一、稀土是什么東西
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個元素密切相關的元素—釔(Y)和鈧(Sc)共十七種金屬元素的總稱。因為18世(shi)紀(ji)發現的稀(xi)土(tu)(tu)(tu)礦物較少(shao),當時只能用化(hua)學法制得少(shao)量(liang)不溶于(yu)水的氧化(hua)物,歷史上(shang)習慣(guan)地把(ba)這種氧化(hua)物稱為“土(tu)(tu)(tu)”,因而得名(ming)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)。自然(ran)界中有250種稀土礦。
根據稀土元素原子電(dian)子層結構(gou)和物(wu)理(li)化學性質(zhi),以(yi)及它(ta)們在礦物(wu)中共生情況和不同(tong)的(de)離(li)子半(ban)徑(jing)可產(chan)生不同(tong)性質(zhi)的(de)特(te)征(zheng),十(shi)七種稀土元素通(tong)常分為(wei)二組:
輕稀土包括(kuo):鑭、鈰(shi)、鐠(pu)、釹、钷(po)、釤、銪。
重(zhong)稀土包括:釓、鋱、鏑(di)、鈥(huo)、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔。
按萃(cui)取分離(li)分類:
輕稀土(P204弱酸度萃(cui)取(qu))—鑭、鈰、鐠、釹;
中稀土(tu)(P204低酸度(du)萃取)—釤、銪(you)、釓、鋱和(he)鏑;
重(zhong)稀土(tu)(P204中酸度萃取)—鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔。
二、稀土有什么用途
稀(xi)土(tu)元素(su)已廣泛應用(yong)于電子、石油(you)化(hua)工(gong)、冶金(jin)、機(ji)械、能源(yuan)、輕(qing)工(gong)、環境(jing)保護、農業等領(ling)域。
1、軍事方面
稀(xi)土(tu)有(you)工(gong)業(ye)“黃金(jin)”之(zhi)稱,由于(yu)其(qi)具有(you)優良的(de)(de)光電磁(ci)等物(wu)理特性,能與其(qi)他材料(liao)組成性能各異、品(pin)種(zhong)繁多的(de)(de)新型材料(liao),其(qi)最(zui)顯著的(de)(de)功能就(jiu)是(shi)大(da)幅度提高其(qi)他產品(pin)的(de)(de)質(zhi)量和性能。比如(ru)大(da)幅度提高用(yong)于(yu)制造坦克、飛機、導(dao)(dao)彈的(de)(de)鋼材、鋁合(he)金(jin)、鎂合(he)金(jin)、鈦合(he)金(jin)的(de)(de)戰(zhan)術性能。而且,稀(xi)土(tu)同樣(yang)是(shi)電子、激光、核工(gong)業(ye)、超導(dao)(dao)等諸多高科(ke)技(ji)的(de)(de)潤(run)滑劑。稀(xi)土(tu)科(ke)技(ji)一旦用(yong)于(yu)軍(jun)事,必然(ran)帶來軍(jun)事科(ke)技(ji)的(de)(de)躍(yue)升。從一定(ding)意義上說,美軍(jun)在(zai)冷(leng)戰(zhan)后幾次局部戰(zhan)爭中壓倒性控制,得益于(yu)稀(xi)土(tu)科(ke)技(ji)領域的(de)(de)技(ji)術。
2、冶金工業
稀(xi)土金屬(shu)或氟化物(wu)、硅(gui)化物(wu)加入鋼中(zhong),能(neng)起(qi)到精煉、脫硫、中(zhong)和低熔點有(you)害雜質(zhi)的(de)作用(yong),并可(ke)以改善鋼的(de)加工(gong)性能(neng);稀(xi)土硅(gui)鐵合金、稀(xi)土硅(gui)鎂合金作為球化劑生產稀(xi)土球墨鑄(zhu)鐵,由于這(zhe)種球墨鑄(zhu)鐵特(te)別(bie)適(shi)用(yong)于生產有(you)特(te)殊要求的(de)復(fu)雜球鐵件,被(bei)廣泛用(yong)于汽車、拖(tuo)拉機、柴油機等機械(xie)(xie)制造業(ye);稀(xi)土金屬(shu)添加至鎂、鋁、銅、鋅、鎳等有(you)色合金中(zhong),可(ke)以改善合金的(de)物(wu)理化學性能(neng),并提高(gao)合金室溫及高(gao)溫機械(xie)(xie)性能(neng)。
3、石油化工
用(yong)(yong)稀土制成的(de)分(fen)子篩催(cui)(cui)化(hua)劑,具有活性高、選擇(ze)性好、抗重金屬中(zhong)毒能力強的(de)優(you)(you)點(dian),因而取代(dai)了硅酸(suan)鋁(lv)催(cui)(cui)化(hua)劑用(yong)(yong)于石油(you)(you)催(cui)(cui)化(hua)裂化(hua)過(guo)程;在合成氨生產(chan)過(guo)程中(zhong),用(yong)(yong)少量(liang)的(de)硝酸(suan)稀土為助催(cui)(cui)化(hua)劑,其處(chu)理(li)氣量(liang)比鎳鋁(lv)催(cui)(cui)化(hua)劑大1.5倍;在合成順丁橡(xiang)膠和異戊橡(xiang)膠過(guo)程中(zhong),采用(yong)(yong)環烷酸(suan)稀土-三(san)異丁基(ji)鋁(lv)型催(cui)(cui)化(hua)劑,所獲得的(de)產(chan)品性能優(you)(you)良,具有設備掛膠少,運(yun)轉穩(wen)定(ding),后處(chu)理(li)工序短等優(you)(you)點(dian);復(fu)合稀土氧化(hua)物還可(ke)以用(yong)(yong)作(zuo)內燃機尾氣凈化(hua)催(cui)(cui)化(hua)劑,環烷酸(suan)鈰還可(ke)用(yong)(yong)作(zuo)油(you)(you)漆催(cui)(cui)干(gan)劑等。
4、玻璃陶瓷
稀土(tu)氧(yang)化(hua)物或(huo)經過加工(gong)處理的(de)(de)(de)(de)稀土(tu)精礦(kuang),可(ke)(ke)作為拋光(guang)粉廣泛用(yong)于光(guang)學(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)、眼鏡片、顯像管、示波管、平板玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)、塑料及(ji)金屬餐具的(de)(de)(de)(de)拋光(guang);在(zai)熔制(zhi)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),可(ke)(ke)利用(yong)二氧(yang)化(hua)鈰對鐵有很強的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)作用(yong),降低玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)鐵含(han)量,以(yi)達(da)到脫除玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)綠色的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de);添加稀土(tu)氧(yang)化(hua)物可(ke)(ke)以(yi)制(zhi)得不同(tong)用(yong)途(tu)的(de)(de)(de)(de)光(guang)學(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)和特種玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li),其中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)包括能通(tong)過紅(hong)外線(xian)(xian)、吸收紫外線(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)、耐酸(suan)及(ji)耐熱的(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)、防X-射(she)線(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)等;在(zai)陶釉和瓷釉中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)添加稀土(tu),可(ke)(ke)以(yi)減輕釉的(de)(de)(de)(de)碎裂性,并能使制(zhi)品呈現(xian)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)顏色和光(guang)澤,被廣泛用(yong)于陶瓷工(gong)業。
5、農業方面
研究結果表(biao)明,稀(xi)土(tu)元(yuan)素可以提高(gao)植物的葉(xie)綠(lv)素含量,增強光合作(zuo)用,促進(jin)(jin)根系發育,增加根系對養分吸收(shou)。稀(xi)土(tu)還(huan)能促進(jin)(jin)種(zhong)子萌發,提高(gao)種(zhong)子發芽(ya)率,促進(jin)(jin)幼苗生長。除了以上主(zhu)要(yao)作(zuo)用外(wai),還(huan)具有(you)使(shi)某(mou)些作(zuo)物增強抗(kang)病、抗(kang)寒、抗(kang)旱(han)的能力。
大量的研究還表明,使用適當濃度稀土元素能促進(jin)植物對養分的吸收、轉(zhuan)化(hua)和(he)利用(yong)。玉米(mi)用(yong)稀土(tu)拌種,出(chu)(chu)苗、拔節比(bi)對照早(zao)1~2天,株(zhu)高增(zeng)加0.2米(mi),早(zao)熟3~5天,而且籽粒飽滿,增(zeng)產14%。大豆用(yong)稀土(tu)拌種,出(chu)(chu)苗提(ti)早(zao)1天,單(dan)株(zhu)結莢(jia)數(shu)增(zeng)加14.8~26.6個,3粒莢(jia)數(shu)增(zeng)多,增(zeng)產14.5%~20.0%。噴施稀土(tu)可使蘋果和(he)柑橘果實的Vc含(han)量(liang)、總糖(tang)含(han)量(liang)、糖(tang)酸比(bi)均有(you)所(suo)提(ti)高,促進(jin)果實著(zhu)色和(he)早(zao)熟。并(bing)可抑制貯藏(zang)過程中呼吸強度,降低腐爛率。