稀土元素的需求增长很快,但可开采它们的矿床是有限的。

各种稀土元素的用途(美版稀土元素及其用途)(1)

这个图表显示稀土元素的历史产量,1950年到2015年稀土氧化物吨量。它清楚地表明了美国在60年代中期进入市场,彼时彩电需求爆发。在80年代末和90年代初期,中国开始以非常低的价格卖稀土,美国矿山被迫关闭,因为他们再也无法从中获利。当中国削减出口量,2010年稀土价格暴涨。激发的新产量出现在美国,澳大利亚,俄罗斯,泰国,马来西亚等国家。

什么是稀土?

稀土元素是一组周期表中一起出现的17种化学元素。该组有钇和15镧系元素(镧,铈,镨,钕,钷,钐,铕,钆,铽,镝,钬,铒,铥,镱,和镥),钪在大多数稀土元素沉积物中发现,有时分类为稀土元素。国际纯粹与应用化学联合会的稀土元素定义包括钪。

各种稀土元素的用途(美版稀土元素及其用途)(2)

稀土元素通常分为“重稀土”和“轻稀土”。镧,铈,镨,钕,钷和钐为“轻稀土”。钇,铕,钆,铽,镝,钬,铒,铥,镱,和镥是“重稀土”。尽管钇比轻稀土元素轻,但它包括在重稀土组,因为其在天然沉积物中与重稀土的化学和物理联系。

稀土用途

人们每天使用的诸如计算机存储器,DVD光盘,可再充电电池,手机,催化转换器,磁铁,荧光灯照明都包含这些稀土金属和合金,甚至在更多的设备中应用。

在过去的20年里,已经爆发了许多项目的稀土金属应用需求。二十年前很少人使用手机,但目前数量已上升到超过70亿的应用。在计算机中稀土元素的应用增长几乎和手机一样快。

许多可充电电池用稀土化合物制成。电池的需求被便携式电子设备如手机,读取器,便携式计算机,和摄像机的需求应用驱动。

在电池中稀土化合物需要几磅,为每一辆电动汽车和混合动力汽车提供动力。由于涉及能源自给、气候变化等其他原因推动电动和混合动力汽车的销售,稀土化合物制成电池的需求将更快攀升。

稀土用作催化剂,磷光体和抛光化合物,这些被用于空气污染控制,使电子设备上的屏幕更亮、以及光学质量玻璃的研磨,所有这些产品预计将经历不断增长的需求。

United States Usage(2015 data from USGS)
Chemical Catalysts60%
Metallurgy & Alloys10%
Ceramics and Glass Making10%
Glass Polishing10%
Other10%

各种稀土元素的用途(美版稀土元素及其用途)(3)

其他物质在其最重要的用途处可被稀土元素取代,然而,这些替代品通常原因效果不佳且成本高。

从上世纪50年代至21世纪初,氧化铈是一种非常流行的宝石抛光材料,它即便宜的又高效。2011年的价格暴涨几乎消灭了氧化铈在宝石艺术抛光的应用,其他类型的抛光材料、例如铝和钛的氧化物替代其应用。

关键的国防用途

稀土元素对我国国防起到重要作用,军事用途的夜视镜,精确制导武器,通讯设备,GPS设备,电池和其他国防电子。这些都带给美国军方的巨大优势。稀土金属是制造超硬合金的关键因素,用于装甲车和破甲弹。

用于使在受到冲击时该粉碎装甲车和抛射使用的非常硬的合金的关键因素。

在某些国防应用稀土元素可被替代,然而,那些替代通常不那么有效并且削弱了军事优势。稀土元素的多种用途总结于下表中。

Rare Earth ElementsDefense Uses of Rare Earth Elements
Lanthanumnight-vision goggles
Neodymiumlaser range-finders, guidance systems, communications
Europiumfluorescents and phosphors in lamps and monitors
Erbiumamplifiers in fiber-optic data transmission
Samariumpermanent magnets that are stable at high temperatures
Samariumprecision-guided weapons
Samarium"white noise" production in stealth technology

......未完待续共2篇(产业前沿译)

原文链接:http://geology.com/articles/rare-earth-elements/

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