比較有意思的金屬 ——鍶
◎ 李海廣 呂勝男
鍶（Sr）是一種銀白色軟金屬,，元素英文為Strontium,。鍶在地殼中的含量約為0.04%，豐度位于第15位,。由于鍶極易與空氣和水發(fā)生反應，所以自然界中不存在自然態(tài)的金屬鍶,。鍶的化學性質(zhì)活潑,，于空氣中加熱時能燃燒；易與水和酸作用而釋放出氫,；在到熔點時即燃燒而呈紅色火焰,。從其發(fā)現(xiàn)命名、分布賦存,、工業(yè)用途以及促進健康等方面看,，鍶是一種比較有意思的金屬。
發(fā)現(xiàn)命名
1790年,，英國愛丁堡醫(yī)生阿代爾克·勞福德(Adair Crawford)在蘇格蘭阿蓋爾郡的一個鉛礦中發(fā)現(xiàn)一種新的礦物（菱鍶礦SrCO3）,。與此同時，他發(fā)現(xiàn)這種新的礦物中包含著一種新的元素,。
1793年11月,，愛丁堡大學化學教授托馬斯·查爾斯·霍普(Thomas Charles Hope)對該元素開展深入系統(tǒng)的研究，證明它的確是一種新的元素,，并首次發(fā)現(xiàn)該元素可以使蠟燭的燭火變紅,。同年9月，普魯士王國的化學家,、分析化學之父馬丁·海因里?！た死樟_特(Martin Heinrich Klaproth)在德國也開展了同樣的研究，并且成功制取出氧化鍶和氫氧化鍶,。因當時受認知局限,、提取難度、科技水平等影響,，直到1808年,，鍶金屬才被任職于倫敦英國皇家學院的漢弗萊·戴維通過電解法將氯化鍶和氧化汞的混合物電解提煉出來。
最后,，金屬鍶因起源于蘇格蘭,，于是依據(jù)它的產(chǎn)地一個名叫“Strontian”的小鎮(zhèn)而將其命名為“鍶”（strontium）。
分布賦存
鍶是自然界中廣泛分布的微量元素,，位于元素周期表第五周期第二族,，是堿土金屬族元素之一。迄今,，世界上已發(fā)現(xiàn)的鍶礦物約46種,，而我國產(chǎn)出的鍶礦物也已達9種之多。在地球上,，含鍶最多的礦物是天青石（硫酸鍶SrSO4）和菱鍶礦（碳酸鍶SrCO3）,。
天青石是自然界中最主要的含鍶礦物,，用于提煉鍶和制備鍶化合物。其化學組成中含鍶45%～47%,，并含鋇,、鈣、鉛,、鐵等元素,。但是全球天青石資源分布不均，具有開發(fā)價值的礦床不多,。世界現(xiàn)已探明天青石儲量在9000萬噸左右,，其中墨西哥儲量約為2000萬噸，中國儲量約1500萬噸,，西班牙儲量約為1000萬噸,，擁有天青石資源的國家還有土耳其、伊朗,、塔吉克斯坦,、巴基斯坦、俄羅斯,、美國,、英國、德國,、阿爾及利亞,、摩洛哥和加拿大等。我國的天青石礦床主要分布在青海,、江蘇,、四川、陜西,、湖北,、云南等地。由于我國鍶礦成因不同,，導致國內(nèi)鍶礦雖儲量非常大,，但質(zhì)量卻不如墨西哥、西班牙,、土耳其,、伊朗、巴基斯坦等國家產(chǎn)的鍶礦,。
菱鍶礦的成分是碳酸鍶(SrCO3),，也是提煉鍶的主要礦物之一,，重要性僅次于天青石,。國內(nèi)商品鍶礦主要是天青石,，菱鍶礦在國內(nèi)分布很少，僅見于重慶銅梁,、大足和云南蘭坪河西,，且與天青石共生，很難分開,。
工業(yè)用途有意思
雖然鍶是微量元素,，但應用領域和具體用途是十分廣泛的。
19世紀到本世紀初,，人們用氫氧化鍶制糖,，提純甜菜糖漿；兩次世界大戰(zhàn)期間,，鍶化合物被廣泛應用于生產(chǎn)煙火及信號彈,；20世紀30年代，碳酸鍶被用作煉鋼的脫硫劑,，以去除硫,、磷等有害物質(zhì)；上世紀50年代,，在電解鋅生產(chǎn)中,，碳酸鍶被用于提純鋅，其純度高達99.99%,；上世紀60年代末,，碳酸鍶廣泛用作磁性材料；鈦酸鍶用于電子計算機存儲器,，氯化鍶用作火箭燃料,；1968年，因發(fā)現(xiàn)碳酸鍶有著屏蔽X射線的良好性能,，便將其應用于彩電熒屏玻璃,。
隨著科技不斷進步和工業(yè)化迅猛發(fā)展，鍶被廣泛應用于電子,、化工,、冶金、航空,、汽車,、醫(yī)藥、分析化學以及光學等領域,。在冶金業(yè)中常作為脫氧劑,、脫硫劑、脫磷劑,、合金添加劑,，以及難熔金屬,、稀土金屬的還原劑、變質(zhì)劑,、孕育劑等,。如今，鍶又成為電池工業(yè)中的新型儲能材料,，用量將隨著汽車等行業(yè)的飛速發(fā)展而顯著增長,。
促進健康
鍶是人體內(nèi)不可缺少的一種微量元素，所有的組織內(nèi)都含有鍶,。其中,，99.0%的鍶存在于骨骼內(nèi)，僅0.7%可以溶解于細胞外液中,。骨鍶與血鍶不斷地在交換,，使其處于動態(tài)平衡之中。如果人體內(nèi)缺鍶,，便會出現(xiàn)各種不利于身體健康的癥狀,。
第一，鍶是人體骨骼和牙齒的正常組成部分,，可以調(diào)節(jié)骨髓間充質(zhì)干細胞向成骨細胞分化,，并促進骨基質(zhì)蛋白的合成和沉淀，對成骨細胞分化和骨生成起到一定的促進作用,，從而改善骨代謝,，預防骨丟失。
第二,，鍶與血管的功能及構造息息相關,，可以幫助人體減少對鈉的吸收，增加鈉的排泄,。眾所周知,，過多的鈉賦存在體內(nèi)，容易引起高血壓,、高血脂,、高血糖、心血管等疾病,，而鍶恰恰能起到預防及醫(yī)療保健作用,。
第三，鍶的一些同位素具有放射性,，因此它也在疼痛治療中發(fā)揮著重要作用,。
第四，人的頭發(fā)和皮膚中均含有鍶，如果每天通過皮膚吸收鍶,，將有助皮膚再生,、修復細胞，促進皮膚新陳代謝,，保持頭發(fā)光澤順滑,。研究還表明,，飲用水中鍶水平越低,，心血管疾病死亡率越高。飲用水中鍶在5.0mg-10.0mg/L時,，心血管疾病病死率最低,。最后，鍶對人類在提高睡眠質(zhì)量,、提升免疫力,、維持神經(jīng)和肌肉的功能等方面也是大有裨益。
隨著選冶工藝的不斷創(chuàng)新,，鍶礦的回收率,、提取純度等均會得到大幅提升；隨著科技的發(fā)展進步,，鍶的應用領域也會不斷拓展,。
（作者單位：中國地質(zhì)調(diào)查局哈爾濱自然資源綜合調(diào)查中心）
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