“稀土”原指类似于土壤中不溶于水的氧化物,发现时限于当时的技术条件,提取出的物质很少而得名。事实上,稀土元素并不稀少,如铈在地壳中的丰度略低于铜、铱、镧的丰度都比铅高;另外,稀土元素不光指氧化物,而是一类金属。只是这些金属在自然界中分布很稀散,提取和分离又比较困难,所以“稀土”名称一直沿用至今。

稀土元素,是元素周期表中镧系元素含镧在内的15种元素和ⅢB族中钇共16种元素(16种元素:钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钇、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥)。

稀土元素生命周期(元素周期故事稀土元素)(1)

镧系在化学周期表中位置

稀土在自然界中的矿源

(1)稀土共生构成独立的稀土元素矿物,例如独居石就是一种镧、钍、镧系元素的混合物磷酸盐;氟碳铈镧矿是一种镧、镧系元素的氟碳酸盐。

(2)以类质同晶的形式分散在方解石、磷灰石等矿物中。

(3)呈吸附状态存在与粘土矿、云母矿石等矿物中。

稀土元素组分

稀土元素从原子的电子层结构以及它们原子量的大小把稀土元素分成两组:即铕以前的的镧系元素叫做轻稀土元素,把铕以后的镧系元素加上钇叫做重稀土元素。

稀土工业,最重要的是稀土的分离,因为含稀土元素的矿物中,除了稀土元素以外,还混有大量的非稀土元素。因此,稀土开发需要将稀土元素进行分离,首先是将稀土元素与非稀土元素分离,然后是从混合稀土中分离提取单一的稀土元素。稀土元素分离方法主要有:分级结晶法、分级沉淀法、离子交换法、反相色层法、溶剂萃取法;液膜萃取法、反相萃取色层法和氧化还原法等。

稀土元素生命周期(元素周期故事稀土元素)(2)

稀土元素在工业中的主要应用:

由于稀土元素具有许多优良的物理性和化学性质,从而在现代科学技术中不可缺少的特殊材料。在石油化工领域上,稀土分子筛型石油裂化剂活性强,选择性高,稳定性好,可使原有出油率提高10%-20%。在冶金工业上,由于炼钢中能净化钢液,取到脱氧和脱硫作用,减少有害元素对钢材质量的影响。

对于稀土元素在工业上应用,最为荣耀的是稀土是发光材料,由于稀土元素的特殊原子结构导致它具有优异的发光性能,用于制造发光材料、光电原材料和激光材料。特别是稀土元素X射线发光材料广泛用于医疗和工业探伤领域上。

稀土金属具有较高的磁矩和优良的磁学性能,它们与过度金属的合金可作为磁性材料。可利用稀土的磁致伸缩性制成声呐;利用磁泡制成高村出单员的磁纪录材料。还可用于雷达、电动机、精密仪器等。

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