稀土是怎么形成的
稀土研究报告

稀土研究报告摘要稀土是指地壳中氧族元素周期表中第三个周期的15个元素,包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥。
由于其特殊的电子结构和化学性质,稀土元素在许多领域拥有广泛的应用。
本报告对稀土的研究进行了综述,包括稀土的发现历史、物理性质、化学性质以及主要应用领域等方面。
引言稀土元素是地壳中含量较少的元素,但由于其独特的化学和物理性质,拥有广泛的应用领域。
稀土的研究对于推动科技进步和促进经济发展具有重要意义。
本报告旨在对稀土的研究进行综述,为读者提供了解稀土的基础知识和最新研究动态的参考。
稀土的发现历史稀土元素的发现可以追溯到18世纪。
最早发现的稀土元素是镱和镥,其后又陆续发现了其他稀土元素。
19世纪后半叶,随着对稀土的研究逐渐深入,人们逐渐认识到了稀土元素的重要性。
20世纪以来,随着科技的发展和仪器分析技术的进步,人们对稀土的认识不断深化,稀土研究也取得了重要成果。
稀土的物理性质稀土元素具有丰富多样的物理性质。
首先,稀土元素的电子结构特殊,具有稀土电子结构的稀土元素具有独特的磁性和光学性质。
其次,稀土元素具有较高的原子序数和原子质量,其原子体积较大,且具有较强的金属性和热稳定性。
此外,稀土元素还具有较高的化学活性,能够与其他元素形成稀土化合物。
稀土的化学性质稀土元素的化学性质主要体现在稀土元素与其他元素的化合能力上。
稀土元素具有较高的离子化能和电负性,对化学反应起到重要作用。
稀土元素能够与氧、氮、硫等非金属元素形成稀土氧化物、稀土氮化物和稀土硫化物等化合物。
此外,稀土元素还能够与其他金属元素形成稀土合金,具有特殊的物理和化学性质。
稀土的主要应用领域稀土元素在众多领域拥有重要的应用价值。
首先,稀土元素在电子技术领域具有广泛的应用,如稀土磁体、稀土金属、稀土氧化物等。
其次,稀土元素在光学材料领域也具有重要地位,如稀土玻璃、稀土荧光粉等。
此外,稀土元素还在催化剂、生物医药、冶金等领域拥有重要应用。
稀土生产工艺流程

稀土生产工艺流程稀土是指地壳中数量非常稀少的一类金属元素,目前主要用于制造高科技产品和绿色能源设备。
由于其稀少性和广泛应用,稀土的生产工艺流程具有很大的科学性和复杂性。
下面是一种常见的稀土生产工艺流程的简要介绍。
稀土的生产过程通常可以分为开采、选矿、冶炼和纯化四个环节。
首先是开采环节。
开采是从稀土矿石中提取出有用金属元素的过程。
常见的开采方法包括露天开采和地下开采。
露天开采是指直接将矿石从地表开采出来,适用于砂矿和土矿等表层矿石;地下开采是指通过化验,挖掘机,卡车和运送设备等设备组成的整套设备,依靠方式开采矿石。
接下来是选矿环节。
选矿是指根据稀土矿石的化学成分和物理性质进行分选的过程,目的是更好地提取矿石中的稀土金属元素。
根据稀土矿石的性质,常见的选矿方法包括重选、浮选、磁选、电选和化学选矿等。
重选是根据矿石的密度差异进行分选,浮选是通过气泡吸附使稀土矿石浮起来,磁选是根据矿石的磁性差异进行分选,电选是利用数十万伏的电场对矿石进行分离,化学选矿是利用化学反应对矿石进行分选。
然后是冶炼环节。
冶炼是指将选矿得到的稀土矿石提炼成稀土金属元素的过程。
根据稀土矿石的性质和市场需求,常见的冶炼方法包括矿石熔炼法、水热法、浸出法、萃取法和电解法等。
其中,矿石熔炼法是将稀土矿石加热至高温,溶解成稀土金属,然后通过凝固和分离等操作,得到纯净的稀土金属;水热法是将稀土矿石和水进行反应,利用水热条件下稀土金属与其他杂质的不同溶解度进行分离;浸出法是通过酸性溶液将稀土金属溶解出来,再通过沉淀、过滤和烘干等过程得到纯净的稀土金属;萃取法是利用有机溶剂将稀土金属从矿石中分离出来;电解法是利用电解设备对稀土矿石进行电解,将含有稀土金属的阳离子还原成纯净的稀土金属。
最后是纯化环节。
纯化是指对冶炼得到的稀土金属元素进行纯净化处理,去除杂质,提高纯度。
常见的纯化方法包括溶液萃取、电解析、晶体生长法等。
溶液萃取是利用有机溶剂对稀土金属进行分离和纯化;电解析是利用电解设备对稀土金属进行电解,将杂质还原成纯净的稀土金属;晶体生长法是通过不断蒸发溶液,使稀土金属结晶出来,从而提高纯度。
稀土元素的合成和应用

稀土元素的合成和应用稀土元素是指元素周期表的镧系元素,包括镧、铈、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钕、钷等17种元素。
这些元素具有丰富的物理和化学性质,在科技领域中有着广泛的应用,包括电子工业、磁性材料、催化剂、荧光粉、太阳能电池等领域,是现代工业化的重要原材料之一。
合成稀土元素的合成是一个比较复杂的过程,需要经过多个步骤。
首先,从矿物或者自然界中提取含有稀土的矿物,比如燃煤废渣、磷酸盐矿石等。
这些矿物含有很低的稀土含量,需要经过多次化学分离和提取才能得到纯度较高的稀土元素。
其次,将稀土元素进行精炼和合成。
这需要使用高温高压反应器,通过化学反应使稀土元素形成化合物,再通过物理手段进行分离和纯化。
这些稀土化合物可以进一步合成成稀土氧化物、稀土金属等物质,用于科技领域中的制造。
应用稀土元素在科技领域中有着广泛的应用。
下面将介绍其中的几个常见应用。
(一)磁性材料稀土元素常用于磁性材料的制造。
由于稀土元素的电子壳层结构能够产生高磁各向异性,所以在磁性材料中加入稀土元素可以增加磁性能。
特别是钕铁硼永磁材料,是将稀土元素添加到铁硼合金中,形成NdFeB磁体。
这种材料不仅具有高磁化强度和高磁能积,而且具有较高的抗腐蚀能力和热稳定性,被广泛应用于电子产品、电动机等领域。
(二)太阳能电池稀土元素也被应用于太阳能电池的制造。
太阳能电池是一种将光能转换为电能的电子器件。
其中,钆和铽的稀土元素在太阳能电池中被用作吸收光线的材料,能够增加太阳能电池的效率。
并且稀土元素还可以作为太阳能电池中的透明电极,提高光的传导率,增加发电效率。
(三)催化剂稀土元素作为催化剂,也被广泛应用于汽车尾气净化、炼油、化工等领域。
例如三元催化剂,是通过添加铈、镧等稀土元素,改善催化剂的氧化还原性能,提高催化性能。
另外,稀土元素还可用于制造三元催化转化的催化剂载体,提高催化剂的稳定性和耐腐蚀性。
(四)荧光粉稀土元素的荧光性质被广泛应用于化学荧光分析、白光LED、电视和显示屏幕等。
稀土基本知识

稀土基本知识目录一、稀土概述 (3)1.1 稀土的定义与分类 (4)1.2 稀土在元素周期表中的位置 (5)1.3 稀土元素的性质与应用 (5)二、稀土元素简介 (6)2.1 镧系元素 (9)2.2 铽系元素 (10)2.3 钇系元素 (11)2.4 铌系元素 (12)2.5 钼系元素 (13)三、稀土矿床类型及特点 (14)3.1 水源型矿床 (15)3.2 磁性地层型矿床 (17)3.3 热液型矿床 (18)3.4 混合型矿床 (19)四、稀土提取工艺 (20)4.1 重选法 (21)4.2 浮选法 (22)4.3 磁选法 (23)4.4 电选法 (25)4.5 化学选矿法 (26)五、稀土金属的制备 (27)5.1 熔炼法 (28)5.2 合金化法 (29)5.3 离子交换法 (30)5.4 湿法冶金法 (31)六、稀土材料及其应用 (32)6.1 稀土永磁材料 (33)6.2 稀土发光材料 (34)6.3 稀土催化材料 (36)6.4 稀土储氢材料 (37)七、稀土在高科技领域的应用 (38)7.1 稀土在信息技术中的应用 (39)7.2 稀土在新能源、环保领域的应用 (40)7.3 稀土在生物医学、农业领域的应用 (41)八、稀土资源保护与可持续发展 (42)8.1 稀土资源的现状与面临的问题 (43)8.2 稀土资源的保护和合理利用 (44)8.3 稀土产业的绿色转型与可持续发展 (45)一、稀土概述也称为镧系元素和钇族元素,包括17种化学元素:镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、钇(Y)、镱(Yb)和镥(Lu)。
这些元素在自然界中通常以矿石的形式存在,如独居石、氟碳铈矿等。
稀土元素在地壳中的分布不均,但在某些地区,如中国、美国和印度,它们的储量相对丰富。
稀土元素具有独特的物理和化学性质,如荧光性、磁性、催化活性和电导性等,这使得它们在许多高科技领域具有重要的应用价值。
稀土工艺流程

稀土工艺流程稀土是一类非常珍贵的金属元素,广泛应用于电子、光学、冶金、化工等各个领域。
稀土工艺流程是指稀土从矿石中提取、分离、纯化以及加工制造的全过程。
下面是一个典型的稀土工艺流程。
首先,稀土矿石的开采。
稀土矿石通常分布在地下或者矿山中,开采过程中需要进行爆破、钻探、采掘等步骤,将矿石取出。
然后,对矿石进行破碎、磨矿。
将矿石送入破碎机进行粗碎,然后通过细碎机和球磨机进行细碎和磨矿,将矿石研磨成细小的颗粒。
接下来,进行稀土的浮选或者磁选。
矿石中的稀土通常存在于硫化物、氧化物、碳酸盐等形式,浮选或者磁选可以将稀土与其他矿物分离。
浮选是在矿石中加入药剂,通过气泡在水中的吸附作用,将稀土矿石中的稀土矿物捕集到浮选泡沫中,然后通过脱泡、干燥等步骤,将稀土矿物从浮选泡沫中分离出来。
磁选是利用稀土矿石中的铁磁性颗粒与其他非磁性颗粒的磁性差异,通过磁力将稀土矿石中的稀土矿物分离。
之后,进行稀土的化学处理。
将分离出来的稀土矿物通过浸出、溶解、过滤等步骤,将稀土与其他无关的杂质分离开来,得到纯度更高的稀土溶液。
然后,进行稀土的分离提纯。
采用溶剂萃取、离子交换、溶解蒸发、晶体分离等方法,将稀土溶液中的各种稀土分离开来,得到纯度更高的稀土产品。
最后,进行稀土的加工制造。
将得到的稀土产品进行加工,可以得到不同形式的稀土产品,如粉末、颗粒、合金等。
加工制造过程中需要进行熔炼、铸造、压制、烧结等步骤,以得到符合需求的稀土制品。
总结起来,稀土工艺流程包括矿石开采、破碎磨矿、浮选磁选、化学处理、分离提纯以及加工制造等多个环节。
每个环节都需要严格控制操作条件,以保证稀土产品的质量和纯度。
稀土工艺流程对于稀土资源的有效利用以及稀土产品的生产具有重要意义。
稀土化学

(三)、+2价 有Sm 2+ 、Eu 2+ 、Yb 2+ 、CeCl 2 、 NdI2、TmI2等,其中 Eu 4f76s2 ―-2e→ 4f 7 半满 Eu2+ ϕ°(Eu3+/ Eu2 +)=-0.43 V Yb 4f146s2 ―-2e→ 4f 14 全满 Yb2+ ϕ°(Yb3+/ Yb 2 +)=-1.21 V +2价稀土亦如碱土Ba2+ ,与SO42-生成沉淀。 如:用Zn还原稀土,+SO42-则可分离EuSO4 (四)、配合物 +3价较硬的酸,与硬碱F-、O2- 配位稍稳定; 配位数较大是特点之一,因为其离子半径较大,有8、 9、10、12等
稀土化学知识点
• La系收缩 • 氧化态,+3常见态 • 重要化合物
一、La系收缩
原子半径:La-→Lu 169pm-→158pm 减 少11pm,称La系收缩 其中Eu和Yb金属半径特大,因为f电子半满和 全满时膨胀。 离子半径(+3价):La3+ 106.1 pm-→Lu3+ 84.8 pm 逐渐减小。 该收缩引起 Zr-Hf,Nb-Ta,Mo-W性质 相近;甚至Ru-Os、Rh-Ir、Pd-Pt也相 似
在新材料方面
• 稀土钴及钕、铁、硼永磁材料,具有高剩磁、高 矫顽力和高磁能积,被广泛用于电子及航天工业; 纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型 铁氧体单晶及多晶,可用于微波与电子工业;用 高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃,可作为 固体激光材料;稀土六硼化物可用于制作电子发 射的阴极材料;镧镍金属是70年代新发展起来的 贮氢材料;铬酸镧是高温热电材料;近年来,世 界各国采用钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作 的超导材料,可在液氮温区获得超导体,使超导 材料的研制取得了突破性进展。
稀土是如何提炼出来

立志当早,存高远稀土是如何提炼出来稀土市场是一个多元化的市场,它不只是一个产品,而是15 个稀土元素和钇、钪及其各种化合物从纯度46%的氯化物到99.9999%的单一稀土氧化物及稀土金属,均具有多种多样的用途。
加上相关的化合物和混合物,产品不计其数。
首先从最初的矿石开采起,我们逐一介绍稀土的分离方法和冶炼过程。
稀土选矿选矿是利用组成矿石的各种矿物之间的物理化学性质的差异,采用不同的选矿方法,借助不同的选矿工艺,不同的选矿设备,把矿石中的有用矿物富集起来,除去有害杂质,并使之与脉石矿物分离的机械加工过程。
当前我国和世界上其它国家开采出来的稀土矿石中,稀土氧化物含量只有百分之几,甚至有的更低,为了满足冶炼的生产要求,在冶炼前经选矿,将稀土矿物与脉石矿物和其它有用矿物分开,以提高稀土氧化物的含量,得到能满足稀土冶金要求的稀土精矿。
稀土矿的选矿一般采用浮选法,并常辅以重选、磁选组成多种组合的选矿工艺流程。
内蒙古白云鄂博矿山的稀土矿床,是铁白云石的碳酸岩型矿床,在主要成分铁矿中伴生稀土矿物(除氟碳铈矿、独居石外,还有数种含铌、稀土矿物)。
采出的矿石中含铁30%左右,稀土氧化物约5%。
在矿山先将大矿石破碎后,用火车运至包头钢铁集团公司的选矿厂。
选矿厂的任务是将Fe2O3 从33%提高到55%以上,先在锥形球磨机上磨矿分级,再用圆筒磁选机选得62~65%Fe2O3(氧化铁)的一次铁精矿。
其尾矿继续进行浮选与磁选,得到含45%Fe2O3(氧化铁)以上的二次铁精矿。
稀土富集在浮选泡沫中,品位达到10~15%。
该富集物可用摇床选出REO 含量为30%的粗精矿,经选矿设备再处理后,可得到REO60%以上的稀土精矿。
稀土冶炼方法。
稀土材料的制备技术

4.2 稀土元素的提取方法
近年来,随着对离子型稀土矿研究的深入和稀土工业技术水平的提高,在我国有不少新的提取工艺的出现并逐渐应用于 工业生产中。主要的新工艺有; 1. 真空浸矿和带式过滤机浸矿工艺; 2. 螺旋分级机-板框滤机浸矿工艺; 3. 离子交换-树脂矿浆交换提取工艺; 4. 液膜法自母液中提取稀土等。
稀土材料制备的技 术保密性和知识产 权保护性强。
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稀土元素的活泼性 及光、电、磁、热 等特性,要求制备 环境苛刻(如温度、 压力、介质、溶剂 及保护气氛等)。
很多稀土材料要求 采用原料纯度高、 制备条件苛刻且多 限于小量制备,因 此生产成本高,制 得的产品价格也较 高。
4.1 概述
由于稀土元素本身固有的 结构和性能特点,使稀土 材料的制备具有下述特点:
在固~液两相之间进行分配(分级 结晶法、分级沉淀法和离子交换 法);或者在液~液两相之间进行 分配(溶剂萃取法)。
1. 稀土元素之间的相互分离
4.2 稀土元素的提取方法
稀土元素之间的 相互分离
4.2 稀土元素的提取方法
稀土元素之间的 相互分离
4.2 稀土元素的提取 方法
稀土元素之间的相互分离
02 利用加入隔离元素
为分离A-B两个RE元素,加入一个在该分离体系中性质介于A和B之间的另一个非RE元素C(叫隔离元素),经分离,从A-C-B之间获得A-C和C-B两部分,由于C是非RE元素,易于设法 从A和B中除去,使A-B分离获得纯A和纯B。
例如:使用硝酸镁复盐分级结晶法分离Sm3+~Eu3+时,可以加入Bi3+作为隔离元素。在该体系中,2Bi(NO3)3·3Mg(NO3)2·24H2O晶体的溶解度性质介于相同组成的Sm和Eu之 间,经过多次反复分级结晶后,可以从Sm~Bi~Eu的混合物中获得Sm~Bi和Bi~Eu,分别通入H2S气体除去Bi后就可以分离获得Sm和Eu。
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稀土是怎么形成的稀土是一种具有战略意义的金属,《美国新闻与世界报道》称,50年前,世界经济建立在钢、铝和铁之上,而今天,稀土金属正在重塑世界经济。
美国《连线》杂志称,稀土金属是21世纪科技的关键,如果没有它们,人们将不会有智能电话、混合动力车或者精确制导武器。
路透社的报道则举例说,丰田混合动力车普锐斯因节能而大受欢迎,但它所采用的电动马达和电池大量使用稀土金属。
独立商品咨询师、金属行业战略专家利夫特对路透社说,普锐斯是“世界上耗费稀土金属最多的产品”。
他称每部普锐斯发动机需要1公斤钕,每块电池需要10公斤到15公斤镧。
按经济学原理,商品的价格由商品的价值决定,同时受供求关系的影响,当某一势力对一种产品的供应量占有一定的比例时,就会形成某种程度的垄断,从而可以影响这种产品的价格。
铁矿石三巨头之所以敢年年提出令国际钢企发疯的涨价要求,正因他们垄断了世界铁矿石贸易量的70%,从而获得了铁矿石的定价权。
稀土是现代工业、国防及高新技术应用中极为重要的功能性材料,是一种极其珍贵的战略性资源,而中国又几乎是世界稀土唯一的供应商,在国际稀土贸易中所占份额远超铁矿石三巨头在国际铁矿石贸易中所占份额,为什么稀土的国际价格却连年走低呢?我们的稀土,到底比铁矿石差在哪儿呢?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。
目前生产稀土金属常用的原料是它们的氯化物和氟化物。
(1)熔盐电解法工业上大批量生产混合稀土金属一般使用熔盐电解法。
这一方法是把稀土氯化物等稀土化合物加热熔融,然后进行电解,在阴极上析出稀土金属。
电解法有氯化物电解和氧化物电解两种方法。
单一稀土金属的制备方法因元素不同而异。
钐、铕、镱、铥因蒸气压高,不适于电解法制备,而使用还原蒸馏法。
其它元素可用电解法或金属热还原法制备。
氯化物电解是生产金属最普通的方法,特别是混合稀土金属工艺简单,成本便宜,投资小,但最大缺点是氯气放出,污染环境。
氧化物电解没有有害气体放出,但成本稍高些,一般生产价格较高的单一稀土如钕、镨等都用氧化物电解。
(2)真空热还原法电解法只能制备一般工业级的稀土金属,如要制备杂质较低,纯度高的金属,一般用真空热还原的方法来制取。
一般是把稀土氧化物先制成氟化稀土,在真空感应炉内用金属钙进行还原,制得粗金属,然后再经过重熔和蒸馏获得较纯的金属,这一方法可以生产所有的单一稀土金属,但钐、铕、镱、铥不能用这种方法。
钐、铕、镱、铥与钙的氧化还原电位仅使氟化稀土产生部分还原。
一般制备这些金属,是利用这些金属的高蒸汽压和镧金属的低蒸气压的原理,将这四种稀土的氧化物与镧金属的碎屑混合压块,在真空炉中进行还原,镧比较活泼,钐、铕、镱、铥被镧还原成金属后收集在冷凝上,与渣很容易分开。
稀土是化学元素。
稀土的作用是什么稀土用途,在军事方面:稀土有工业“黄金”之称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。
比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。
而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。
稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。
从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮,正缘于稀土科技领域的超人一等。
在冶金工业方面:稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用,并可以改善钢的加工性能;稀土硅铁合金、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,其处理气量比镍铝催化剂大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,可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显象管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光;在熔制玻璃过程中,可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用,降低玻璃中的铁含量,以达到脱除玻璃中绿色的目的;添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃,其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X-射线的玻璃等;在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以减轻釉的碎裂性,并能使制品呈现不同的颜色和光泽,被广泛用于陶瓷工业。
在新材料方面:稀土钴及钕、铁、硼永磁材料,具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积,被广泛用于电子及航天工业;纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型铁氧体单晶及多晶,可用于微波与电子工业;用高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃,可作为固体激光材料;稀土六硼化物可用于制作电子发射的阴极材料;镧镍金属是70年代新发展起来的贮氢材料;铬酸镧是高温热电材料;近年来,世界各国采用钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作的超导材料,可在液氮温区获得超导体,使超导材料的研制取得了突破性进展。
此外,稀土还广泛用于照明光源,投影电视荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉;在农业方面,向田间作物施用微量的硝酸稀土,可使其产量增加5~10%;在轻纺工业中,稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面。
稀土用途是稀土的主要使用国,目前中国出口的稀土数量居全球之首,稀土作为许多重大武器系统的关键材料,美国几乎都需从中国进口。
稀土是中国最丰富的战略资源,它是很多高精尖产业所必不可少原料,中国有不少战略资源如铁矿等贫乏,但稀土资源却非常丰富。
在当前,资源是一个国家的宝贵财富,也是发展中国家维护自身权益,对抗大国强权的重要武器。
中国改革开放的总设计师邓小平同志曾经意味深长地说:“中东有石油,我们有稀土。
”在军事方面稀土有工业“黄金”之称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。
比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。
而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。
稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。
从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮,正缘于稀土科技领域的超人一等。
在冶金工业方面稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用,并可以改善钢的加工性能;稀土硅铁合金、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,其处理气量比镍铝催化剂大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,可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显象管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光;在熔制玻璃过程中,可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用,降低玻璃中的铁含量,以达到脱除玻璃中绿色的目的;添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃,其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X-射线的玻璃等;在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以减轻釉的碎裂性,并能使制品呈现不同的颜色和光泽,被广泛用于陶瓷工业。
在新材料方面稀土钴及钕、铁、硼永磁材料,具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积,被广泛用于电子及航天工业;纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型铁氧体单晶及多晶,可用于微波与电子工业;用高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃,可作为固体激光材料;稀土六硼化物可用于制作电子发射的阴极材料;镧镍金属是70年代新发展起来的贮氢材料;铬酸镧是高温热电材料;近年来,世界各国采用钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作的超导材料,可在液氮温区获得超导体,使超导材料的研制取得了突破性进展。
此外,稀土还广泛用于照明光源,投影电视荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉;在农业方面,向田间作物施用微量的硝酸稀土,可使其产量增加5~10%;在轻纺工业中,稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面。
稀土的主要用途和未来的作用?大多数稀土金属呈现顺磁性。
钆在0℃时比铁具更强的铁磁性。
铽、镝、钬、铒等在低温下也呈现铁磁性,镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出稀土金属的物理性质有极大差异。
钐、铕、钇的热中子吸收截面比广泛用于核反应堆控制材料的镉、硼还大。
稀土金属具有可塑性,以钐和镱为最好。
除镱外,钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。
稀土金属已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。
应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。
我国拥有丰富的稀土矿产资源,成矿条件优越,堪称得天独厚,探明的储量居世界之首,为发展我国稀土工业提供了坚实的基础。
稀散金属通常是指由镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)、锗(Ge)、硒(Se)、碲(Te)和铼(Re)7个元素组成的一组化学元素。