稀土元素介绍及其应用

稀土元素介绍及其应用
稀土元素介绍及其应用

稀土元素介绍及其应用

什么是稀土?稀土是稀土元素(或称稀土金属)的简称,是17种元索组成的一个金属大家族,第三副族中的镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥等等15个镧系元素(拥有独特的4f电子轨道)以及性质与它们相近的钪和钇。…稀土?是由18世纪末被发现时而得名,当时认为它们很稀贵,其氧化物又有难溶于水的“土性”,故称为稀土。现在看来,稀土在地壳中的重量百分含量(克拉克值)比铜、铅、锌、银等常见金属元索还要高,性质也不像土,而是一组性质十分活泼的金属,但“稀土”这个奇特的名称却被沿用至今。我国是稀土资源最丰富的国家,稀土储量和产量均居世界首位,在19个省市自治区都发现有稀土矿藏,而且矿物品种齐全。从北京沿京包铁路西行约800公里,就到了我国著名的草原钢城-内蒙古包头市,再向北行150公里,能看到一座奇特的矿山,这就是举世闻名的白云鄂博矿(“白云鄂博”在内蒙古语中是“富丽雄伟”的意思),它不但是座巨大的铁矿山(包钢钢铁原料基地),还是世界最大的稀土矿山,稀土储量几乎占世界总储量的一半(以轻稀土为主),而且因稀土与铁共生。可以随铁开采综合回收利用,生产成本低,市场竞争力强。在四川凉山州和山东微山地区蕴藏着优质氟碳铈镧型轻稀土矿。广东和台湾沿海有丰富的独居石型稀土矿。特别令世人瞩目的是在我国南岭地区,包括江西、广东、福建、湖南、广西等省(自治区)蕴藏着我国所特有而又极为丰富的离子型稀土矿,它们所富含的钇、铽等中重稀土储量占世界一半以上。我国在矿产资源的开发利用过程中的浪费十分惊人,平均回收率为30-50%,比发达国家低20%左右。下面举两个例子。稀土元素是现代高科技所必需的,从航空到核能,都离不开稀土元素。我国是的稀土产量是世界第一,约占世界总量的60%,但是由于我国的分离稀土的技术、设备落后,成本高、而且只能分离出一部分。于是我国只能出口廉价的矿石给日本、美国,却要以高昂的价价格从他们那买回来必需的稀土元素。我国一年进口的稀土元素所花的钱甚至比出口稀土矿石所得到的钱还要多。目前稀土元素的应用蓬勃发展,已扩展到科学技术的各个方面,尤其现代一些新型功能性材料的研制和应用,稀土元素已成为不可缺少的原料。

1、稀土元素在传统产业领域中应用

——农业领域:目前发展有稀土农学、稀土土壤学、稀土植物生理学、稀土卫生毒理学和稀土微量分析学等学科。稀土作为植物的生长、生理调节剂,对农作物具有增产、改善品质和抗逆性三大特征;同时稀土属低毒物质,对人畜无害,对环境无污染;合理使用稀土,可使农作物增强抗旱、抗涝和抗倒伏能力。当前我国农田施用稀土面积达5 000—7 000万亩/年,为国家增产粮、棉、豆、油、糖等6—8亿公斤,直接经济效益为10—15亿元,年消费稀土1 100—1 200吨。

——冶金工业领域:稀土在冶金工业中应用量很大,约占稀土总用量的1/3。稀土元素容易与氧和硫生成高熔点且在高温下塑性很小的氧化物、硫化物以及硫氧化合物等,钢水中加入稀土,可起脱硫脱氧改变夹杂物形态作用,改善钢的常、低温韧性、断裂性、减少某些钢的热脆性并能改善加热工性和焊接件的牢固性。

稀土在铸铁中作为石墨球化剂、形核剂核对有害元素的控制剂,提高铸件质量,对铸件的机械性能有很大改善,主要用于钢锭模、轧锟、铸管和异型件四个方面。

在有色合金方面应用,对以有色金属为基的各种合金都有良好的作用,改善合金的物理和机械性能。应用最多的使铝、镁、铜三个系列。

——石油化工领域:稀土用于石油裂化工业中的稀土分子筛裂化催化剂,特点是活性高、选择

性好、汽油的生产率高。稀土在这方面的用量很大。

——玻璃工业领域:稀土在玻璃工业中有三个应用:玻璃着色、玻璃脱色和制备特种性能的玻璃。用于玻璃着色的稀土氧化物有钕(粉红色并带有紫色光泽)、镨玻璃为绿色(制造滤光片)等;二氧化铈可将玻璃中呈黄绿色的二价铁氧化为三价而脱色,避免了过去使用砷氧化物的毒性,还可以加入氧化钕进行物理脱色;稀土特种玻璃如铈玻璃(防辐射玻璃)、镧玻璃(光学玻璃)。——陶瓷工业领域:稀土可以加入陶瓷和瓷釉之中,减少釉和破裂并使其具有光泽。稀土更主要用做陶瓷的颜料,由于稀土元素有未充满的4f电子,可以吸收或发射从紫外、可见到红外光区不同波长的光,发射每种光区的范围小,导致陶瓷的颜色更柔和、纯正,色调新颖,光洁度好。如黄色、紫罗兰色、绿色、桃红色、橙色、棕色、黑色等。稀土氧化物可以制造耐高温透明陶瓷(应用于激光等领域)、耐高温坩埚(冶金)。

——电光源工业领域:稀土作为荧光灯的发光材料,是节能性的光源,特点是光效好、光色好、寿命长。比白炽灯可节电75—80%。

2、稀土元素在高新技术产业中应用

——显示器的发光材料:稀土元素中钇、铕是红色荧光粉的主要原料,广泛应用于彩色电视机、计算机及各种显示器。目前,我国年产彩电红粉300—400吨,计算机显示器红粉50—100吨,以满足国产3 500万支彩显管和近百万支显示器的需求。

——磁性材料:钕、钐、镨、镝等是制造现代超级永磁材料的主要原料,其磁性高出普通永磁材料4—10倍,广泛应用于电视机、电声、医疗设备、磁悬浮列车及军事工业等高新技术领域。据专家预测,本世纪末此类材料产值将达到35亿美元。我市南开大学研究开发出拥有自主知识产权的钕铁硼永磁材料就属此类,现正与肯达集团合作进行产业化。

——储氢材料:稀土与过渡元素的金属间化合物MMNi5(MM为混合稀土金属)和LaNi5是优良的吸氢材料,被称为氢海绵。其最为成功的应用是制造二次电池——金属氢化物电池,即镍氢电池。其等体积充电容量是目前广泛使用的镍镉电池的2倍,充放电循环寿命和输出电压与镍镉电池一样,但没有了镉污染。我市南开大学在储氢材料研究开发上有很大优势,通过863项目,和平海湾公司已开始了镍氢电池产业化工作。

——激光材料:稀土离子是固体激光材料和无机液体激光材料的最主要的激活剂,其中以掺Nd3+的激光材料研究得最多,除钇铝石榴石(Y AG)、铝酸钇(Y AP)玻璃等基质外,高稀土浓度激光材料可能称为特殊应用的材料。

——精密陶瓷:氧化钇部分稳定的氧化镐是性能十分优异的结构陶瓷,可制作各种特殊用途的刀剪;可以制作汽车发动机,因其具有高导热、低膨胀系数、热稳定性能好、在1 650℃下工作强度不降低,导致发动机马力大、省燃料等优点。

——催化剂:稀土除用于制造石油裂化催化剂外,广泛应用于很多化学反应,如稀土氧化物LaO3、Nd2O3和Sm2O3用于环己烷脱氢制苯,用LnCoO3代替铂催化氧化氨制硝酸。并在合成异戊橡胶、顺丁橡胶的生产中作为催化剂。

汽车尾气需要将CH、CO氧化,对NOX进行还原处理,以解决目前城市空气污染问题。稀土元素是汽车尾气净化催化剂的主要原料。我市化工研究院在这方面有很强的优势,可推动形成一个汽车尾气净化器产品。

——高温超导材料:近几年研究表明,许多单一稀土氧化物及其某些混合稀土氧化物是高温超导材料的重要原料。一旦高温超导材料进入实用,整个世界将起翻天覆地的变化。目前,我国在稀土超导材料的成材研究方面取得了有意义的突破。

1. 稀土抛光粉

各种稀土抛光粉性能对比型号:SHSP-100 外观:浅棕红色粉末规格:REO99%,CeO2/REO99%,F=5-7%,D50:0.8um 用途:天然水晶、液晶显示屏、LCD模块、ITO导电玻璃... 公司名称:广州市新稀冶金化工有限公司[省份:广东省]

2. 氧化铈抛光粉

我公司专业生产各种型号的氧化铈抛光粉,可根据不同客户的需求,定做各种不同产品粒度和氧化铈主含量的抛光粉。目前我公司主要客户都集中在国内外玻壳厂家,LCD生产厂家,现根据公司的产量,开始涉入各种光学玻璃,珠宝水晶饰...

公司名称:上海界龙研磨材料有限公司[省份:上海市]

3. 水钻抛光粉

SHSP-388-2 一、性能介绍:是一种高效的白色抛光粉,广泛适用于大范围的高质量成型抛光,它具有抛光速度快、使用寿命长、良好的悬浮性、不沾附、能适合于各种模材料的抛光,尤其适合由于配合聚胺脂高速抛光,且无论何种速...

17种稀土元素名称及用途

17种稀土元素名称及用途 镧(La) "镧"这个元素是1839年被命名的,当时有个叫"莫桑德"的瑞典人发现铈土中含有其它元素,他借用希腊语中"隐藏"一词把这种元素取名为"镧"。镧的应用非常广泛,如应用于压电材料、电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料(兰粉)、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等。她也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中,光转换农用薄膜也用到镧,在国外,科学家把镧对作物的作用赋与"超级钙"的美称。 铈(Ce)"铈"这个元素是由德国人克劳普罗斯,瑞典人乌斯伯齐力、希生格尔于1803年发现并命名的,以纪念1801年发现的小行星--谷神星。 铈的广泛应用: (1)铈作为玻璃添加剂,能吸收紫外线与红外线,现已被大量应用于汽车玻璃。不仅能防紫外线,还可降低车内温度,从而节约空调用电。从1997年起,日本汽车玻璃全加入氧化铈,1996年用于汽车玻璃的氧化铈至少有2000吨,美国约1000多吨. (2)目前正将铈应用到汽车尾气净化催化剂中,可有效防止大量汽车废气排到空气中。美国在这方面的消费量占稀土总消费量的三分之一强。 (3)硫化铈可以取代铅、镉等对环境和人类有害的金属应用到颜料中,可对塑料着色,也可用于涂料、油墨和纸张等行业。目前领先的是法国罗纳普朗克公司。 (4)Ce:LiSAF激光系统是美国研制出来的固体激光器,通过监测色氨酸浓度可用于探查生物武器,还可用于医学。铈应用领域非常广泛,几乎所有的稀土应用领域中都含有铈。如抛光粉、储氢材料、热电材料、铈钨电极、陶瓷电容器、压电陶瓷、铈碳化硅磨料、燃料电池原料、汽油催化剂、某些永磁材料、各种合金钢及有色金属等。 镨(Pr) 大约160年前,瑞典人莫桑德从镧中发现了一种新的元素,但它不是单一元素,莫桑德发现这种元素的性质与镧非常相似,便将其定名为"镨钕"。"镨钕"希腊语为"双生子"之意。大约又过了40多年,也就是发明汽灯纱罩的1885年,奥地利人韦尔斯巴赫成功地从"镨钕"中分离出了两个元素,一个取名为"钕",另一个则命名为"镨"。这种"双生子"被分隔开了,镨元素也有了自己施展才华的广阔天地。镨是用量较大的稀土元素,其用于玻璃、陶瓷和磁性材料中。 镨的广泛应用: (1)镨被广泛应用于建筑陶瓷和日用陶瓷中,其与陶瓷釉混合制成色釉,也可单独作釉下颜料,制成的颜料呈淡黄色,色调纯正、淡雅。

稀土的性质及用途

立志当早,存高远 稀土的性质及用途 稀土元素系典型的金属元素,其金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属。稀土元素的电子层结构和核结构决定了稀土元素及其化合物的性质,而稀土的许多独特性质,又决定着它们的应用。有关稀土的结构与性质的关系示于下表。经历了60 多年的开发,因提取工艺复杂,产品价格昂贵,发展速度缓慢,消费量也不大。20 世纪50 年代以后,稀土分离技术得到了迅速的发展,近代的离子交换法、溶剂萃取法取代了经典的分级结晶、分步沉淀法,并在工业生产中获得各种较纯的单一稀土产品,从而为稀土的应用奠定了基础。近十年,稀土广泛用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷、新材料领域。 在冶金工业方面:稀土金属或氧化物、硅化物加入钢中,能起到精练、脱硫、中和低熔点有害质的作用,并可以改善钢的加工性能;稀土铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁,由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件,被广泛用于汽车、拖拉机,柴油机等机械制造业;稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中,可以改善合金的物理化学性能,并提高合金室温及高温机械性能。 在石油化工方面:用稀土制成的分子筛催化剂,具有活性高、选择性好,抗重金属中毒能力强的优点,因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程;在合成氨生产过程中,用少量的硝酸稀土为助催化剂,其处理气特比镍铝催化剂大1.5 倍;在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中,采用环烷酸稀土-三异丁基铝型催化剂,所获得的产品性能优良,具有设备挂胶少,运转稳定,后处理工序短等优点;复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂,环烷酸铈还可用作油漆催干剂等。 在玻璃陶瓷方面:稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿,可作为抛光粉广

中国稀土现状

中国稀土现状 中国商务部近日公布2011年第二批一般贸易稀土出口配额,共计15738吨, 该数字较去年第二批配额7976吨增加约97.3%。近乎一倍的配额提升,是中国基于保护环境和可用尽资源、维持可持续发展,并切实考虑全球稀土供应与需求的情况下做出的积极努力。但是,美日和欧盟一些官员却认为中国对稀土的供应仍“不充分”,“扭曲了市场”。西方国家一面纷纷关闭自己的稀土矿,转而廉价购买和囤积中国的稀土资源;一面又大加指责中国限制稀土资源的出口战略。围绕中国的稀土问题,成了国际上的热门话题。 上篇:稀土是21世纪的“黄金” 镨、钕、镝、铽……仅仅在一年前,这17种稀土金属对公众来说还只是陌生的化学元素。今年以来,随着其价格的上涨和部分国家的“抗议”,稀土金属的价值正在被重新发现:从最新潮的黑莓手机到最前沿的电动汽车,稀土都是必不可少的材料以至于有人把它称之为“绿色科技的钥匙,面向21世纪的黄金”。目前,全球已探明稀土资源不到一亿吨,是既稀缺又非常重要的战略性资源。几乎没有人不承认稀土在新能源、节能环保、新材料等战略性新兴产业中起着至关重要的作用。 (一)稀有的“工业维生素” 2009年岁末,美国波音787梦幻客机试飞成功。其主要结构由碳纤维合成材料与钛材料制成,在远航时能节省20%的燃料,排放的温室气体也更少。这款飞机采用的新型材料与稀土、有色金属等原材料有关。美国以低廉的价格从中国等发展中国家进口这些原材料,再用这些原材料制成新型材料,组装成性能更好的飞机,并以很高价格卖给包括中国在内的国家。 稀土材料的用途非常广泛而重要。稀土的每一个元素都可以形成上千亿元的产业。因此,稀土又被称为“工业维生素”。稀土资源在诸多产业均有广泛应用,不仅在高科技产业,而且手机、电脑硬盘、显示器等大量生活日用品的生产都离不开稀土。因此,稀土又被称为货真价实的“21世纪黄金”。 作为中国的战略性新兴产业之一,以稀土功能材料为代表的新材料行业成为备受市场瞩目的蓝海。在节能环保、新能源、新能源汽车三大领域,稀土功能材料有着无可比拟的优势,稀土永磁、发光、催化、储氢、抛光材料等等,将成为未来新材料领域的明星。关于稀土资源的重要性,邓小平1992年南巡期间曾形象地比喻“中东有石油,中国有稀土。” (二)稀土资源为何“稀有”? “稀土真的那么稀有吗?”美国《外交政策》杂志不久前给出答案:未必,只要你愿意挖。大多数稀土元素都相当普遍,其中几种稀土储量甚至比铅还多。打火机里的电石是用稀土做的,稀土用于煤气灯已经有一个多世纪了。现在市场上稀土供应减少是出于经济和环境因素,而并非是因为稀土稀缺。 一年多前,美国《纽约时报》网站发表题为《有利于地球的元素被毁灭性开采》的文章写道,当代最绿色环保的一些科技———从电动汽车到节能灯泡到大型风力发电机———都依赖一组特殊的物质才能存在,它们被统称为稀土元素。

稀土材料的应用简介

稀土矿的应用简介 一、稀土矿的简介 1、稀土的发现史 从1794年发现元素钇,到1945年在铀的裂变物质中获得钷,前后经过151年的时间,人们才将元素周期表中第三副族的钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥17个性质相近的元素全部找到,把它们列为一个家族,取名稀土元素。我国稀土品种全,17种元素除钷尚未发现天然矿物,其余16种稀土元素均已发现矿物、矿石。2、资源储量分布 我国稀土矿产主要集中在内蒙古白云鄂博铁-铌、稀土矿区,其稀土储量占全国稀土总储量的90%以上,是我国轻稀土主要生产基地。即轻稀土主要分布在北方地区,重稀土则主要分布在南方地区,尤其是在南岭地区分布可观的离子吸附型中稀土、重稀土矿,易采、易提取,已成为我国重要的中、重稀土生产基地。此外,在南方地区还有风化壳型和海滨沉积型砂矿,有的富含磷钇矿(重稀土矿物原料);在赣南一些脉钨矿床(如西华山、荡坪等)伴生磷钇矿、硅铍钇矿、钇萤石、氟碳钙钇矿、褐钇铌矿等重稀土矿物,在钨矿选冶过程中可综合回收,综合利用。 二、稀土的用途 稀土(RE)常被冠以“工业味精”的美誉。稀土元素因其具有独特的电子结构而表现出特殊的光、电、磁学等物理化学性质。无论是稀土金属还是其化合物都有良好的应用价值。1、传统领域中的稀土材料 (1)稀土在农轻工中的应用 稀土元素作为微量元素用于农业有2个优点:一是作为植物的生长、生理调节剂;二是稀土属低毒、非致癌物质,合理使用对人畜无害、环境无污染。如添加稀土元素的硝酸盐化合物作为微量元素化肥施用于农作物可起到生物化学酶或辅助酶的生物功效,具有增产效果。 纺织业中:铈组元素(Eu以前的镧系元素)的氯化物或醋酸盐可提高纺织品的耐水性,并使织物具有防腐、防蛀、防酸等性能。某些稀土化合物还可以作为皮革的着色剂或媒染剂,La、Ce、Nd的一些化合物可用作油漆的干燥剂,增强油漆的耐腐蚀性。 (2)稀土在冶炼工业中的应用 稀土元素对O、S和某些非金属具有强亲和力,利用这一特点,将稀土用于炼钢中能净化钢液,能起到脱S和脱O的作用,其原理是加入钢中的稀土能结合钢中可能生成的MnS、Al2O3和硅铝酸夹杂物中的O和S形成化合物。 钢的脱硫:在钢中添加混合稀土金属的目的之一是控制硫夹杂物的含量和形状。炼钢通常要添加锰,锰与硫结合形成硫化物夹杂物,这种夹杂物在轧钢时会变形。而添加混合稀土金属则能产生稀土的硫化物、硫氧化物,它们在轧钢时形状保持不变,使钢的性能得到改善。 稀土球墨铸铁:混合稀土金属以稀土硅铁合金或硅镁钛合金的形式加入铁不中促进石墨的球化,从而提高铸铁的可锻强度。产品称球墨铸铁。 打火石:混合稀土金属制造打火石,这是75%的混合稀土金属和25%的铁制成的一种合金。 有色金属合金中:稀土金属有色金属合金中也获得广泛应用。例如有一种稀土镁合金(含有Mg、Zn、Zr、La、Ce)可用于制造喷气式发动机的传动装置,直升飞机的变速箱,飞机的着陆轮和座舱罩。在镁合金中添加稀土金属优点是可提高其高温抗蠕变性,改善铸造性能和室温可焊性。有一种铝锆钇合金用作电线,其特点是输出功率高、耐热、耐振动和耐腐蚀。(3)稀土在炼油业中的应用 目前,世界上90%的炼油裂化装置都使用含稀土的催化剂,其中稀土分子筛型石油裂化

稀土的分类及其用途

稀土的分类及其用途 2009年09月28日 09点34分06秒 【概述】 稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素(RareEarth)。简称稀土(RE或R)。 韩国并不是主要的稀土使用国,目前我国出口的稀土数量达到每年5万吨(合法出口),主要的应用大国为日本,欧洲和北美。与此同时稀土在我国的应用也在积极开展,目前占到7万吨。我国每年稀土实际的矿产的实际投入量大约为15万吨,这个数字近年来没有明显变化。尽管如此,稀土的数量仍然不能满足目前全球在汽车,电子等行业用量的要求。特别是稀土在抛光,催化,磁性材料方面的增长也是非常突出。然而稀土的应用也存在着参差不齐的问题,一些元素,例如:Sm,Gd,Ho,Er等就没有得到充分的应用而大量荒弃,非常可惜。 【稀土的分类】 1)轻稀土(又称铈组):镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。 2)重稀土(又称钇组):铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。 铈组与钇组之别,是因为矿物经分离得到的稀土混合物中,常以铈或钇比例多的而得名。 稀土金属(rareearthmetals)又称稀土元素,是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称,常用R或RE 表示。它们的名称和化学符号是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。它们的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。 【17种稀土元素名称的由来及用途】 稀土一词是历史遗留下来的名称。稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。稀土一般是以氧化物状态分离出来的,又很稀少,因而得名为稀土。通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土;把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性,除钪之外(有的将钪划归稀散元素),划分成三组,即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷;中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝;重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。 这些稀土元素的发现,从1794年芬兰人加多林(J.Gadolin)分离出钇到1947年美国人马林斯基(J.A.Marinsky)等制得钷,历时150多年。其中大部分稀土元素是欧洲的一些矿物学家、化学家、冶金学家等发现制取的。钷是美国人马林斯基、格兰德宁(L.E.Glendenin)和科列尔(C.D.Coryell)用离子交换分离,在铀裂变产物的稀土元素中获得的。过去认为自然界中不存在钷,直到1965年,芬兰一家磷酸盐工厂在处理磷灰石时发现了痕量的钷。 镧(La)"镧"这个元素是1839年被命名的,当时有个叫"莫桑德"的瑞典人发现铈土中含有其它元素,他借用希腊语中"隐藏"一词把这种元素取名为"镧"。

中国稀土行业发展现状分析

中国稀土行业发展现状分析 目前中国的稀土储量约占世界总储量的23%。中国的稀土资源主要有以下特点: 1、资源赋存分布“北轻南重”。轻稀土矿主要分布在内蒙古包头等北方地区 和四川凉山,离子型中重稀土矿主要分布在江西赣州、福建龙岩等南方地区。 2、资源类型较多。稀土矿物种类丰富,包括氟碳铈矿、独居石矿、离子型矿、磷钇矿、褐钇铌矿等,稀土元素较全。离子型中重稀土矿在世界上占有重要地位。 3、轻稀土矿伴生的放射性元素对环境影响大。轻稀土矿大多可规模化工业性开采,但钍等放射性元素处理难度较大,在开采和冶炼分离过程中需重视对人类健康和生态环境的影响。 4、离子型中重稀土矿赋存条件差。离子型稀土矿中稀土元素呈离子态吸附于土壤之中,分布散、丰度低,规模化工业性开采难度大。 20世纪70年代末实行改革开放以来,中国稀土工业迅速发展。稀土开采、冶炼和应用技术研发取得较大进步,产业规模不断扩大,基本满足了国民经济和社会发展的需要。 形成完整的工业体系。中国已形成内蒙古包头、四川凉山轻稀土和以江西赣州为代表的南方五省中重稀土三大生产基地,具有完整的采选、冶炼、分离技术以及装备制造、材料加工和应用工业体系,可以生产400多个品种、1000多个规格的稀土产品。2011年,中国稀土冶炼产品产量为9.69万吨,占世界总产量的90%以上。 市场环境逐步完善。中国不断推进稀土行业改革,推动形成投资主体多元、企业自主决策、价格供求决定的稀土市场体系。最近几年,中国稀土行业投资快速增长,市场规模不断扩大,国有、民营、外资等多种经济成分并存,稀土市场规模目前已接近千亿元人民币。市场秩序逐步改善,企业间的兼并重组逐步推进,稀土行业“小、散、乱”的局面得到了初步改观。 科技水平进一步提高。经过多年发展,中国建立起较为完整的研发体系,在稀土采选、冶炼、分离等领域开发了多项具有国际先进水平的技术,独有的采选工艺和先进的分离技术为稀土资源的开发利用奠定了坚实基础。稀土新材料产业得到稳步发展,实现了稀土永磁材料、发光材料、储氢材料、催化材料等新材料的产业化,为改造提升传统产业和发展战略性新兴产业提供了支持。

稀土永磁材料概述

稀土永磁材料概述 从广义上讲,所有能被磁场磁化、在实际应用中主要利用材料所具有的磁特性的一类材料成为磁性材料。它包括硬磁材料、软磁材料、半硬磁材料、磁致伸缩材料、磁光材料、磁泡材料和磁制冷材料等,其中用量最大的是硬磁材料和软磁材料。硬磁材料和软磁材料的主要区别是硬磁材料的各向异性场高、矫顽力高、磁滞回线面积大、技术磁化到饱和需要的磁场大。由于软磁材料的矫顽力低,技术磁化到饱和并去掉外磁场后,它很容易退磁,而硬磁材料由于矫顽力较高,经技术磁化到饱和并去掉磁场后,它仍然长期保持很强的磁性,因此硬磁材料又称为永磁材料或恒磁材料。古代,人们利用矿石中的天然磁铁矿打磨成所需要的形状,用来指南或吸引铁质器件,指南针是中国古代四大发明之一,对人类文明和社会进步做出过重要贡献。近代,磁性材料的研究和应用始于工业革命之后,并在短时间内得到迅速发展.现今,对磁性材料的研究和应用无论在广度或者深度上都是以前无可比拟的,各类高性能磁性材料,尤其是稀土永磁材料的开发和应用对现代工业和高新技术产业的发展起着巨大的推动作用。 永磁材料性能要求 永磁材料的主要性能是由以下几个参数决定的 1.2.1最大磁能积:最大磁能积是退磁曲线上磁感应强度和磁场强度乘积的最大值。这个值越大,说明单位体积内存储的磁能越大,材料的性能越好。 1.2.2饱和磁化强度:是永磁材料极为重要的参数。永磁材料的饱和磁化强度越高,它标志着材料的最大磁能积和剩磁可能达到的上限值越高。 1.2.3矫顽力:铁磁体磁化到饱和后,使它的磁化强度或磁感应强度降低到零所需要的反向外磁场称为矫顽力。它表征材料抵抗退磁作用的本领。 1.2.4剩磁:铁磁体磁化到饱和并去掉外磁场后,在磁化方向保留的剩余磁化强度或剩余磁感应强度称为剩磁。 1.2.5居里温度:强铁磁体由铁磁性和亚铁磁性转变为顺磁性的临界温度称为居里温度或居里点。居里温度高标志着永磁材料的使用温度也高。

各种稀土元素的应用领域

各种稀土元素的应用领域 镧(La):镧的应用非常广泛,如应用于压电材料、电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料(兰粉)、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等。她也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中,光转换农用薄膜也用到镧,在国外,科学家把镧对作物的作用赋与"超级钙"的美称。 铈(Ce):1,铈作为玻璃添加剂,能吸收紫外线与红外线,现已被大量应用于汽车玻璃。不仅能防紫外线,还可降低车内温度,从而节约空调用电。从1997年起,日本汽车玻璃全加入氧化铈,1996年用于汽车玻璃的氧化铈至少有2000吨,美国约1000多吨。2,目前正将铈应用到汽车尾气净化催化剂中,可有效防止大量汽车废气排到空气中美国在这方面的消费量占稀土总消费量的三分之一强。3,硫化铈可以取代铅、镉等对环境和人类有害的金属应用到颜料中,可对塑料着色,也可用于涂料、油墨和纸张等行业。目前领先的是法国罗纳普朗克公司。4,Ce:LiSAF激光系统是美国研制出来的固体激光器,通过监测色氨酸浓度可用于探查生物武器,还可用于医学。铈应用领域非常广泛,几乎所有的稀土应用领域中都含有铈。如抛光粉、储氢材料、热电材料、铈钨电极、陶瓷电容器、压电陶瓷、铈碳化硅磨料、燃料电池原料、汽油催化剂、某些永磁材料、各种合金钢及有色金属等。 镨(Pr):1,镨被广泛应用于建筑陶瓷和日用陶瓷中,其与陶瓷釉

混合制成色釉,也可单独作釉下颜料,制成的颜料呈淡黄色,色调纯正、淡雅。2,用于制造永磁体。选用廉价的镨钕金属代替纯钕金属制造永磁材料,其抗氧性能和机械性能明显提高,可加工成各种形状的磁体。广泛应用于各类电子器件和马达上。3,用于石油催化裂化。以镨钕富集物的形式加入Y型沸石分子筛中制备石油裂化催化剂,可提高催化剂的活性、选择性和稳定性。我国70年代开始投入工业使用,用量不断增大。4,镨还可用于磨料抛光。另外,镨在光纤领域的用途也越来越广。 钕(Nd):钕元素的到来活跃了稀土领域,在稀土领域中扮演着重要角色,并且左右着稀土市场。金属钕的最大用户是钕铁硼永磁材料。钕铁硼永磁体的问世,为稀土高科技领域注入了新的生机与活力。钕铁硼磁体磁能积高,被称作当代"永磁之王",以其优异的性能广泛用于电子、机械等行业。阿尔法磁谱仪的研制成功,标志着我国钕铁硼磁体的各项磁性能已跨入世界一流水平。钕还应用于有色金属材料。在镁或铝合金中添加1.5~2.5%钕,可提高合金的高温性能、气密性和耐腐蚀性,广泛用作航空航天材料。另外,掺钕的钇铝石榴石产生短波激光束,在工业上广泛用于厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。在医疗上,掺钕钇铝石榴石激光器代替手术刀用于摘除手术或消毒创伤口。钕也用于玻璃和陶瓷材料的着色以及橡胶制品的添加剂。随着科学技术的发展,稀土科技领域的拓展和延伸,钕元素将会有更广阔的利用空间。

稀土在农业上的应用

稀土元素 稀土元素的发现 稀土一词是历史遗留下来的名称。稀土元素(Rare Earth Element) 是从18世纪末叶开始陆续发现,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。稀土一般是以氧化物状态分离出来的,又很稀少,因而得名为稀土(Rare Earth,简称RE或R)。 这些稀土元素的发现,从1794年芬兰人加多林(J。Gadolin)分离出钇到1947年美国人马林斯基(J。A。Marinsky)等制得钷,历时150多年。其中大部分稀土元素是欧洲的一些矿物学家、化学家、冶金学家等发现制取的。钷是美国人马林斯基、格兰德宁(L。E。Glendenin)和科列尔(C。D。Coryell)用离子交换分离,在铀裂变产物的稀土元素中获得的。过去认为自然界中不存在钷,直到1965年,芬兰一家磷酸盐工厂在处理磷灰石时发现了痕量的钷。 稀土元素组成 稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素。通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土元素(铈组稀土),钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇称为重稀土元素(钇组稀土)。 也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性,除钪之外(有的将钪划归稀散元素),划分成三组,即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷;中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝;重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。 周期系ⅢB族中原子序数为21、39和57~71的17种化学元素的统称。其中原子序数为57~71的15种化学元素又统称为镧系元素。 稀土元素的特性 稀土元素是周期表中IIIB族钪、钇和镧系元素之总称。其中钷是人造放射性元素。他们都是很活泼的金属,性质极为相似,常见化合价+3,其水合离子大多有颜色,易形成稳定的配化合物。溶剂萃取和离子交换是目前分离稀土的较好方法。镧、铈、镨、钕等轻稀土金属,由于熔点较低,在电解过程可呈熔融状态在阴极上析出,故一般均采用电解法制取。可用氯化物和氟化物两种盐系,前者以稀土氯化物为原料加入电解槽,后者则以氧化物的形式加入。 稀土矿物

中国的稀土状况与政策

中国的稀土状况与政策 (2012年6月) 中华人民共和国国务院新闻办公室 目录 前言 ........................................................................................................ 一、稀土现状........................................................................................... 二、发展原则和目标 (5) 三、有效保护和合理利用资源................................................................ 四、促进稀土利用与环境协调发展........................................................ 五、推进技术进步和产业升级................................................................ 六、促进公平贸易和国际合作................................................................ 前言 稀土是不可再生的重要自然资源,在经济社会发展中的用途日益广泛。 中国是稀土资源较为丰富的国家之一。20世纪50年代以来,中国稀土行业取得了很大进步。经过多年努力,中国成为世界上最大的稀土生产、应用和出口国。 稀土开发在造福人类的同时,与之相伴的资源和环境问题不断凸显。在稀土开发利用中,资源的合理利用和环境的有效保护是世界面临的共同挑战。近年来,中国在稀土的开采、生产、出口等环节综合采取措施,加大资源和环境保护的力度,努力促进稀土行业持续健康发展。 随着经济全球化的深入发展,中国在稀土领域的国际交流合作日益增多。中国一贯尊重规则,信守承诺,为世界提供了大量的稀土产品。中国将继续按照世界贸易组织规则,加强稀土行业的科学管理,向国际市场供应稀土产品,为世界经济发展和繁荣作出贡献。 一段时期以来,一些国家高度关注中国的稀土状况与政策,有着各种各样的说法。这里就此做一介绍,以增进国际社会的了解。

浅谈稀土的应用现状与前景

浅谈稀土的应用现状与前景 12化本 120900017 贺惠苹 摘要:21世纪的发展使稀土工业面临着新的挑战。为了适应时代的脉搏,探索新的产品和用途,必须对各种形式的稀土产物的特性和可能产生的附加值进行广泛、深入的研究。我国有丰富的稀土资源,约占世界己探明储量的80%以上。我国是世界稀土资源大国,我国稀土资源的特点是储量大、类型多、品种全、质量好、开采成本低。除Pm外的16个稀土元素,在我国从南到北分布齐全。北方以包头矿为主,生产轻稀土;南方以江西、四川、湖南、广东等省为主,生产中、重稀土。目前已形成了良好的生产布局,产量稳居世界首位。因此,开发推广稀土应用对充分利用我国富有的稀土资源、推动稀土产业的发展,具有重要的社会意义。 关键字:稀土资源应用前景 引言:稀土在国民经济发展中发挥着愈来愈重要的作用,其作用并不在于其自身的价格,而在于它在其他领域的应用能产生其自身价值数十倍甚至上万倍的经济效益和社会效益。近年来稀土应用领域越来越广泛,新的应用不断出现。以我国为例,稀土应用已遍及国民经济的13个领域40多个行业,经济效益十分显著。另一方面,稀土在高新技术领域的应用前景十分广阔,是高新技术发展的战略材料。稀土元素因其特有的4f层电子结构,而具有很好的光、电、磁性质,成为光、电、磁等新型功能材料的核心。它还可以与其他元素组合成性能优异的功能材料,在新材料发展中起重要作用。稀土材料在高新技术领域中具有十分重要的战略地位,人们都在大力加强稀土新材料的研究和开发,竞争十分激烈。[1] 一稀土在钢铁冶金领域的应用 稀土元素由于其特殊的原子结构和活性,作为微量添加剂用于钢、铸铁、钦、铝、镍、钨、钥等材料中,能产生消除杂质、细化晶粒和改善组成的神奇功效,从而改进合金的机械、物理和加工性能,提高合金的热稳定性和耐腐蚀性。例如,稀土作为添加剂,可以净化钢液,改变钢中夹杂物的形态和分布,细化晶粒,改善钢的组织和性能.稀土在钢铁冶金中的应用是中国稀土的最大消费领域。特别是在铸铁中的应用很普遍,一直占最大的比例。稀土在钢中的用量占的比例相应小一些。稀土在铸铁中的作用主要是作为球化剂、蠕化剂和孕育剂使用;稀土处理的合金铸铁件亦有发展。稀土铸铁主要应用于冶金行业的轧辊、钢锭模,以及汽车和拖拉机行业的曲轴、汽缸体、变速箱、履带,机械行业的各种齿轮、凸轮轴、各种机座,建筑行业的各种口径的输水管线和暖气片等。目前存在的问题是,稀土铸铁的用量还不多,推广面应进一步扩大。在钢中的作用主要是脱硫、脱氧、细化晶粒、去除杂质等作用,从而改善钢的各项力学性能。[2] 二稀土在有色冶金中的应用 稀土金属具有很高的化学活性和较大的原子半径,因此,将其用于有色金属及合金中,一般都可以产生良好的效果,如细化晶粒、防止偏析、去气、除杂、净化和改善金相组织等作用,从而在一定程度上改善合金的力学性能、物理性能、

稀土元素及用途

稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素(Rare Earth)。简称稀土(RE或R)。稀土的分类】 1)轻稀土(又称铈组):镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。 2)重稀土(又称钇组):铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。 铈组与钇组之别,是因为矿物经分离得到的稀土混合物中,常以铈或钇比例多的而得名。 稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素,是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称,常用R或RE表示。它们的名称和化学符号是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。它们的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。 【名称由来】 17种稀土元素名称的由来及用途 镧(La) "镧"这个元素是1839年被命名的,当时有个叫"莫桑德"的瑞典人发现铈土中含有其它元素,他借用希腊语中"隐藏"一词把这种元素取名为"镧"。镧的应用非常广泛,如应用于压电材料、电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料(兰粉)、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等。她也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中,光转换农用薄膜也用到镧,在国外,科学家把镧对作物的作用赋与"超级钙"的美称。 铈(Ce) "铈"这个元素是由德国人克劳普罗斯,瑞典人乌斯伯齐力、希生格尔于1803年发现并命名的,以纪念1801年发现的小行星--谷神星。 铈的广泛应用: (1)铈作为玻璃添加剂,能吸收紫外线与红外线,现已被大量应用于汽车玻璃。不仅能防紫外线,还可降低车内温度,从而节约空调用电。从1997年起,日本汽车玻璃全加入氧化铈,1996年用于汽车玻璃的氧化铈至少有2000吨,美国约1000多吨.

地球化学-稀土元素标准化计算

表中数据为辉长岩、沂南花岗岩7件样品的REE组成(ppm) 1,用球粒陨石值对样品的REE组成进行标准化,作其分配模式图,对图件中表达的地球化学特征进行说明; 2,计算各样品的Eu/Eu*,并对其地球化学意义进行说明; ,3,假设辉长岩中造岩矿物的组成为:CPX45%,PL35%,OL20%。结合课件中提供的REE在矿物和熔体间的分配系数,计算与辉长岩平衡的熔体的REE组成,并作REE配分模式图。

解答: 1,如下表1-1为常用球粒陨石和原始地幔稀土元素组成,我采用C1 球粒陨石数据(Sun & McDonough,1989)对样品的REE进行标准化,得到了下表1-2,再根据对样品REE标准化的数据进行作样品的分配模式图,得到了图1-1 表1-1

表1-2 图1-1 通过对样品配分模式图进行分析可知道,沂南花岗岩样品中富集轻稀土元素而亏损重稀土元素,这与花岗岩的成分岩性有一定关系,花岗岩为酸性岩,主要矿物为长石、石英和云母,而这矿物主要富集轻稀土元素,并且从图中可以看出Eu的负异常,说明在岩浆结晶形成花岗岩之前就有长石结晶出来,使岩浆呈Eu 的负异常。辉长岩的样品配分模式图表现出来的富集轻稀土元素没有沂南花岗岩样品那么显著,富集程度较低,这也与辉长岩的岩性成分有关,辉长岩中主要矿物为辉石和长石,长石富集轻稀土元素较为显著,而辉石相对较富集重稀土元素,

但程度不是很显著,所以岩石总体表现较为富集轻稀土元素,但程度不是那么显著。并且从图中可以看出Eu的正异常,只是不是很显著,说明长石结晶出来使岩石呈Eu的正异常。 2,Eu/Eu*=2×Eu/(Sm+Gd)(其中Eu、Sm、Gd都是为球粒陨石标准化值),根据这个求出各样品中的Eu/Eu*,如下表1-3: 表1-3 由上表中的Eu/Eu*值可知的辉长岩为Eu的正异常,说明在岩浆结晶时,长石和辉石先结晶出去形成辉长岩,而长石中富集Eu元素,所以在辉长岩中Eu 为正异常,而后期岩浆因长石的结晶分异而呈Eu的负异常,并且逐渐向酸性过渡,结晶形成酸性岩。可以推测这样品为同源岩浆所形成,主要是形成时间不同导致Eu异常不同和岩性的不同。 3,根据课件可查出REE在CPX、PL、OL等矿物和熔体间的分配系数,如下表1-4:

稀土元素的应用

稀土元素的应用 一、镧元素的应用现状及存在问题 镧的应用非常广泛~应用于各种合金材料、贮氢材料、热电材料、磁阻材料、发光材料、屏蔽涂料、光学玻璃等。它也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中。在农业上~有科学家把镧对农作物的作用赋与“超级钙”的美称。 1、传统应用 ,1,钢铁改质剂 金属镧加入钢中可脱硫和脱氧~可细化晶粒~形成微合金并改变夹杂物的形态及分布~提高抗氢脆和抗腐蚀能力,加入到铁中可净化铁水~改变石墨形态~防止杂质元素破坏球化作用。由于钢铁在各个领域应用广泛~金属镧在钢、铸铁等高性能产品发展过程中均扮演着重要的色。 ,2,还原剂 金属镧与氧在高温下发生还原反应~利用蒸气压差可真空蒸馏分离提纯制备金属钐、金属铥等高蒸气压金属~该工艺简单~污染少。 ,3,石油炼制催化剂 为了从原油中获得更多的汽油、柴油等轻质油, 必须在石油精炼加工中对重质油采用催化裂化处理, 就必需使用石油裂化催化剂, 稀土分子筛裂化催化剂比不含稀土的催化剂催化活性和热稳定性均有明显提高, 可使轻质油收率提高4%, 使催化剂寿命延长2倍, 炼油成本降低20%, 并使裂化装置生产能力提高30%-50%。 ,4,功能陶瓷 镧在功能陶瓷材料中具有特别好的应用前景,如在钛酸钡(BaTiO)电容器陶瓷中加入氧化镧,可明显提高电容器的3

稳定性和使用寿命,加入1%氧化镧,可延长使用寿命400-500倍。镧作为固体电解质可用于固体氧化物燃料电池。他们都具有良好的抗断裂韧性、热稳定性和抗循环疲劳性。把镧作为主成分加入锆钛酸铅制备(Pb, La)(Zr,Ti)O, 即电光陶3 瓷, 可用于强核辐射护目镜、光通讯调制器、全息记录等。 2、应用于新型材料 ,1, 光学玻璃 光学玻璃中应用镧既是经典用途~也是目前主要应用领域之一。镧系光学玻璃具有高折射率和低色散的优良光学特性~可简化光学仪器镜头、消除球差、色差和像质畸变~扩大视场角~提高鉴辨率和成像质量~已广泛用于航空摄像机、高档相机、高档望远镜、高倍显微镜、变焦镜头、广角镜头和潜望镜头等方面~已成为光学精密仪器和设备不可缺少的镜头材料。 ,2,储氢材料 La-Ni系列合金储氢能力好~不易粉化。每公斤可贮存 氢约160升~可使高压贮氢钢瓶体积缩小到1/4。利用其可以“呼吸”氢气的特性~可以把纯度为99.999%的氢气提纯到99.99999%~也可用作有机合成的加氢或脱氢反应的催化剂。利用其吸氢放热、呼氢吸热的本领可以把热量从低温向高温传送。目前这种贮氢材料的最大用途是用于稀土镍氢电池的负极材料。电池容量高~寿命长~可反复充放电500次以上~属于环保型绿色电池。稀土镍氢电池目前已广泛用于手提电脑、便携式办公设备和电动工具等方面。最有发展前景的是用于汽车、摩托车的动力电池。 ,3,磁致冷材料 磁致冷是指以磁性材料为介质的一种全新的制冷技术~其中La-Fe系化合物具有优良的磁致冷效应~是目前最有希望实现实用化的室温磁致冷材料~但其二元合

地球化学-稀土元素标准化计算

表中数据为山东济南辉长岩、沂南花岗岩7件样品的REE组成(ppm) 1,用球粒陨石值对样品的REE组成进行标准化,作其分配模式图,对图件中表达的地球化学特征进行说明; 2,计算各样品的Eu/Eu*,并对其地球化学意义进行说明; ,3,假设辉长岩中造岩矿物的组成为:CPX45%,PL35%,OL20%。结合课件中提供的REE在矿物和熔体间的分配系数,计算与辉长岩平衡的熔体的REE组成,并作REE配分模式图。

解答: 1,如下表1-1为常用球粒陨石和原始地幔稀土元素组成,我采用C1 球粒陨石数据(Sun & McDonough,1989)对样品的REE进行标准化,得到了下表1-2,再根据对样品REE标准化的数据进行作样品的分配模式图,得到了图1-1 表1-1 表1-2

图1-1 通过对样品配分模式图进行分析可知道,沂南花岗岩样品中富集轻稀土元素而亏损重稀土元素,这与花岗岩的成分岩性有一定关系,花岗岩为酸性岩,主要矿物为长石、石英和云母,而这矿物主要富集轻稀土元素,并且从图中可以看出Eu的负异常,说明在岩浆结晶形成花岗岩之前就有长石结晶出来,使岩浆呈Eu 的负异常。济南辉长岩的样品配分模式图表现出来的富集轻稀土元素没有沂南花岗岩样品那么显著,富集程度较低,这也与辉长岩的岩性成分有关,辉长岩中主要矿物为辉石和长石,长石富集轻稀土元素较为显著,而辉石相对较富集重稀土元素,但程度不是很显著,所以岩石总体表现较为富集轻稀土元素,但程度不是那么显著。并且从图中可以看出Eu的正异常,只是不是很显著,说明长石结晶出来使岩石呈Eu的正异常。 2,Eu/Eu*=2×Eu/(Sm+Gd)(其中Eu、Sm、Gd都是为球粒陨石标准化值),根据这个求出各样品中的Eu/Eu*,如下表1-3: 表1-3 由上表中的Eu/Eu*值可知山东济南的辉长岩为Eu的正异常,说明在岩浆结晶时,长石和辉石先结晶出去形成辉长岩,而长石中富集Eu元素,所以在辉长岩中Eu为正异常,而后期岩浆因长石的结晶分异而呈Eu的负异常,并且逐渐向酸性过渡,结晶形成酸性岩。可以推测这样品为同源岩浆所形成,主要是形成

稀土元素的应用

一、镧元素的应用现状及存在问题 镧的应用非常广泛,应用于各种合金材料、贮氢材料、热电材料、磁阻材料、发光材料、屏蔽涂料、光学玻璃等。它也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中。在农业上,有科学家把镧对农作物的作用赋与“超级钙”的美称。 1、传统应用 (1)钢铁改质剂 金属镧加入钢中可脱硫和脱氧,可细化晶粒,形成微合金并改变夹杂物的形态及分布,提高抗氢脆和抗腐蚀能力;加入到铁中可净化铁水,改变石墨形态,防止杂质元素破坏球化作用。由于钢铁在各个领域应用广泛,金属镧在钢、铸铁等高性能产品发展过程中均扮演着重要的色。 (2)还原剂 金属镧与氧在高温下发生还原反应,利用蒸气压差可真空蒸馏分离提纯制备金属钐、金属铥等高蒸气压金属,该工艺简单,污染少。 (3)石油炼制催化剂 为了从原油中获得更多的汽油、柴油等轻质油, 必须在石油精炼加工中对重质油采用催化裂化处理, 就必需使用石油裂化催化剂, 稀土分子筛裂化催化剂比不含稀土的催化剂催化活性和热稳定性均有明显提高, 可使轻质油收率

提高4%, 使催化剂寿命延长2倍, 炼油成本降低20%, 并使裂化装置生产能力提高30%-50%。 (4)功能陶瓷 镧在功能陶瓷材料中具有特别好的应用前景;如在钛酸钡(BaTiO3)电容器陶瓷中加入氧化镧,可明显提高电容器的 稳定性和使用寿命,加入1%氧化镧,可延长使用寿命400-500倍。镧作为固体电解质可用于固体氧化物燃料电池。他们都具有良好的抗断裂韧性、热稳定性和抗循环疲劳性。把镧作为主成分加入锆钛酸铅制备(Pb, La)(Zr,Ti)O3, 即电光陶瓷, 可用于强核辐射护目镜、光通讯调制器、全息记录等。 2、应用于新型材料 (1)光学玻璃 光学玻璃中应用镧既是经典用途,也是目前主要应用领域之一。镧系光学玻璃具有高折射率和低色散的优良光学特性,可简化光学仪器镜头、消除球差、色差和像质畸变,扩大视场角,提高鉴辨率和成像质量,已广泛用于航空摄像机、高档相机、高档望远镜、高倍显微镜、变焦镜头、广角镜头和潜望镜头等方面,已成为光学精密仪器和设备不可缺少的镜头材料。 (2)储氢材料 La-Ni系列合金储氢能力好,不易粉化。每公斤可贮存

稀土在钢中的应用

稀土在钢中的应用 朱兆顺张建 武钢集团鄂钢公司技术部,湖北省鄂州市 436002 摘要:本文简要的分析了稀土在钢铁冶金中的应用。用稀土这个高技术材料来强化和提升钢铁传统产业,在低合金钢、合金钢中加入微量稀土,提高钢质增强国际竞争力,把稀土的资源优势转化为钢材的品种优势和经济优势,具有十分重大的意义。 关键字:稀土,微合金化,弥散硬化,稀土铌重轨 1.稀土的分类 根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质,以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征,十七种稀土元素通常分为二组。 轻稀土(又称铈组)包括:镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)。 重稀土(又称钇组)包括:铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)、 钇(Y)。 2.稀土金属的某些物理特性 表1

3.稀土的用途 由于稀土元素的特殊性质,决定了稀土的用途。钢铁工业中应用的主要是稀土硅铁合金(含轻稀土混合金属20%~45%),稀土硅铁镁合金(稀土金属6%~25%,镁7%~12%),重稀土硅铁合金(含钇类混合稀土60%以上)。混合稀土金属(含轻稀土95%以上),富铈或镧的稀土硅铁合金(Ce占70%或La占50%以上)。其中炼钢生产中最常用的有两种,一是稀土合金,块状稀土硅铁合金,以前用于大包投入,大包压入,粉状一般用于大包内喷粉、模铸中注管喷粉等方法加入钢中;二是混合稀土金属,制成(φ0.5mm~φ2mm)或棒(≥φ2mm),丝用于钢包、中注管或连铸结晶器,使用喂丝机喂入钢中,棒采用模内吊挂的方法熔入钢中。稀土金属包芯线作为线性添加材料的新品种,由于喂丝技术在炼钢生产中的广泛应用,必将得到进一步的发展。 4.稀土在钢中的作用机理 4.1微合金化作用 稀土元素的微合金化作用初步认定主要是稀土原子在晶界上偏聚与其它元素交互作用,引起晶界的结构、化学成分和能量的变化,并影响其它元素的扩散和新相的成核与长大,最终导致钢组织与性能的变化。钢中稀土金属含量因不同钢种,不同冶炼方法和不同的稀土加入方法而有很大差异。稀土强化晶界,阻碍晶间裂纹的形成和扩展,有利于改善塑性尤其是高温塑性;稀土能抑制动态再结晶、细化晶粒和沉淀相尺寸并促进铁素体中Nb(C、N),(Nb、Ti)(C、N)和V(C、N)的析出;溶解的稀土可改变渗碳体的组成和结构并使碳化物球化、细化和均匀分布。 4.2与其它有害元素的作用 一定量(量的多少还需进一步测算)的稀土可以与钢中磷、砷、锡、锑、铋、铅等低熔点有害元素相作用。一方面,稀土可以与这些杂质形成熔点较高的化合物;另一方面,还能抑制这些夹杂在晶界上的偏祈。例如,钢存在热脆性,是由于钢中有一些低熔点的金属元素,当把稀土加入钢液中,生成高熔点金属化合物,不熔于钢中而进入炉渣,起到净化作用,使钢中杂质减少,从而克服了热脆性。 4.3稀土元素的脱硫、脱氧 热力学分析和大量有关钢中稀土夹杂研究表明,钢中[O]、[S]含量在一定范围内,钢液中加入稀土时,极易生成稀土的氧硫化物。当钢中氧含量降至201ppm以下时、加入钢液中的稀土首先形成RE203S型夹杂物,而后形成RE3S4或RES型的硫化物,这些硫化物可能包裹在氧硫化物外围,组成复合夹杂物或稀土硅酸盐化合物,它们熔点高且非常稳定,显球状,钢液经过适当的镇静之后,这些稀土氧化物、硫化物或稀土硅酸盐化合物将从钢中排除,从而净化了钢液。稀土在钢中的作用90%是通过对硫化物形态的控制来实现的。当RE/S为2.7-3.0时,硫化物形态控制效果达到最佳状态。 4.4捕氢作用 稀土能吸收大量的氢,可以制成储氢材科,稀土加到钢中,可以抑制钢中氢引起的脆性和白点。已有研究表明,稀土有降低氢的扩散系数,延缓氢在裂纹尖端塑性区的富集,从而使裂纹扩展的孕育期和断裂时间延长因此,稀土有抑制钢的氢脆作用。 4.5弥散硬化作用 向钢液中喷吹稀土氧化物(CeO2)粉剂,可以提高钢的强度和韧性,降低脆性转变温度提高钢的持久强度。其原因是一方面 CeO2可以作为结晶核的细化铸态晶粒;另一方面,弥散分布的CeO2质点可以提高晶界对位错运动的阻力。 4.6变性夹杂 稀土加入钢液中生成球状稀土硫化物或硫氧化物,取代容易形成的长条状MnS夹杂,使硫化物形状得到控制,提高了钢的热塑性,特别是横向冲击韧性,改善钢材的各向异性。稀土使棱角状高硬度的氧化铝夹杂转为球状硫氧化物及铝酸稀土,有利于提高钢的疲劳性能。 5.稀土对钢材性能的影响

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