古詩詞大全網 - 成語解釋 - 什麽是稀土?有哪些元素?

什麽是稀土?有哪些元素?

壹、稀土元素

稀土元素是鑭系中稀土元素的總稱,包括鑭系中的鈧Sc、釔Y和鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹nd、鉕Pm、釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er和鉕。

“稀土”壹詞是從18世紀開始使用的名稱,因為當時用於提取這類元素的礦物十分稀少,得到的氧化物難以熔化、溶於水和分離,其外觀酷似“土壤”,所以被稱為稀土。稀土元素分為“輕稀土元素”和“重稀土元素”:

“輕稀土元素”是指原子序數較小的鈧Sc、釔Y、鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、鉕Pm、釤Sm、銪Eu。

“重稀土元素”是原子序數較大的釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb和鑥Lu。

二。稀土資源和儲量

由於稀土元素的活性,它成為親石元素,其天然金屬無水或硫化物尚未在地殼中發現。最常見的形式是復合氧化物、水合或無水矽酸鹽、水合或無水磷酸鹽、磷矽酸鹽、碳氟化合物和氟化物。因為稀土元素的離子半徑、氧化態和其他所有元素都差不多,因為

在礦物中,它們經常與其他元素壹起出現。

中國稀土資源占世界稀土資源的80%,以氧化物(REO)計達到3600萬噸,遠景儲量實際為6543.8+億噸。

中國的稀土資源分為南北兩塊。

——北方:輕稀土資源,集中在包頭白雲鄂博特等地,後來在四川冕寧發現。主要含有鑭、鈰、鐠、釹和少量釤、銪、釓等元素;

——南方:中重稀土資源,分布於江西、廣東、廣西、福建、湖南等省,以稀有離子狀態賦存於花崗巖風化殼中,主要含釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿。

中國的稀土行業也分為南北兩大生產體系。

——在北方,以包頭稀土高科公司和甘肅稀土公司為軸心,形成了以包頭稀土資源為主,四川資源為輔的輕稀土產品生產體系。骨幹企業有核工業202廠、包頭魯西羅納稀土有限公司、包頭合發稀土廠、包頭稀土冶煉廠、哈爾濱稀土材料廠、四川稀土材料廠、四川什邡吉大化工廠、安寧河稀土冶煉廠。主要產品有稀土精礦、稀土矽鐵合金、混合稀土化合物、精礦和混合金屬。稀土精礦生產能力、處理和加工能力達到5萬噸(reach氧化物計算)。

——上海躍龍有色金屬有限公司是南方的龍頭,構成了江西、廣東兩省以離子型稀土資源為主的中重稀土生產體系。重點企業包括廣州珠江冶煉廠、廣東陽江稀土廠、江蘇新威集團、江蘇溧陽方正稀土總廠、江陰嘉華稀土冶煉廠、江蘇蔣菲稀土冶煉廠、江西龍南稀土公司、江西尋烏稀土公司、江西稀土公司、江西核工業713礦等主要產品為各種高純單壹稀土化合物和金屬、精礦、混合金屬和合金。總分離規模已超過10 000噸,北方輕稀土原料大規模加工分離已經開始。

四、稀土元素的應用範圍

目前,稀土元素的應用正在蓬勃發展,已經延伸到科學技術的各個方面,特別是現代壹些新型功能材料的開發和應用,稀土元素已經成為不可或缺的原材料。

1.稀土元素在傳統工業中的應用

-農業:目前有稀土農學、稀土土壤學、稀土植物生理學、稀土健康毒理學、稀土微量分析。稀土作為植物生長和生理調節劑,具有增產、改善品質和抗逆三大特性。同時,稀土是低毒物質,對人畜無害,對環境無汙染;合理使用稀土可以增強作物的抗旱、抗澇和抗倒伏能力。目前我國農田稀土應用面積為5000-7000萬畝/年,為糧、棉、豆、油、糖6-8億公斤。直接經濟效益10-15億元,年消耗稀土1100-120。

-冶金工業:稀土廣泛應用於冶金工業,約占稀土總量的1/3。稀土元素在高溫下易與氧和硫反應生成氧化物、硫化物和硫氧化合物,熔點高,可塑性小。在鋼液中加入稀土可以起到脫硫、脫氧的作用,改變夾雜物的形態,改善鋼的常溫和低溫韌性和斷裂,降低部分鋼的熱脆性,提高加熱的可加工性和焊接件的牢固性。

稀土用作石墨球化劑和形核劑,抑制鑄鐵中的有害元素,提高鑄件質量,大大提高鑄件的機械性能。主要用於錠模、軋輥、鑄管、異形零件四個方面。

在有色合金中的應用,對各種有色金屬基合金都有很好的效果,提高了合金的物理機械性能。鋁、鎂和銅是應用最廣泛的系列。

-石油化工領域:石油裂化工業用稀土分子篩裂化催化劑的特點是活性高、選擇性好、汽油產率高。稀土在這方面被大量使用。

-玻璃工業:稀土在玻璃工業中有三種應用:玻璃著色、玻璃脫色和制備具有特殊性能的玻璃。用於玻璃著色的稀土氧化物包括釹(帶紫色光澤的粉紅色),鐠玻璃為綠色(制作濾鏡)。二氧化鈰可以將玻璃中黃綠色的亞鐵氧化成三價並脫色,避免了過去氧化砷的毒性,還可以加入氧化釹進行物理脫色。鈰玻璃(防輻射玻璃)、鑭玻璃(光學玻璃)等稀土特種玻璃。

-陶瓷工業領域:可以在陶瓷、瓷釉中加入稀土,減少釉裂,使其有光澤。稀土主要用作陶瓷的顏料。由於稀土元素具有未填充的4f電子,可以吸收或發射紫外和可見紅外區不同波長的光,發射每個光區的範圍較小,導致陶瓷的顏色更柔和更純粹,色調新穎,光潔度好。比如黃色、紫色、綠色、粉色、橙色、棕色、黑色等等。稀土氧化物可用於制作耐高溫透明陶瓷(用於激光等領域)和耐高溫坩堝(冶金)。

——電光源行業:稀土作為熒光燈的發光材料,是壹種節能光源,特點是光效好、光色好、壽命長。與白熾燈相比,可節電75-80%。

2.稀土元素在高科技產業中的應用

-顯示器的發光材料:稀土元素中的釔和銪是紅色熒光粉的主要原料,廣泛應用於彩電、計算機和各種顯示器。目前,我國年產彩電用紅粉300-400噸,電腦顯示器用紅粉50-100噸,以滿足國內3500萬只彩色顯像管和近百萬臺顯示器的需求。

磁性材料:釹、釤、鐠、鏑等。是制造現代超級永磁材料的主要原料。它們的磁性比普通永磁材料高4-10倍,廣泛應用於電視、電聲、醫療器械、磁懸浮列車、軍工等高科技領域。據專家預測,到本世紀末,這類材料的產值將達到35億美元。我市南開大學研發的具有自主知識產權的釹鐵硼永磁材料就屬於這壹類,目前正在與建大集團合作產業化。

——儲氫材料:MMNi5(MM是混合稀土金屬)和LaNi5,稀土和過渡元素的金屬間化合物,是優良的吸氫材料,被稱為氫海綿。其最成功的應用是制造二次電池——金屬氫化物電池,即鎳氫電池。其等體積充電容量是目前廣泛使用的鎳鎘電池的兩倍,充放電循環壽命和輸出電壓與鎳鎘電池相同,但沒有鎘汙染。我市南開大學在儲氫材料研發方面有很大優勢。通過863項目,和平灣公司開始了鎳氫電池的產業化。

-激光材料:稀土離子是固體激光材料和無機液體激光材料最重要的激活劑,其中摻Nd3+的激光材料研究最多。除了釔鋁石榴石(YAG)、鋁酸釔(YAP)玻璃等襯底外,高稀土濃度的激光材料可稱之為特殊應用材料。

-精密陶瓷:氧化釔穩定截齒是壹種性能優異的結構陶瓷,可用於制作各種特殊用途的刀、剪;它可用於制造汽車發動機,因為它具有導熱系數高、膨脹系數低、熱穩定性好、發動機馬力大、節油等優點,且在65438±0650℃時不降低勞動強度。

-催化劑:除了制造石油裂化催化劑,稀土廣泛用於許多化學反應。如稀土氧化物LaO3、Nd2O3、Sm2O3用於環己烷脫氫制苯,LnCoO3代替鉑用於催化氨氧化制硝酸。它也用作合成異戊二烯橡膠和順式聚丁二烯橡膠的催化劑。

為了解決當前的城市空氣汙染問題,應該氧化汽車尾氣中的CH和CO,減少NOX。稀土元素是汽車尾氣凈化催化劑的主要原料。我們化工研究院在這方面有很強的優勢,可以推動形成壹個汽車尾氣凈化器產品。

-高溫超導材料:近年來的研究表明,許多單壹稀土氧化物和壹些混合稀土氧化物是高溫超導材料的重要原料。壹旦HTS材料投入實際應用,整個世界都將發生翻天覆地的變化。目前,我國在稀土超導材料研究方面取得了重大突破。