前面我们说过闪锌矿中的几种稀有金属,现在让我们来说说这些金属和它们的化合物都用在哪儿?又是怎么用的?
镉
镉是一种浅灰色金属,易熔,熔点为320.9℃,性质柔软,有韧性和延展性。一份镉、一份锡、两份铅、四份铋(这四种金属的熔点都在200℃以上)可以制出熔点只有70℃的武德合金。如果用这种合金制造茶匙并去搅动滚烫的热茶,它会熔化在茶里……如果把镉、锡、铅和铋按另一种比例配合就可以制出波维兹合金,这种合金熔点更低,只有55℃!燃烧时用手去摸都不一定觉得烫。
很多工业部门都会用到易熔的金属。有一种纯金属,放在手里都会融化,它就是镓,也是一种分散元素。它也含在闪锌矿中。镓的熔点是30℃,仅次于汞(汞的熔点是-39℃)。所以汞的工作镓也可以做。我们都知道,汞蒸气有毒,镓无毒。汞最普遍的应用是作为温度计,这种温度计只能测量-40℃~360℃的温度范围,360℃以上汞就沸腾了。而镓造温度计的测量范围是700℃~900℃,因为900℃时玻璃会熔化。要是温度计的玻璃管是石英玻璃材质的,那可以测到1500℃,因为镓的沸点是2300℃。要是用特制的耐火玻璃做温度计的玻璃管,那可以测量火焰温度或是多种金属熔融时的温度。
顺便提一下,镓还有一个有趣的性质:固态镓的密度小于液态镓,就像冰会浮在水面上一样,固态镓也可浮在液态镓上。铋、石蜡、铸铁也有这种有趣的性质。其余物质则与镓相反:固体沉在液体下。
现在回过头来接着说镉。除了可用于制造易熔合金外,镉还在电车制造上大展身手。大家有没有见过老式电车弓子?它一直和电线摩擦,磨出深沟的同时电线也会磨坏。但只要在电线中添入1%的镉,就能大大减低电线磨损的速度。镉还能用来制造信号灯的有色玻璃,玻璃中加入硫化镉会生成美丽的黄色,加入硒化镉则生成红色。
铟
灯塔探照灯
从应用方面看,铟的重要性不在镉之下。大家都知道,海水其实就是盐水,铜合金在海水的作用下,会很快损坏。但又找不到化学性质更稳定的物质来代替它制造潜水艇和水上飞机。后来我们发现,只要在铜合金中加入极少的铟,就能提高它的稳定性,抵抗海水的侵蚀。银中添铟,可以增加它的光泽感,也就是加强银的反光性。探照灯的反射镜利用的就是这一特点:反射镜中有铟,可以明显地加强探照灯的光。
硒
稀有分散元素硒有几点意想不到的性质,它与硫性质接近,含硫矿石中常常也会有它的身影。硒导电度可以随着光线强度不同而发生改变。电报传真和无线电传真利用的就是这一特点。硒的这种特性还可以用来制造多种自动控制器,记录输送带上的零件是亮还是暗,因为硒能精确测量光线照明的强弱。
硒另一个重要用途是制造纯净无色的玻璃。制造普通玻璃的原料是石英砂、石灰、碱或硫酸钠。石英砂纯度要很高,尤其不能含铁,因为铁会使玻璃显浅绿色,比如,酒瓶玻璃。窗户玻璃需要纯净无色的,眼镜则要求质地更好的玻璃,光学仪器如望远镜和显微镜则需要无瑕疵的。那么如何做到纯净无色呢?在熔融玻璃中加入少量亚硒酸钠,硒可以和铁化合从玻璃中析出,这样便可制得想要的玻璃了。专门的光学仪器,需要玻璃拥有别的特性,少量的二氧化锗便可帮助我们。
电报传真
望远镜
显微镜
锗
锗也属于分散元素,与硒一样,在闪锌矿中微量存在着。几种煤里也有锗。
以上便是几种稀有分散元素在矿物矿石中的动态。现在我们了解了这些独特的金属所拥有的特性和用途。知道了它们在应用上的重要性,也就明白地球化学家为什么这么在意稀有的分散元素了。
相关知识:氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、钛、氢、磷、锰。