【干货】一分钟了解锶矿
2020-07-26 00:35
锶是一种有银白色光泽的碱土金属，是自然界中广泛分布的微量元素，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，而被广泛应用于电子、化工、冶金、军工、轻工、医药和光学等各个领域。
1、金属锶的性质
锶是一种金属元素，元素符号为Sr，原子数为38，是一种有银白色光泽的碱土金属。化学性质活泼，加热到熔点(769℃)时即燃烧，呈红色火焰，生成氧化锶，沸点1384℃，密度2.54×10 3 kg/m 3 。质量数90的锶是一种放射性同位素，可作β射线放射源，半衰期为28.8年。锶具有很强的吸收X射线辐射功能和独特的物理化学性能，被广泛应用于电子、化工、冶金、军工、轻工、医药和光学等各个领域。
2、锶矿种类
锶在地壳中的含量约0.04%，丰度居第15位，由于锶极易与空气和水发生化学反应，所以不存在自然态的锶，都是以化合物的形式出现，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，主要矿物是天青石和菱锶矿。
2.1 天青石
▲天青石
天青石化学式SrSO4 理论化学成分：SrO 56.42%，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和钙天青石。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，解理面面呈珍珠光泽变彩。硬度3~3.5，性脆，比重3.9~4.0g/cm3 。
2.2 菱锶矿
▲菱锶矿
菱锶矿的成分是碳酸锶(SrCO3 )，也是提炼锶的主要矿物之一，重要性仅次于天青石，化学组成为SrO 70.19%，CO2 29.81%。矿物单晶体常呈针状、矛头状、双晶状(110)为双面晶，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3.76g/cm3 。
3、锶矿床类型
我国锶矿资源丰富，矿床以大型、特大型单一锶矿为主，依据成矿作用和成矿地质特征，将我国锶矿床划分为沉积型、岩浆-热液型、沉积-热卤水改造型和表生淋积型等四大类七亚类。
4、锶的用途
金属锶用于制造合金、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，而被广泛应用于电子、化工、冶金、军工、轻工、医药和光学等各个领域。锶化合物大部分用于陶瓷、玻璃和烟花工业中，小部分应用到其他产业。锶在陶瓷铁氧体磁体的应用以及在玻璃中的其他应用，使得陶瓷和玻璃行业是锶终端应用的最重要的行业。
4.1 电子工业
▲ 锶用于彩色电视机显像管
在电子工业方面，碳酸锶大量用于生产彩色电视显像管的荧光屏玻璃（碳酸锶吸收X射线的性能较强），用碳酸锶生产彩色电视机显像管的荧光屏玻璃， 具有防射线性能好、质量轻、图像清晰和变形小等优点。同时由于锶的高介电常数特质，钛酸锶用以电容器制造及电子计算机存储器生产，硝酸锶可用作电子管的发射极。
4.2 冶金
▲锶合金
锶在冶金行业中也有用武之地，将锶金属加入铝合金中可以改善铸成品的性能，尤其是用于航空和汽车领域的铝合金。锶也可以帮助铅在电解锌的生产过程中去除杂质，溶解于硫酸中的碳酸锶可以减少电解液中铅的含量并且也可以去除沉积在阴极的锌。
4.3 轻工业：陶瓷、颜料、烟花
▲ 锶用于陶瓷釉料
▲ 锶用于烟花
氧化锶，硝酸锶和氯化锶均可制造烟火及信号弹等。铬酸锶作颜料、水泥着色剂、有机合成催化剂和防腐涂料。向油漆中加入铬酸锶，可形成一层防腐层，该防护层可以有效地保护铝，尤其是飞机机壳和船体，因此铬酸锶主要用于制造防锈颜料。锶在陶瓷色釉中，锶釉在取代铅釉方面表现出不俗的效果。除了烧成范围宽，烧成温度低和可形成光泽釉表面外，还具有良好的耐磨性能。
4.4 医药
▲ 氯化锶牙膏
药物雷奈酸锶是一种包含雷纳酸的锶盐，用于预防骨质疏松患者骨折的发生，这种药物帮助骨骼吸收更多的钙物质。医学实验证明雷奈酸锶具有双重药理作用：一方面在成骨细胞富集的细胞中，雷奈酸锶能增加胶原蛋白与非胶原蛋白的合成，通过增强前成骨细胞的增殖而促进成骨细胞介导的骨形成。
氯化锶还应用于针对敏感牙齿的人群的脱敏牙膏生产。牙膏中添加氯化锶主要是因为锶离子具有抵抗过敏的作用，一般在牙膏中的含量在1%左右
5、锶矿储量与分布
根据2015年美国地质调查局(USGS)公布的数据， 全球锶资源量超10亿吨。全球锶储量为680万吨。
天青石是最重要的锶矿物，但是全球天青石资源分布不均，具有开发价值的矿床不多。现已探明天青石储量在9000万吨左右，其中墨西哥储量为2000万吨，西班牙1000万吨，拥有天青石资源的国家还有土耳其、伊朗、塔吉克斯坦、巴基斯坦、俄罗斯、美国、英国、德国、阿尔及利亚、摩洛哥和加拿大等。
我国的天青石矿床主要分布在青海、江苏、四川、陕西、湖北、云南等地。由于中国锶矿成因不同，导致国内锶矿虽储量非常大，但质量却不如墨西哥、西班牙、土耳其、伊朗、巴基斯坦等国家产的锶矿。从伊朗进口的天青石矿产品品位一般在85%以上，而国内商品矿品位一般在60%～80%。
6、锶价格（仅供参考）
金属锶 Sr≥99% Ba≤0.3 Ca≤0.2% 38000元/吨
高纯硫酸锶 15000元/吨
7、锶常见问题
7.1锶对人体健康的影响
锶是人体不可缺少的一种微量元素，但却鲜为人知，更不要说对它了解。如果人体缺锶便会出现各种不利于身体健康的症状，可以说，人体所有的组织内都含有锶。首先，它是人体骨骼和牙齿的正常组成部分，对人体的功能主要是与骨骼的形成密切相关。其次，它与血管的功能及构造也有关系，锶可以帮助人体减少对钠的吸收，增加钠的排泄。过多的钠赋存在体内，易引起高血压、心血管疾病，锶起到了预防作用。再次，由于锶的一些同位素具有放射性，因此，锶在疼痛治疗中也发挥着重要作用。
7.2 锶过量对人体的危害
研究发现，吸烟者血清中锶的水平远高于不吸烟者，容易导致骨质疏松症和动脉中层硬化，并和镉等重金属一起对动脉内皮细胞造成影响。长期以来学者们认为，过量的锶会干扰钙的吸收与代谢，锶可以代替骨骼中的钙，而且比钙更容易游离而导致一些疾病，所以锶被认为是潜在威胁人类健康的金属之一。另外，当人体内锶过量时就会出现轻微的消化道反应,如恶心、胃部不适等，也可引起骨骼生长发育过快，表现为关节粗大、疼痛，严重时可引起骨骼变形、脆弱、肌肉萎缩及贫血等。
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