黄绿石又名烧绿石,
立方晶系。
晶体呈
八面体。但常见不规则粒状。含较高的黄绿石,可蜕变成非晶质,但仍保存黄绿石的八面体假像,或晶形趋于扭曲,并发生膨胀裂隙或呈胶态分泌体及致密块状等。
黄绿石即烧绿石。
化学式为NaCaNbOF,成分不一定固定。可能含有、和稀土元素等。黄绿色或
褐色,少数灰黑色。等轴晶系。呈八面体晶形。常成微晶集合体。半透明或不透明。金刚、玻璃或树脂光泽。无解理。性脆。断口贝壳状。条痕淡黄色至淡棕色。相对密度4.2~4.36。硬度5.0~5.5。具有强放射性。用于提炼、钽、钍和稀土元素。
黄绿石化学成分变化很大。它实际上是和
细晶石形成完全类质同象。纯的烧绿石含CaO 15.4%,NaO 8.5%,NbO 73.05%和F5.22%,纯的细晶石含CaO 10.43%,NaO 5.76%,TaO 82.14%和HO 1.67%,常含有K、Mg、Fe、Mn、TR、Y、Th、U、Zr、和Sn的混入物。
黄绿石产于钠长石化碱性
花岗石、正长岩、
霞石正长岩及派生的
伟晶岩中,与
钠闪石、霓石、
铁锂云母、
锆石、
褐帘石、
榍石等共生。黄绿石还产在稀有
碳酸盐岩矿床中,与
磷灰石、
磁铁矿、
金云母、
阳起石、锆石、
钙钛矿、钙钛矿等共生。此外,亦产于上述各类岩石的风化壳及其附近的
砂矿中。
黄绿石是含Nb为主的铌钽矿物之一。化学成分复杂,是
铌酸和
偏钛酸组成的盐(铌钛酸盐),其中阳离子是钠、钙和稀土元素及其它一些
稀有元素。此外,矿物中还含有。它的
化学式为NaCaNbOF。除Nb、Ti外的阳离子中何成分多就以该成分命名烧绿石,如钠烧绿石。含NbO最高达73%,但大多数天然矿物中NbO含量较低。大多数都含有 较高的NaO。属
立方晶系,a=(10.331—10.338)×10cm。晶形多呈
八面体 或不规则粒状。颜色为暗褐色、红褐色、黄绿色,极少为灰黑色,在新鲜断口处 几乎呈黑色,条痕为淡褐色或淡黄色。具有树脂光泽或油脂光泽。硬度为5— 6,性脆,断口呈贝壳状。相对密度4.12—4.36。具有弱电磁性或无电磁性。产 于碱性岩、
碳酸岩和
伟晶岩中。是提取稀土、铌、钽和放射性元素的重要矿物原 料。世界最大的烧绿石矿床分布在
加拿大和巴西。
铌、钽元素与某些
稀有元素铀、钍、稀土及普通元素钛、锆、钨、锡、钙、铁、锰的晶体化学性质近似,易发生等价和异价类质同象作用,致使铌 钽矿物达130余种,这些矿物大都是成分极其复杂的
铌酸或钽酸的
配位化合物。按化 学成分和
晶体结构进行分类,可将铌钽矿物分为11个族,但最重要的矿物可 以分为两大类:(1)铌钽酸盐,它们是由铌酸和钽酸组成的盐。属于这类矿物的 主要有
铌铁矿,
钽铁矿,
铌钇矿和
铌钙矿;(2)钛铌(钽)酸盐,它们由复杂的
偏钛酸、铌酸(钽酸)组成的盐,这类矿物中几乎都含有稀土元素。这类矿物中铌、钽 含量波动较大,以铌为主。这类矿物中有烧绿石、钛
铌酸钠铈矿、
细晶石、
黑稀金矿、
复稀金矿、
褐钇铌矿、
易解石等。
矿石中含NbO和TaO仅为万分之 几,需用重力选矿法(湿法淘选、摇床选矿)获得复合精矿,其中除铌、钽铁矿 外,还含有
锡石、
黑钨矿等以及别的矿物,需进一步用浮选法、电磁选矿法、
静电选矿法等进一步富集。供
冶炼铌铁用的矿物原料主要是
铌铁矿和烧绿石 等。我国铌资源极为丰富,占世界总储量的一半,
广东省、
江西省均有工业价值的铌铁矿,
包头市的共生矿中有数量极大的铌资源。此外,我国一些
锡矿和
钨矿中也 伴生一定数量的铌矿物,将提取这些金属的炉渣进行适当的处理也可获得含 铌原料。
铌元素符号Nb。旧名“钶(Cb)”。是1801年由C.哈契特(Hatchett)发 现的,他当时给铌起的名字是“钶”,以表示原料产地在
美国康州,后来
欧洲也 发现了这个元素,起名为铌,最终以铌为正式名字,但美国等国至今仍把铌称 作“钶”。它是
元素周期表中第五副族元素。在
地壳中仅含有3.2×10%,在 组成地壳的元素中占第64位,是一种高
熔点稀有元素。纯铌呈钢灰色,具有良 好的可塑性。熔点2468℃,
沸点4742℃,相对密度8.75,
电阻率14Ω·cm。与 C、N、Al、Cr、Fe、Mn等元素可形成化合物,具有较强的吸氢能力。在常温空气 中稳定,热至200℃时开始氧化,表面上可形成一层致密的氧化薄膜。低于 400℃时氧化形成NbO和NbO,高于400℃时形成NbO。不与水、
盐酸、
硝酸 或
王水反应,溶于热硫酸和
氢氟酸中,能与碱溶液或
熔融碱反应。常与钽(Ta) 共存于
铌铁矿、
钽铁矿等铌钽矿物中,与钽具有相似的物理、
化学性质。用Na 还原七氟合
铌酸钾或用H、C、Si、Al还原铌的
氧化物而制取。铌在钢中可以细 化晶粒,提高晶粒粗化温度,降低钢的过热敏感性和回火脆性,提高钢的强度 和对蠕变力的抗力,改善
奥氏体不锈钢晶间腐蚀性能。当钢中含有微量的铌 (0.005—0.01%)就能显著提高钢的屈服强度和冲击韧性,降低钢的脆性转变 温度,改善钢的加工性能和焊接性能。铌在钢中能牢固地固定钢中的碳(铌的
碳化物稳定)使钢具有良好的抗氢性能,提高其耐腐蚀性能。广泛应用于冶金、化工、机械、电子、航空、原子等工业中。
1802年,瑞典艾克贝格(A.G.Ekeberg)分析芬兰钽铁矿而发现了钽。1803年,鲍尔登(B.Bolton)制得金属钽。钽能抵抗多种酸的侵蚀。在自然界与铌共存于铌
钽铁矿中,也存在于某些
稀土矿中。它是第6周期Ⅴ B族元素,符号Ta。其单质为
立方晶系结晶,是灰黑色硬金属或粉末,有延展性,有特殊的吸收气体的能力,如吸收氢、氧、氦等气体。是非常活泼的金属,能与大多数元素形成化合物,通常的氧化态为+Ⅴ,也存在不稳定的低氧化态如+Ⅲ和+Ⅱ。能与
无机化合物或
有机化合物形成
配位化合物。化学性质较稳定,耐腐蚀性强,除了溶于
氢氟酸或熔碱外,一般不与水、空气以及
盐酸、
硫酸、
硝酸,甚至
王水作用,但溶于氢氟酸与硝酸的混酸中。主要用于制造电子通讯设备中超短波发射器、真空管等。在化工生产中,用来制造耐腐蚀的化工设备。在医疗卫生上,由于耐腐蚀,在牙科手术中用来制作修补具;它能取代骨骼,也可制成丝线,用来连接断了的神经等。
碳化钽极其坚硬,又具有3 880℃的高
熔点,可用来制造切削工具和钻头等。用钠来还原七氟合
钽酸钾K〔TaF〕或用活泼金属或碳来还原钽的
氧化物都可制得钽。