教学素材：我国“铼”产品破冰

【教学素材】 我国“铼”产品的破冰 据美国地质调查局的报告，全球已探明的铼金属矿物资源量约为2453吨，全球基础总储量约为10180吨。资源量较为丰富的国家有：智利1300吨、美国390吨、俄罗斯310吨、哈萨克斯坦190吨。 成都航天高温合金科技有限公司在2010年在陕西省发现了一个铼矿，储量约为176吨，占世界铼金属总储量的7%，仅次于智利、美国、俄罗斯和哈萨克斯坦。 2017年9月3日，成都航天高温合金科技有限公司与湖南有色金属研究院合作，成功提纯稀有金属铼，历经一年半的努力，制造出对飞机发动机生产至关重要的单晶叶片。通过国家人才招聘计划组建了一支专业团队，生产出的单晶叶片经实验表明，高温下的拉伸性能和耐力性能方面均符合欧美质量标准。作为发动机最为核心的组件，其对中国航空业的重要性毋庸置疑。 飞机发动机作为最复杂的机械系统之一，应该能够在高温、高压、高转速、高负荷下工作；并且具有功率大、重量轻、寿命长、可靠性高的特点。铼帮助了人们解决发动机叶片在高温高压下易产生形变这一难题，使得人们能在飞行的路上越走越快、越走越远。 我国在20世纪60年代开始从钼精矿焙烧烟尘中提取铼。2017年，中国首次实现了飞机发动机单晶叶片的量产。我们掌握了高性能含铼单晶叶片的制备和加工工艺，突破了铼用于航空发动机的提纯和加工的瓶颈，实现了技术“破冰”。 我国在自主研发飞机发动机方面一直面临着障碍，受制于欧美出口限令，中国的铼需求量一直得不到满足，“巧妇难为无米之炊”，直接导致了中国发动机研发进展缓慢。 随着国产铼镍合金单晶叶片的投产，中国制造的飞机就可以放心的使用“中国心”，避免出现“心脏病”。 一、“铼”仍旧是稀缺资源 虽然我国仍为世界十大铼矿资源国之一，但按照储量和消耗速度计算，铼的静态保障年限不超过15年。而铼元素在航空航天，石油化工领域应用广泛，因此目前对外依存度已经达到50%。 近几年各国对铼的需求增大，其中欧洲年消费量由2-3吨增加到将近10吨，美国年消费量由20～25吨增加到45-50吨，日本的消费量增长达到约2～3吨/年规模，俄罗斯的年需求量约为5吨。 全球每年50%的铼产量都来自于智利，而美国钼金属公司是世界上最大的铼生产商。它与智利、墨西哥和哈萨克斯坦签订长期合同，垄断性占有大部分铼产量。而我国金属铼产能小，产量很低。 一方面，在航天领域，铼元素是不可或缺的。 铼在单晶合金中的应用随着单晶叶片的更新换代，用量也不断增加。比如俄国ЖС36，采用了2%的铼，美国CMSX-4采用了3%的铼；第三代单晶合金，以美国ReneN6 、CMSX-10为代表，两种牌号铼的含量最高分别达5.6%和7%；第四代单晶合金，以日本的TMS-138和MC-NG为代表，二者分别含铼5%和含铼4%；第五代单晶合金，以日本的TMS-162为代表，含铼6%。 与此同时，随着低成本航空公司在世界各地持续扩张，全球民用航空市场不断扩大，民用航空发动机的数量将保持增长势头。更由于最近国际关系的紧张态势，军用航空发动机和火箭发动机的需求也会激增。据行业预测未来10年，全球铼资源的需求出现超过2倍以上的增长。 另一方面，因为铼及其化合物优异的催化活性，应用于石油重整催化剂，需求也飞快增长。含有30%铼的铼铂合金是催化重整过程中的一种重要催化剂，能大幅提高石脑油的辛烷值。 当前国内航空工业对铼的需求增长缓慢。国内实际铼金属产能约8吨/年，消费量却只有2吨/年左右，大部分仅为个别研发企业需求。可是，未来当我们的发动机技术取得突破之后，对铼的需求又会有较大幅度提升，那个时候就铼就会越来越不够用。到那时，如果铼的供应量如果追不上发动机技术发展的话，会非常麻烦。 二、结语 国家是不断进步的，科学是不断发展的，把获取和储备铼资源作为一项长期战略来加以实施无疑是符合我们的发展需求的。 与此同时，加大航空航天领域的投入，加急升级相关的机器设备的升级，提高我们国家在相关领域的产生制造水平也是我们走向未来的关键。 我们的祖国无疑是一个地大物博的国家，我们拥有许多国家都没有的资源优势。那么，我们应该利用好大自然给予我们的珍贵资源，为祖国的建设添砖加瓦。 我国的铼资源总量并不高，达不到智利的四分之一。当我们没有足够的技术来使用铼元素，就势必会造成铼元素的出口。我们将铼元素提纯后贩卖给其他国家，对我国而言会是一种极大的损失。我们不应只看眼前的小利，应该着眼于发展战略的大利，守卫好我们拥有的稀有资源。 学科网（北京）股份有限公司 $