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稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪 Sc、钇Y及镧系中的镧 La、铈 Ce、错 Pr、钕 Nd、钷 Pm、钐 Sm、铕 Eu、钆 Gd、铽 Tb、镝 Dy、 钦Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu，共17个元素。 镧（lan兰）、铈（shi市）、错（pu普）、钕（nv女）、钷（po叵）、钐（shan山）、铕（you 有）、钆（ga嘎）、铽（te特）、镝（di笛）、钦（huo火）、铒（er耳）、铥（diu丢）、镱（yi 意）、镥（lu鲁），钪（kang抗），钇（yi乙） “稀土”一词是十八世纪沿用下来的名称，因为当时用于提取这类元素的矿物比 较稀少，而且获得的氧化物难以熔化，也难以溶于水，也很难分离，其外观酷 似“土壤 ”，而称之为稀土。稀土元素分为 “轻稀土元素 ”和“重稀土元素 ”： 轻稀土元素”指原子序数较小的钪Sc、钇Y和镧La、铈Ce、错Pr、钕Nd、 钷Pm、钐Sm、铕Eu。 重稀土元素”原子序数比较大的钆Gd、铽Tb、镝Dy、钦Ho、铒Er、铥 Tm、镱 Yb、镥 Lu。 二、稀土资源及储备状况 由于稀土元素性质活跃，使它成为亲石元素，地壳中还没有发现它的天然金属 无水或硫化物，最常见的是以复杂氧化物、含水或无水硅酸盐、含水或无水磷 酸盐、磷硅酸盐、氟碳酸盐以及氟化物等形式存在。由于稀土元素的离子半 径、氧化态和所有其它元素都近似，因 此在矿物中它们常与其它元素一起共生。 我国稀土资源占世界稀土资源的 80%，以氧化物（REO）计达3 600万吨，远景 储量实际是 1 亿吨。 我国稀土资源分南北两大块。 ——北方：轻稀土资源，集中在包头白云鄂博特等地，以后在四川冕宁又有发 现。主要含镧、铈、错、钕和少量钐、铕、钆等元素； ——南方：中重稀土资源，分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省，以罕 见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钦、铒、 铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。 我国的稀土工业也分为南北两大生产体系。 ——北方以包钢稀土高科公司和甘肃稀土公司为轴心，构成了以包头稀土资源 为主，四川资源为辅的轻稀土产品生产体系。骨干企业有核工业 202 厂、包头 鹿西罗纳稀土有限公司、包头市和发稀土厂、包头市稀土冶炼厂、哈尔滨稀土 材料厂、四川稀土材料厂、四川什邡吉大化工厂、安宁河稀土冶炼厂等。主要 产品有稀土精矿、稀土硅铁合金、混合稀土化合物、富集物、混合金属等。稀 土精矿的生产能力和处理、加工能力达 50 000吨（REO —氧化物计算）。 ——南方以上海跃龙有色金属有限公司为龙头，构成了以江西、广东两省离子 型稀土资源为主的中重稀土生产体系。骨干企业有广州珠江冶炼厂、广东阳江 稀土厂、江苏新威集团、江苏溧阳方正稀土总厂、江阴加华稀土冶炼厂、江苏 江飞稀土冶炼厂、江西龙南稀土公司、江西寻乌稀土公司、江西省稀土公司、 江西核工业 713 矿等。主要产品为各种高纯单一稀土化合物和金属、富集物、 混合金属和合金。分离总规模已超过 10 000 吨，并开始大规模加工分离北方轻 稀土原料。 四、稀土元素的应用范围 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 （YAG） 、铝酸钇 （YAP）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 °C下工作强度不降低，导致发动机马力大、省燃料等 优点。 本文来源：https://www.dywdw.cn/c306f0f2270c844769eae009581b6bd97f19bcd4.html
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2022-04-20
