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稀土(rare earth)

別 稱:工業維生素

類 別:氧化物

化 學 式:sc

應 用:石油、化工、冶金、陶瓷等

稀土(rare earth)有「工業維生素」的美稱。現如今已成為極其重要的戰略資源。稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序數為57到71的15種鑭系元素氧化物,以及與鑭系元素化學性質相似的(Sc) 和(Y)共17 種元素的氧化物。稀土元素在石油化工冶金陶瓷玻璃等領域都得到了廣泛的應用,隨着科技的進步和應用技術的不斷突破,稀土氧化物的價值將越來越大。

簡介

稀土,曾稱稀土金屬,或稱稀土元素,是元素周期表第Ⅲ族副族元素鈧、釔和鑭系元素共17種化學元素的合稱。稀土是製造被稱為「靈巧炸彈」的精密制導武器、雷達和夜視鏡等各種武器裝備不可缺少的元素。稀土一詞是歷史遺留下來的名稱。稀土元素是從18世紀末葉開始陸續發現,當時人們常把不溶於水的固體氧化物稱為土。稀土一般是以氧化物狀態分離出來的,雖然在地球上儲量非常巨大,但冶煉提純難度較大,顯得較為稀少,得名稀土。根據稀土擁有量,中國、俄羅斯、美國、澳大利亞是世界上四大稀土擁有國,中國名列第一位。(現朝鮮發現世界上最大稀土礦,儲量為中國6倍,初步評估結果顯示潛在礦物總量60億噸,總計2.162億噸稀土氧化物)

最新資訊

美國對稀土新動作

路透社11日爆料稱,美軍方計劃出資建設稀土加工設施,以確保稀土原料和產品在美國國內的供應。報道稱,這是自二戰曼哈頓計劃製造出第一顆原子彈以來,美國軍方首次對商業規模稀土生產進行金融投資。

近一年來,從澳大利亞、加拿大到蒙古國,美國滿世界尋找新的稀土供應商或替代品,然而幾乎一無所獲。自從美國對中國發動貿易戰後,美國一直擔憂遭到中國的反制,而稀土被認為是中方反制的撒手鐧。美國常利用自己的霸權對別國制裁和封鎖,如今顯然是做賊心虛。不過,中國政府部門11月的一份報告顯示,2019年度中國稀土開採、加工總量反而有不小增長。中國外交部發言人耿爽不久前明確表示,中國願以稀土資源和產品滿足世界各國發展的正當需要。[1]

組成成分

根據稀土元素原子電子層結構和物理化學性質,以及它們在礦物中共生情況和

不同的離子半徑可產生不同性質的特徵,十七種稀土元素通常分為二組:

輕稀土包括:鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓。

重稀土包括:鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥、鈧。

礦物特點

鈰組(輕稀土)—鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤和銪;

釔組(重稀土)—釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥和鈧。

應用範圍

冶金工業

稀土金屬或氟化物、硅化物加入鋼中,能起到精煉、脫硫、中和低熔點有害雜質的作用,並可以改善鋼的加工性能;稀土硅鐵合金、稀土硅鎂合金作為球化劑生產稀土球墨鑄鐵,由於這種球墨鑄鐵特別適用於生產有特殊要求的複雜球鐵件,被廣泛用於汽車、拖拉機、柴油機等機械製造業;稀土金屬添加至鎂、鋁、鋅等有色合金中,可以改善合金的物理化學性能,並提高合金室溫及高溫機械性能。

軍事方面

稀土有工業「黃金」之稱,由於其具有優良的光電磁等物理特性,能與其他材料組成性能各異、品種繁多的新型材料,其最顯着的功能就是大幅度提高其他產品的質量和性能。而且,稀土同樣是電子、激光、核工業等諸多高科技的潤滑劑。稀土科技一旦用於軍事,必然帶來軍事科技的躍升。從一定意義上說,美軍在冷戰後幾次局部戰爭中壓倒性控制,以及能夠對敵人肆無忌憚地公開殺戮,正緣於稀土科技領域的超人一等。

石油化工

用稀土製成的分子篩催化劑,具有活性高、選擇性好、抗重金屬中毒能力強的優點,因而取代了硅酸鋁催化劑用於石油催化裂化過程;在合成氨生產過程中,用少量的硝酸稀土為助催化劑,其處理氣量比鎳鋁催化劑大1.5倍;在合成順丁橡膠和異戊橡膠過程中,採用環烷酸稀土-三異丁基鋁型催化劑,所獲得的產品性能優良,具有設備掛膠少,運轉穩定,後處理工序短等優點;複合稀土氧化物還可以用作內燃機尾氣淨化催化劑,環烷酸鈰還可用作油漆催干劑等等。

農業方面

研究結果表明,稀土元素可以提高植物的葉綠素含量,增強光合作用,促進根系發育,增加根系對養分吸收。稀土還能促進種子萌發,提高種子發芽率,促進幼苗生長。除了以上主要作用外,還具有使某些作物增強抗病、抗寒、抗旱的能力。大量的研究還表明,使用適當濃度稀土元素能促進植物對養分的吸收、轉化和利用。玉米用稀土拌種,出苗、拔節比對照早1~2天,株高增加0.2米,早熟3~5天,而且籽粒飽滿,增產14%。大豆用稀土拌種,出苗提早1天,單株結莢數增加14.8~26.6個,3粒莢數增多,增產14.5%~20.0%。噴施稀土可使蘋果和柑橘果實的Vc含量、總糖含量、糖酸比均有所提高,促進果實着色和早熟。並可抑制貯藏過程中呼吸強度,降低腐爛率。

玻璃陶瓷

稀土氧化物或經過加工處理的稀土精礦,可作為拋光粉廣泛用於光學玻璃、眼鏡片、顯像管、示波管、平板玻璃、塑料及金屬餐具的拋光;在熔制玻璃過程中,可利用二氧化鈰對鐵有很強的氧化作用,降低玻璃中的鐵含量,以達到脫除玻璃中綠色的目的;添加稀土氧化物可以製得不同用途的光學玻璃和特種玻璃,其中包括能通過紅外線、吸收紫外線的玻璃、耐酸及耐熱的玻璃、防X-射線的玻璃等;在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以減輕釉的碎裂性,並能使製品呈現不同的顏色和光澤,被廣泛用於陶瓷工業。

參考來源

  1. 對稀土,美國有新動作, 鳳凰網, 2012-05-29