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yexuqing木虫之王 (文学泰斗)
太阳系系主任
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“铊”山之石，岂止可以攻玉？
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“他山之石，可以攻玉”，这句至理名言比喻从外部引入新的人才，可以解决许多问题。其实这句名言在化学元素的大家族中也使用，其中有一种金属元素，它的发现历史只有150余年，它在地壳中的含量稀少，它在化学元素周期表中位置靠后（排在118种元素的第81位），它似乎无足轻重，往往被普通人忽略，但是它可以成为人类科技发展的他山之石，它就是铊。 图片 铊元素 图片 PART.1 铊是谁？ 铊是元素周期表中第6周期ⅢA族元素，原子序数81，1861年，威廉·克鲁克斯和克洛德-奥古斯特·拉米（Claude-Auguste Lamy）利用火焰光谱法，分别独自发现了铊元素。由于在火焰中发出绿光，所以克鲁克斯提议把它命名为“Thallium”，有“绿芽”之意。 图片 深海锰结核中铊含量高 纯净的铊是一种白色金属，柔软并具有延展性，莫氏硬度小于指甲，并能够在纸上画出黑色线条，其断面具有强烈的金属光泽。当然这是人工制备出来的，在自然界中铊以微量的化合物的形式存在于其他矿物中。目前在自然界中已发现的含铊矿物主要有硫砷铊矿、硫砷铊铅矿、灰铁铊矿、斜硫砷汞铊矿、铊明矾、红铊矿、硫铁铊矿及褐铊矿，此外铊离子可以通过类置同像置换钾长石和云母矿物中的钾离子从而进入这些矿物中。由于铊是一种伴生元素，几乎不单独成矿，具工业意义的铊矿物只存在于硫化物矿床中,且几乎所有铊的硫化物和硫盐是在100～200℃的低温环境或表生氧化条件下形成的。因此铊元素的获得需要将矿石铅锤百炼。 图片 铊通常存在于硫化物矿床中 图片 PART.2 千锤百炼终于寻得铊 众里寻“铊”千百度，蓦然回首，那元素却零星遍布于各种岩石中。研究表明在沉积岩中相对富集，可能与铊在沉积物中的易吸附性有关。铊在氧化环境中也容易被Mn、Fe氧化物吸附，在深海锰结核中含量可高达140μg/g。此外铊还可以分散状态同晶形杂质存在于铅、锌、铁、铜等金属的硫矿中。 图虫创意-1911601175116120070.jpeg 高温焙烧 图虫创意-903419939542532184.jpeg 选矿 在自然界中收集铊本身就不是易事，而冶炼之路也并不容易，需要经过重重关卡。首先是选矿，即利用铊与其他矿物密度的差异，通过水力旋流、淘汰手段进行分选。接下来是将破碎磨碎的矿石在高温下进行焙烧，使矿石中的硫化物氧化生成二氧化硫，同时使矿石中的其他杂质氧化分解。最后是通过加入还原剂将矿石中的铊元素还原成金属形态，再经过融化和精炼得到纯度较高的铊金属。 图片 PART.3 从恶名到美名 很多人都不知有铊这种元素，直到一起轰动全国的某高校一名优秀女生莫名中毒事件才使得这种化学元素进入公众视野。铊的确是一种有剧毒的元素，如果误服进铊盐，24小时内就会出现恶心，呕吐，口炎，腹痛，腹泻等症状，严重时会出现头痛，嗜睡，精神错乱，幻觉，惊厥，震颤，谵妄，昏迷等。因此铊在公众中的名声并不好，但是在科学家眼中铊却是美名天下。 图片 铊的同位素可用于检测心脏疾病 铊是一种宝贵的稀有金属，在很多新型战略产业中有广泛的应用，铊虽然可以导致中毒，但是也可以用于治病。铊及其化合物可用于治疗皮肤感染病和肺结核患者的夜间盗汗症状。铊的同位素可用于检测心脏、冠状动脉等疾病，诊断肿瘤并延缓其生长，在现代医学，铊被用于校准仪器和分析实验，同时，被用于测试冠心病危险分层的试验当中。 在现代工业中，铊合金具有高强度、高硬度、抗腐蚀性能等多种特性，多用于生产保险丝和高温焊料。高纯铊与砷、硒、碲、硫合成的玻璃状半导体材料具有良好的绝缘性,可用于生产电子晶体管和绝缘覆盖层;铊系高温超导体在磁悬浮列车、飞轮储能系统等方面有着良好的应用前景。 816e6f3e7ec034b5cbd04e50b1a432ea.png 磁悬浮列车有铊 此外,铊在光导纤维、辐射闪烁器、辐射屏蔽材料和催化剂等领域也具有很好的潜在应用价值。铊的硫化物对红外线特别敏感，可以制作成光敏电池；用溴化铊或碘化铊制成的光纤非常适合长距离、防干扰、多通路、安全性能强等特点；用卤化铊晶体制造的光学棱镜精度高、性能优，添加碘化铊的特种棱镜主要用于卫星光学制造。 1920年，德国在工业上开始对铊进行了应用。1958年中国也建立了铊的生产体系。经过几代地质人的不懈努力我国在贵州省西南部滥木厂发现大型独立矿床。为我国能源资源安全提供了有力的保障。 图片 图片 新时代、新机遇，中国铊产业将围绕高质量发展这一主题，不断提升产业基础高级化和产业链现代化水平，加快转型升级、绿色发展，开发高端、绿色产品，满足市场对丰富、多元的铊系新材料巨大需求，激发增长新动力，打造发展新引擎，不断增强产业综合实力和国际竞争力，助力中国经济社会高质量发展。相信在不久的将来在相关企业和地勘行业的不断攻关下，铊资源量在不断提升的同时，其在高新技术及新兴产业中的应用将更加广泛，在保障国家安全和推动经济高质量发展，在全面深化矿产行业改革的浪潮中勇立潮头，实现中华民族伟大复兴的中国梦。 作者：王雄 来源：地球杂志 图片 编校：张 凡 审核：陈 萍 |
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