2、金屬鍺的性質:鍺是一種化學元素,化學符號Ge,原子序數32,原子量72.64,屬於(yu) IVA族元素。熔點937.4℃,沸點2830℃,密度5.35g/cm3,硬度6~6.5。鍺是一種灰白色類金屬,有光澤,質硬,屬於(yu) 碳族,有明顯的非金屬性質。化學性質與(yu) 同族的錫與(yu) 矽相近,不溶於(yu) 水、鹽酸、稀苛性堿溶液,溶於(yu) 王水、濃硝酸或硫酸,具有兩(liang) 性,故溶於(yu) 熔融的堿、過氧化堿、堿金屬硝酸鹽或碳酸鹽,在空氣中較穩定,常溫下不與(yu) 空氣或水蒸汽作用,但在600~700℃時,能很快生成二氧化鍺,在自然界中,鍺共有五種同位素:70,72,73,74,76。
3、鍺礦類型:鍺在自然界分布很散很廣。銅礦、鐵礦、硫化礦以至岩石,泥土和泉水中都含有微量的鍺。鍺在地殼中的含量為(wei) 一百萬(wan) 分之七,比之於(yu) 氧、矽等常見元素當然是少,但是,卻比砷、鈾、汞、碘、銀、金等元素都多。然而,鍺卻非常分散,幾乎沒有比較集中的鍺礦,因此,被人們(men) 稱為(wei) “稀散金屬”。已發現的鍺礦有硫銀鍺礦(含鍺5~7%)、鍺石(含鍺10%),硫銅鐵鍺礦(含鍺7%)。
3.1 硫銀鍺礦
硫銀鍺礦是一種不常見的含有銀和鍺的硫化礦物,化學式Ag8GeS6,顏色為(wei) 鐵黑色,略帶紫色的色調和金屬光澤,這種礦物非常罕見,含鍺5%~7%。
硫銀鍺礦
4、鍺的賦存狀態:鍺元素是一種典型的稀有分散元素,在地殼中含量約百萬(wan) 分之七。鍺具有親(qin) 石、親(qin) 硫、親(qin) 鐵、親(qin) 有機的化學性質,很難獨立成礦,一般以分散狀態分布於(yu) 其他元素組成的礦物中,成為(wei) 多金屬礦床的伴生成分,比如含硫化物的鉛(Pb)、鋅(Zn)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)礦床以及某些特定的煤礦。
5、鍺的用途:鍺是重要的半導體(ti) 材料,在半導體(ti) 、航空航天測控、核物理探測、光纖通訊、紅外光學、太陽能電池、化學催化劑、生物醫學等領域都有廣泛而重要的應用。根據美國地質調查局數據顯示(2015)全球鍺終端用戶所占比例如下:纖維光纖30%;紅外光纖20%;聚合催化劑20%;電子和太陽能器件15%和其他(熒光粉、冶金、和化療)15%。
5.1 光纖
摻鍺光纖具有容量大、光損小、色散低、傳(chuan) 輸距離長及不受環境幹擾等優(you) 良特性,是目前唯一可以工程化應用的光纖,是光通訊網絡的主體(ti) ,此外,GeCl4也用於(yu) 高速光纖網,鏈路,光纖傳(chuan) 感器,光纖製導及光纖係留裝置等,近年來發展迅速。
鍺用於(yu) 光纖
5.2 紅外光學
鍺作為(wei) 紅外光學材料,具有紅外折射率高,紅外透過波段範圍寬,吸收係數小、色散率低、易加工、閃光及腐蝕等優(you) 點,特別適用於(yu) 軍(jun) 工及重大民用中的熱成像儀(yi) 與(yu) 紅外雷達及其他紅外光學裝置的窗口、透鏡、棱鏡與(yu) 濾光片的材料;高純鍺或鍺鋰用於(yu) 天文學的γ-譜儀(yi) ,核反應能譜儀(yi) 及等離子物理X-射線儀(yi) ;Si-Ge與(yu) 摻汞、鎘、銅與(yu) 镓的鍺單晶用於(yu) 紅外探測器。
鍺用於(yu) 紅外探測器
5.3 聚合催化劑
二氧化鍺(GeO2)是生產(chan) 聚對笨二甲酸乙二醇酯(PET)的催化劑,具有長纖維,由其製備的飲料與(yu) 食用液體(ti) 的各式容器,無毒、透明且氣密性好。
二氧化鍺用於(yu) 聚合物催化
5.4 電子太陽能部件
鍺半導體(ti) 器件用作二極管、晶體(ti) 三極管及複合晶體(ti) 管、鍺半導體(ti) 光電器件作光電、霍耳及壓阻效應的傳(chuan) 感器,作光電導效應的放射線檢測器等,廣泛用於(yu) 彩電、電腦、電話及高頻設備中,鍺管特別適用於(yu) 高頻大功率器件中,且在強輻射與(yu) -40℃下運轉正常;Ge-Si與(yu) Ge-Te作溫差發電用於(yu) 宇航、衛星與(yu) 空間站的啟動電源等。
鍺半導體(ti) 光電器件
5.5 其他應用
鍺用於(yu) 醫藥,如Ge-132[β-羧乙基鍺倍半氧化物-(GeCH2CH2COOH)2O3]臨(lin) 床應用於(yu) 防治癌症。BGO作X-射線、CT-儀(yi) 、PCT-儀(yi) ,用於(yu) 診斷腫瘤及骨骼結構與(yu) 組織壞死等。鍺化合物及其有機化合物可作牙膏與(yu) 高效止痛膏等。鍺還應用於(yu) 冶金、熒光粉等其它領域。
有機鍺牙膏
6、鍺儲(chu) 量與(yu) 分布:全球鍺的資源比較貧乏,全球已探明的鍺保有儲(chu) 量僅(jin) 為(wei) 8600金屬噸,鍺資源在全球分布非常集中,主要分布在中國、美國和俄羅斯,其中鍺資源分布最多的國家是美國,保有儲(chu) 量3870噸,占全球含量的45%,其次是中國占全球41%。
中國已探明鍺礦產(chan) 地約35處,保有儲(chu) 量約3500金屬噸,遠景儲(chu) 量約9600金屬噸。雲(yun) 南省鍺資源占全國儲(chu) 量的33.77%,另外內(nei) 蒙的鍺資源也非常豐(feng) 富,但是品位較低,可開采性較差,其次廣東(dong) 省也有少量分布。
金屬鍺價(jia) 格 6900元/kg
9.1 鍺對人體(ti) 健康的影響
鍺的原子具有32個(ge) 電子,電子在人體(ti) 內(nei) 受電子工學作用而膨脹,而且通過淨化作用給細胞供氧。鍺元素的發現和有機鍺化合物的合成研製成功後,世界各國學者在藥理及臨(lin) 床方麵做了大量研究工作,發現有機鍺幾乎無毒性,具有誘發自身幹擾素,增加nk細胞活性,活化吞噬細胞,促進機體(ti) 產(chan) 生抗腫瘤、抗衰老生物學作用。但鍺還是需要在醫生指導下進行食用或使用的,以免造成鍺中毒。
9.2 鍺石佩戴的注意事項
相對於(yu) 其他對人體(ti) 有益的礦石來說,鍺石還是有一定量比較微量輻射的,盡管對人體(ti) 損害微小,短時間使用時對人體(ti) 有很好的治療理療作用,但若長時間使用,反而會(hui) 引起其他一些症狀和不良反映。所以,專(zhuan) 家建議對鍺石的使用以不超過2年為(wei) 益。對於(yu) 市場上的鍺手鏈,鍺項鏈,鍺床墊等含鍺保健用品是否具有保健療效,需要進一步谘詢醫生。
鍺手鏈