一、稀土是什么東西
稀土就是化學(xué)元素周期表中鑭系元素——鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu),以及與鑭系的15個(gè)元素密切相關(guān)的元素—釔(Y)和鈧(Sc)共十七種金屬元素的總稱。因?yàn)?8世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的稀土礦物較少,當(dāng)時(shí)只能用化學(xué)法制得少量不溶于水的氧化物,歷史上習(xí)慣地把這種氧化物稱為“土”,因而得名稀土。自然界中有250種稀土礦。
根據(jù)稀土元素原子電子層結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì),以及它們?cè)诘V物中共生情況和不同的離子半徑可產(chǎn)生不同性質(zhì)的特征,十七種稀土元素通常分為二組:
輕稀土包括:鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪。
重稀土包括:釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔。
按萃取分離分類:
輕稀土(P204弱酸度萃?。|、鈰、鐠、釹;
中稀土(P204低酸度萃?。煛B、釓、鋱和鏑;
重稀土(P204中酸度萃?。€、鉺、銩、鐿、镥、釔。
二、稀土有什么用途
稀土元素已廣泛應(yīng)用于電子、石油化工、冶金、機(jī)械、能源、輕工、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。
1、軍事方面
稀土有工業(yè)“黃金”之稱,由于其具有優(yōu)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,其最顯著的功能就是大幅度提高其他產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飛機(jī)、導(dǎo)彈的鋼材、鋁合金、鎂合金、鈦合金的戰(zhàn)術(shù)性能。而且,稀土同樣是電子、激光、核工業(yè)、超導(dǎo)等諸多高科技的潤(rùn)滑劑。稀土科技一旦用于軍事,必然帶來(lái)軍事科技的躍升。從一定意義上說(shuō),美軍在冷戰(zhàn)后幾次局部戰(zhàn)爭(zhēng)中壓倒性控制,得益于稀土科技領(lǐng)域的技術(shù)。
2、冶金工業(yè)
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(diǎn)有害雜質(zhì)的作用,并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(chǎn)稀土球墨鑄鐵,由于這種球墨鑄鐵特別適用于生產(chǎn)有特殊要求的復(fù)雜球鐵件,被廣泛用于汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)等機(jī)械制造業(yè);稀土金屬添加至鎂、鋁、銅、鋅、鎳等有色合金中,可以改善合金的物理化學(xué)性能,并提高合金室溫及高溫機(jī)械性能。
3、石油化工
用稀土制成的分子篩催化劑,具有活性高、選擇性好、抗重金屬中毒能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),因而取代了硅酸鋁催化劑用于石油催化裂化過(guò)程;在合成氨生產(chǎn)過(guò)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(guò)程中,采用環(huán)烷酸稀土-三異丁基鋁型催化劑,所獲得的產(chǎn)品性能優(yōu)良,具有設(shè)備掛膠少,運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定,后處理工序短等優(yōu)點(diǎn);復(fù)合稀土氧化物還可以用作內(nèi)燃機(jī)尾氣凈化催化劑,環(huán)烷酸鈰還可用作油漆催干劑等。
4、玻璃陶瓷
稀土氧化物或經(jīng)過(guò)加工處理的稀土精礦,可作為拋光粉廣泛用于光學(xué)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(guò)程中,可利用二氧化鈰對(duì)鐵有很強(qiáng)的氧化作用,降低玻璃中的鐵含量,以達(dá)到脫除玻璃中綠色的目的;添加稀土氧化物可以制得不同用途的光學(xué)玻璃和特種玻璃,其中包括能通過(guò)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,并能使制品呈現(xiàn)不同的顏色和光澤,被廣泛用于陶瓷工業(yè)。
5、農(nóng)業(yè)方面
研究結(jié)果表明,稀土元素可以提高植物的葉綠素含量,增強(qiáng)光合作用,促進(jìn)根系發(fā)育,增加根系對(duì)養(yǎng)分吸收。稀土還能促進(jìn)種子萌發(fā),提高種子發(fā)芽率,促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)。除了以上主要作用外,還具有使某些作物增強(qiáng)抗病、抗寒、抗旱的能力。
大量的研究還表明,使用適當(dāng)濃度稀土元素能促進(jìn)植物對(duì)養(yǎng)分的吸收、轉(zhuǎn)化和利用。玉米用稀土拌種,出苗、拔節(jié)比對(duì)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(chǎn)14%。大豆用稀土拌種,出苗提早1天,單株結(jié)莢數(shù)增加14.8~26.6個(gè),3粒莢數(shù)增多,增產(chǎn)14.5%~20.0%。噴施稀土可使蘋(píng)果和柑橘果實(shí)的Vc含量、總糖含量、糖酸比均有所提高,促進(jìn)果實(shí)著色和早熟。并可抑制貯藏過(guò)程中呼吸強(qiáng)度,降低腐爛率。