的稀散金屬，具有“電子工業(yè)脊梁”的美譽，鎵是灰藍色或銀白色的金屬，符號Ga，原子量69.723。鎵的熔點很低，但沸點很高。純液態(tài)鎵有顯著的過冷的趨勢，在空氣中易氧化，形成氧化膜。

鎵是化學史上第一個先從理論預言，后在自然界中被發(fā)現(xiàn)驗證的化學元素。1871年，門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期表中鋁元素下面有個間隙尚未被占據(jù)，他預測這種未知元素的原子量大約是68，密度為5.9 g/cm3，性質與鋁相似，他的這一預測被法國化學家布瓦博得朗證實。

鎵在巴黎由布瓦博得朗于1875年發(fā)現(xiàn)。他在閃鋅礦礦石(ZnS)中提取的鋅的原子光譜上觀察到了一個新的紫色線。這意味著一種未知的元素出現(xiàn)了。在1875年11月，布瓦博得朗提取并提純了這種新的金屬，并證明了它像鋁。在1875年12月，他曾經(jīng)向法國科學院宣布了它。

由于鎵在地殼中的濃度很低。在地殼中占總量的0.0015%。它的分布很廣泛，但不以純金屬狀態(tài)存在，而以硫鎵銅礦(CuGaS2)形式存在，不過很稀少，經(jīng)濟上也不重要。

世界90%以上的原生鎵都是在生產(chǎn)氧化鋁過程中提取的，是對礦產(chǎn)資源的一種綜合利用，通過提取金屬鎵增加了礦產(chǎn)資源的附加值，提高氧化鋁的品質降低了廢棄物"赤泥"的污染，因此非常符合當前低碳經(jīng)濟以最小的自然資源代價獲取最大利用價值的原則。

重要生產(chǎn)國：據(jù)美國地質調查局2015年數(shù)據(jù)，全球鋁土礦中鎵的儲量超過100萬噸。其中中國、德國和烏克蘭是當今世界三大粗鎵生產(chǎn)國。值得一提的是，中國鎵含量高的鋁土礦資源即將耗盡，可能最多能再維持10年開采時間。

重要用途：鎵目前主要應用于半導體、光電材料、太陽能電池、合金、醫(yī)療器械和磁性材料等領域。鎵-68會發(fā)射正電子，可以用于正電子斷層成像。鎵銦合金可用于汞的替代品。