求真百科歡迎當事人提供第一手真實資料,洗刷冤屈,終結網路霸凌。

稀土元素檢視原始碼討論檢視歷史

事實揭露 揭密真相
前往: 導覽搜尋
稀土元素

中文名: 稀土元素

外文名: Rare Earth Element

時 間: 18世紀末葉

簡 稱: RE或R

現存程度: 儲量不豐富且空間分布不均

歷 時: 1150年

稀土元素是17種特殊的元素的統稱,它的得名是因為瑞典科學家在提取稀土元素時應用了稀土化合物,所以得名稀土元素。 然而稀土是歷史遺留下來的名稱。稀土是從18世紀末開始陸續發現,當時人們常把不溶於水的固體氧化物稱為土,例如,將氧化鋁稱為「陶土」,氧化鈣稱為」鹼土「等。稀土一般是以氧化物狀態分離出來的,當時比較稀少,因而得名為稀土(Rare Earth,簡稱RE或R)。[1]

簡介

稀土元素是17種特殊的元素的統稱,它的得名是因為瑞典科學家在提取稀土元素時應用了稀土化合物,所以得名稀土元素。 然而稀土是歷史遺留下來的名稱。稀土是從18世紀末開始陸續發現,當時人們常把不溶於水的固體氧化物稱為土,例如,將氧化鋁稱為「陶土」,氧化鈣稱為」鹼土「等。稀土一般是以氧化物狀態分離出來的,當時比較稀少,因而得名為稀土(Rare Earth,簡稱RE或R)。

發現

這些稀土元素的發現,從1794年芬蘭人加多林(J。Gadolin)分離出釔到1947年美國人馬林斯基(J。A。Marinsky)等製得鉕,歷時150多年。其中大部分稀土元素是歐洲的一些礦物學家、化學家、冶金學家等發現製取的。鉕是美國人馬林斯基、格蘭德寧(L。E。Glendenin)和科列爾(C。D。Coryell)用離子交換分離,在鈾裂變產物的稀土元素中獲得的。過去認為自然界中不存在鉕,直到1965年,芬蘭一家磷酸鹽工廠在處理磷灰石時發現了痕量的鉕。

元素組成

稀土就是化學元素周期表中鑭系元素——鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鑥(Lu),以及與鑭系的15個元素密切相關的元素—釔(Y)和鈧(Sc)共17種元素,稱為稀土元素。 周期系ⅢB族中原子序數為21、39和57~71的17種化學元素的統稱。其中原子序數為57~71的15種化學元素又統稱為鑭系元素。 稀土元素的共性是:①它們的原子結構相似;②離子半徑相近(RE3+離子半徑1.06×10-10m~0.84×10-10m,Y3+為0.89×10-10m);③它們在自然界密切共生。 稀土元素有多種分組方法,目前最常用的有兩種: 兩分法:鈰族稀土,La-Eu,亦稱輕稀土(LREE) 釔族稀土,Gd-Lu+Y+Sc,亦稱重稀土(HREE) 兩分法分組以Gd劃界的原因是:從Gd開始在4f亞層上新增加電子的自旋方向改變了。而Y歸入重稀土組主要是由於Y3+離子半徑與重稀土相近,化學性質與重稀土相似,它們在自然界密切共生。 也有的根據稀土元素物理化學性質的相似性和差異性,除鈧之外(有的將鈧劃歸稀散元素),劃分成三組,即輕稀土組為鑭、鈰、鐠、釹、鉕;中稀土組為釤、銪、釓、鋱、鏑;重稀土組為鈥、鉺、銩、鐿、鑥、釔。 三分法:輕稀土為La~Nd;中稀土為Pm~Ho;重稀土為Er~Lu+Y。重稀土元素(heavyrareearthelements,HREE),包括釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥,它們具有較高的原子序數的較大質量,有人將化學性質與重稀土元素相近的釔也列入重稀土亞族,因此重稀土元素也稱為釔族(yttriumgroup)稀土

特性

稀土元素是周期表中IIIB族釔和鑭系元素之總稱。其中鉕是人造放射性元素。他們都是很活潑的金屬,性質極為相似,常見化合價+3,其水合離子大多有顏色,易形成穩定的配化合物。稀土金屬,由於熔點較低,在電解過程可呈熔融狀態在陰極上析出,故一般均採用電解法製取。可用氯化物和氟化物兩種鹽系,前者以稀土氯化物為原料加入電解槽,後者則以氧化物的形式加入。

稀土礦物

在自然界中主要礦物有獨居石、鈰硅石、鈰鋁石、黑稀金礦和磷酸釔礦。因其天然豐度小,又以氧化物或含氧酸鹽礦物共生形式存在,故得名。 已經發現的稀土礦物有250種以上,最重要的有氟碳鈰鑭礦[(Ce,La)FCO3]、獨居石[CePO4,Th3(PO4)4]、磷釔石(YPO4)、黑稀金礦[(Y,Ce,Ca) (Nb,Ta,Ti)2O6]、硅鈹釔礦(Y2FeBe2Si2O10)、褐簾石[(Ca,Ce)2(Al,Fe)3Si3O12]、鈰硅石[(Ce,Y,Pr)2Si2O7·H2O]。 現已查明,稀土元素並不稀少,特別是中國的稀土資源十分豐富,有開採價值的儲量占世界第一位。

用途

大多數稀土元素呈現順磁性。釓在0℃時比鐵具更強的鐵磁性。鋱、鏑、鈥、鉺等在低溫下也呈現鐵磁性,鑭、鈰的低熔點和釤、銪、鐿的高蒸氣壓表現出稀土金屬的物理性質有極大差異。釤、銪、釔的熱中子吸收截面比廣泛用於核反應堆控制材料的鎘、硼還大。稀土金屬具有可塑性,以釤和鐿為最好。除鐿外,釔組稀土較鈰組稀土具有更高的硬度。 稀土元素已廣泛應用於電子、石油化工、冶金機械能源輕工、環境保護、農業等領域。應用稀土可生產熒光材料、稀土金屬氫化物電池材料、電光源材料、永磁材料、儲氫材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超導材料、磁致伸縮材料、磁致冷材料、磁光存儲材料、光導纖維材料等。

常用的氯化物體系為KCl-RECl3他們在工農業生產和科研中有廣泛的用途,在鋼鐵、鑄鐵和合金中加入少量稀土能大大改善性能。用稀土製得的磁性材料其磁性極強,用途廣泛。在化學工業中廣泛用作催化劑。稀土氧化物是重要的發光材料、激光材料。 中國擁有豐富的稀土礦產資源,成礦條件優越,堪稱得天獨厚,探明的儲量居世界之首,為發展中國稀土工業提供了堅實的基礎。

參考來源

  1. 資料:稀土,新浪網 , 2019-09-27