鍶性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
鍶的符號為Sr，原子序數(shù)為38，是元素周期表第2主組的第四個成員，鍶是典型的堿土元素。電子結(jié)構(gòu)是帶有兩個額外的外部5s電子的結(jié)構(gòu)。鍶是一種堿土金屬，是一種柔軟的銀白色或微黃色金屬元素，具有很高的化學反應(yīng)性。由于其與氧氣和水的極強反應(yīng)性，該元素僅在與其他元素的化合物中自然存在。暴露在空氣中，金屬會變成黃色。同位素90Sr存在于放射性塵埃中，半衰期為28.90年。鍶通常存在于自然界中，是地球上含量最高的第15個元素，在所有火成巖中平均占0.034％。主要以硫酸鹽礦物天青石（SrSO4）和碳酸鹽鍶礦（SrCO3）的形式發(fā)現(xiàn)。
鍶和鍶礦都以蘇格蘭的一個村莊命名，從這附近的鉛礦開采的礦石中首次發(fā)現(xiàn)了礦物。 1787年，一種有趣的礦物從一個鉛礦來到愛丁堡，該礦位于蘇格蘭西部高地阿蓋爾湖蘇納特湖岸上的一個小村莊里。當時，該物質(zhì)被認為是某種鋇化合物。三年后，斯科特（Scott）的愛爾蘭化學家阿黛爾·克勞福德（Adair Crawford）發(fā)表了一篇論文，聲稱該礦物擁有一個包括新化學元素的新物種。其他化學家后來用這種元素制備了許多化合物，并指出它導致蠟燭的火焰燃燒成紅色，而鋇化合物則發(fā)出綠色。格拉斯哥大學的另一位醫(yī)學教授托馬斯·霍普（Thomas Hope）在1793年將這種新礦物命名為鍶鍶。漢弗萊·戴維（Humphrey Davy）在研究各種含有熔融氯化物（如SrCl2和氧化汞）的堿土的電解過程中，最終于1808年將其分離。 1808年6月30日，他在皇家學會的一次演講中宣布了他的工作。為了與其他堿土的命名保持一致，他將其更名為鍶。
自然界中沒有發(fā)現(xiàn)鍶金屬。 它的鹽和氧化物只占地殼的0.025％。鍶有29種同位素，范圍從Sr-75到Sr-102。 鍶的四種天然形式是穩(wěn)定的而不是放射性的。 這些穩(wěn)定的同位素是Sr-84，占地球上元素的0.56％； Sr-86，占9.86％； Sr-87，占總數(shù)的7.00％； Sr-88，占地球上鍶的82.58％。 其余的同位素具有放射性，半衰期范圍從幾微秒到數(shù)分鐘，數(shù)小時，數(shù)天或數(shù)年。 大多數(shù)（但不是全部）是在核反應(yīng)堆或核爆炸中產(chǎn)生的。 兩個重要的放射性同位素是Sr-89和Sr-90。
鍶的兩種主要礦物是碳酸鹽，鍶鍶礦SrCO3和硫酸鹽含量更高的天青石SrSO4。 由于大多數(shù)應(yīng)用都涉及鈣和鋇，因此元素鍶僅具有很小的用途。 鍶合金用作真空管的“吸氣劑”。 它被摻入玻璃中以制造彩色電視機的顯像管。 鍶化合物用于示蹤彈和煙花中，產(chǎn)生紅色信號彈。 鈦酸鍶是寶石。 半衰期為29年的放射性鍶90是高能β發(fā)射體。 它是核裂變的產(chǎn)物。 這種同位素是航天器和遠程氣象站中的一種輕型核動力源。
鍶是在墨西哥和西班牙的鍶礦（SrCO3）和天青石（SrSO4）的礦石中發(fā)現(xiàn)的。 這些礦石用鹽酸（HCl）處理后，會生成氯化鍶（SrCl2），然后與氯化鉀（KCl）一起形成共晶混合物以降低SrCl2的熔點，作為石墨中的熔融電解質(zhì)碟形電解裝置。 此過程產(chǎn)生的Sr陽離子在陰極收集，在那里它們獲取電子以形成鍶金屬。 同時，Cl-離子在陽極釋放電子，并以氯氣Cl2的形式釋放出來。
鍶金屬可能以粉末形式自發(fā)爆炸。金屬鍶及其某些化合物在加熱時都會爆炸。如果用錘子敲打，某些化合物會爆炸。 金屬鍶及其某些化合物都會與水反應(yīng)生成氫氧化鍶[Sr（OH）2]并釋放出氫氣。放熱反應(yīng)產(chǎn)生的熱量可能導致氫燃燒或爆炸。
[Sr + 2H2O→Sr（OH）2 + H2↑]
某些化合物，例如鉻酸鍶和氟化鍶，是致癌物，如果攝入會中毒。鍶90特別危險，因為它是放射性骨搜尋者，可替代骨骼組織中的鈣。暴露于過量Sr-90的人群中可能發(fā)生輻射中毒和死亡。距爆炸源很遠的地方，動植物可能會吸入90鍶以及通過核武器爆炸產(chǎn)生的某些其他放射性同位素，然后進行大氣運輸。這一因素和其他因素導致禁止對核武器和熱核武器進行大氣測試。
鍶粉末遇火易造成著火和爆炸危害。加熱至熔點以上也能自燃。因為鍶與水反應(yīng)釋出氫；當金屬鍶貯存在潮濕的情況下，就有可能有氣體爆炸的危險。也容易與鹵素和磷反應(yīng)。遇酸類會劇烈反應(yīng)而釋放出氫氣。
鍶的毒性介于鈣和鋇之間。誤服可引起胃腸道癥狀，肢體痛性抽搐，少數(shù)病例可累及心肌。放射性的89鍶和90鍶則有很高的毒性，動物腹腔內(nèi)注射金屬鍶的LD
50：88～247 mg/kg。要使患者脫離污染區(qū)，安置休息并保暖。不慎濺人眼睛要用大量水沖洗15 min，嚴重者就醫(yī)診治。皮膚接觸先用水沖洗，再用肥皂徹底洗滌，如有灼傷就醫(yī)診治。誤服立即漱口，急送醫(yī)院救治。
化學性質(zhì)
銀白色柔軟金屬。相對密度2.63。熔點769℃。沸點1384℃。面心立方。化學性質(zhì)居于鈣與鋇之間，活潑性強，在空氣中迅速被氧化，表面形成黃色氧化膜。在空氣中粉碎時可自燃。加熱能與氫結(jié)合形成氫化鍶。也容易與鹵族元素和磷反應(yīng)。電阻率(20℃)23μΩ?cm，熔化熱7.43kJ/mol；汽化熱136.9 kJ/tool。電負性1.10。遇水即分解釋出氫及大量熱，使氫引起燃燒，發(fā)出深紅色火焰。溶于酸類并產(chǎn)生氫氣引起燃燒，溶于醇。
用途
用于合金，真空管的吸氣劑。
用途
用于制造合金，及用作電子管的吸氣劑，也用于化學分析、制煙氣等。
生產(chǎn)方法
鋁熱還原法先將硝酸鍶熱分解制得氧化鍶，用細粒鋁作還原劑，配料比按3SrO：2AI進行，把氧化鍶和鋁先制成團礦，將此團礦裝入鋼制蒸餾器進行真空脫氣處理，其處理溫度為90℃，真空度最終應(yīng)為10mmHg。將薄鐵板制內(nèi)筒按蒸餾器整個放人，在1150℃進行12h還原反應(yīng)，得到鍶沉積物純度為99%。將蒸餾器降至500℃以下，再將內(nèi)簡取出切開后剝離沉積物，制得金屬鍶成品。
鍶
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品