稀土元素钪的用途
钪是一种柔软、银白色的过渡金属,常跟钆、铒等混合存在,产量很少,在地壳中的含量约为0.0005%.钪常用来制特种玻璃、轻质耐高温合金.
钪比起钇和镧系元素来,由于离子半径特别小,氢氧化物的碱性也特别弱,因此,钪和稀土元素混在一起时,用氨(或极稀的碱)处理,钪将首先析出,故应用"分级沉淀"法可比较容易地把它从稀土元素中分离出来.另一种方法是利用硝酸盐的分极分解进行分离,由于硝酸钪最容易分解,从而达到分离的目的.
用电解的方法可制得金属钪,在炼钪时将ScCl3、KCl、LiCl共熔,以熔融的锌为阴极电解之,使钪在锌极上析出,然后将锌蒸去可得金属钪.另外,在加工矿石生产铀、钍和镧系元素时易回收钪.钨、锡矿中综合回收伴生的钪也是钪的重要来源之一. 钪在化合物中主要呈3价态,在空气中容易氧化成Sc2O3而失去金属光泽变成暗灰色.
钪的主要用途有:
(1)钪能与热水作用放出氢,也易溶于酸,是一种强还原剂.
(2)钪的氧化物及氢氧化物只显碱性,但其盐灰几乎不能水解.钪的氯化物为白色结晶,易溶于水并能在空气中潮解.
(3)在冶金工业中,钪常用于制造合金(合金的添加剂),以改善合金的强度、硬度和耐热和性能.如,在铁水中加入少量的钪,可显着改善铸铁的性能,少量的钪加入铝中,可改善其强度和耐热性.
(4)在电子工业中,钪可用作各种半导体器件,如钪的亚硫酸盐在半导体中的应用已引起了国内外的注意,含钪的铁氧体在计算机磁芯中也颇有前途.
(5)在化学工业上,用钪化合物作酒精脱氢及脱水剂,生产乙烯和用废盐酸生产氯时的高效催化剂.
(6)在玻璃工业中,可以制造含钪的特种玻璃.
(7)在电光源工业中,含钪和钠制成的钪钠灯,具有效率高和光色正的优点.
(8)自然界中钪均以45Sc形式存在,另外,钪还有9种放射性同位素,即40~44Sc和46~49Sc.其中,46Sc作为示踪剂,已在化工、冶金及海洋学等方面使用.在医学上,国外还有人研究用46Sc来医治癌症.