稀土簡介(一)
稀土簡介(一)
■ 概述
稀土就是化學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個元素密切相關的2個元素——鈧(Sc)和釔(Y)共17種元素,稱為稀土元素,簡稱稀土。
稀土元素又稱稀土金屬。稀土金屬已廣泛應用于電子、石油化工、冶金、機械、能源、輕工、環境保護、農業等領域。
■ 資源
稀土元素在地殼中豐度并不稀少,只是分布極不均勻,主要集中在中國、美國、印度、前蘇聯、南非、澳大利亞、加拿大、埃及等幾個國家。
中國是世界稀土資源儲量最大的國家,主要稀土礦有白云鄂博稀土礦、山東微山稀土礦、冕寧稀土礦等。
■ 分類
1)輕稀土(又稱鈰組):鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓。
2)重稀土(又稱釔組):鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔。
鈰組與釔組之別,是因為礦物經分離得到的稀土混合物中,常以鈰或釔比例多的而得名。
稀土金屬(rareearthmetals)又稱稀土元素,是元素周期表ⅢB族中鈧、釔、鑭系17種元素的總稱,常用R或RE表示。它們的名稱和化學符號是鈧(Sc)、釔(Y)、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)。它們的原子序數是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。
■ 稀土元素的主要物理化學性質
稀土元素是典型的金屬元素。它們的金屬活潑性僅次于堿金屬和堿土金屬元素,而比其他金屬元素活潑。在17個稀土元素當中,按金屬的活潑次序排列,由鈧,釔、鑭遞增,由鑭到镥遞減,即鑭元素最活潑。稀土元素能形成化學穩定的氧化物、鹵化物、硫化物。稀土元素可以和氮、氫、碳、磷發生反應,易溶于鹽酸、硫酸和硝酸中。
稀土易和氧、硫、鉛等元素化合生成熔點高的化合物,因此在鋼水中加入稀土,可以起到凈化鋼的效果。由于稀土元素的金屬原子半徑比鐵的原子半徑大,很容易填補在其晶粒及缺陷中,并生成能阻礙晶粒繼續生長的膜,從而使晶粒細化而提高鋼的性能。
稀土元素具有未充滿的4f電子層結構,并由此而產生多種多樣的電子能級。因此,稀土可以作為優良的熒光,激光和電光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。
稀土離子與羥基、偶氮基或磺酸基等形成結合物,使稀土廣泛用于印染行業。而某些稀土元素具有中子俘獲截面積大的特性,如釤、銪、釓、鏑和鉺,可用作原子能反應堆的控制材料和減速劑。而鈰、釔的中子俘獲截面積小,則可作為反應堆燃料的稀釋劑。
稀土具有類似微量元素的性質,可以促進農作物的種子萌發,促進根系生長,促進植物的光合作用。
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