稀土概述
一般將稀土劃分為兩個亞æ—:
(1)輕稀土 包括é‘ã€éˆ°ã€é ã€é‡¹ã€é’·ã€é‡¤ã€éŠªä¸ƒå€‹å…ƒç´ ,或稱鈰æ—(cerium group)稀土,它們具有較低的原ååºæ•¸å’Œè¼ƒå°è³ªé‡ï¼›
(2)é‡ç¨€åœŸ (heavy rare earth elements, HREE),包括釓ã€é‹±ã€é‘ã€éˆ¥ã€é‰ºã€éŠ©ã€é¿ã€é•¥ï¼Œå®ƒå€‘具有較高的原ååºæ•¸çš„較大質é‡ï¼Œæœ‰äººå°‡åŒ–å¸æ€§è³ªèˆ‡é‡ç¨€åœŸå…ƒç´ 相近的釓也列入é‡ç¨€åœŸäºžæ—ï¼Œå› æ¤é‡ç¨€åœŸ å…ƒç´ ä¹Ÿç¨±ç‚ºé‡“æ—(yttrium groupï¼‰ç¨€åœŸã€‚ä¹Ÿæœ‰å°‡ç¨€åœŸå…ƒç´ åˆ†ç‚ºä¸‰å€‹äºžæ—ï¼šè¼•ç¨€åœŸå…ƒç´ ï¼ˆé‘-釹),ä¸ç¨€åœŸå…ƒç´ (middle rare earth elements, MREE,é’·-鈥),é‡ç¨€åœŸå…ƒç´ (heavy rare earth elements, 鉺-é•¥)。
é‘(La)
“é‘”é€™å€‹å…ƒç´ æ˜¯1839年被命å的,當時有個嫓莫桑德”的瑞典人發ç¾éˆ°åœŸä¸å«æœ‰å…¶å®ƒå…ƒç´ ï¼Œä»–å€Ÿç”¨å¸Œè‡˜èªžä¸“éš±è—”ä¸€è©žæŠŠé€™ç¨®å…ƒç´ å–å為“鑔。
é‘的應用éžå¸¸å»£æ³›ï¼Œå¦‚應用于壓電ææ–™ã€é›»ç†±ææ–™ã€ç†±é›»ææ–™ã€ç£é˜»ææ–™ã€ç™¼å…‰ææ–™(è˜ç²‰)ã€è²¯æ°«ææ–™ã€å…‰å¸çŽ»ç’ƒã€æ¿€å…‰ææ–™ã€å„種åˆé‡‘ææ–™ç‰ã€‚é‘也應用到制備許多有機化工產å“的催化劑ä¸ï¼Œå…‰è½‰æ›è¾²ç”¨è–„膜也用到é‘,在國外,科å¸å®¶æŠŠé‘å°ä½œç‰©çš„作用賦與“超級鈣”的美稱。
鈰(Ce) 
“鈰”é€™å€‹å…ƒç´ æ˜¯ç”±å¾·åœ‹äººå…‹å‹žæ™®ç¾…æ–¯ï¼Œç‘žå…¸äººçƒæ–¯ä¼¯é½ŠåŠ›ã€å¸Œç”Ÿæ ¼çˆ¾äºŽ1803年發ç¾å¹¶å‘½å的,以紀念1801年發ç¾çš„å°è¡Œæ˜Ÿ--谷神星。
鈰的廣泛應用:
(1)éˆ°ä½œç‚ºçŽ»ç’ƒæ·»åŠ åŠ‘ï¼Œèƒ½å¸æ”¶ç´«å¤–線與紅外線,ç¾å·²è¢«å¤§é‡æ‡‰ç”¨äºŽæ±½è»ŠçŽ»ç’ƒã€‚ä¸åƒ…能防紫外線,還å¯é™ä½Žè»Šå…§æº«åº¦ï¼Œå¾žè€Œç¯€ç´„空調用電。從1997å¹´èµ·ï¼Œæ—¥æœ¬æ±½è»ŠçŽ»ç’ƒå…¨åŠ å…¥æ°§åŒ–éˆ°ï¼Œ1996年用于汽車玻璃的氧化鈰至少有2000噸,美國約1000多噸。
(2)ç›®å‰æ£å°‡éˆ°æ‡‰ç”¨åˆ°æ±½è»Šå°¾æ°£å‡ˆåŒ–催化劑ä¸ï¼Œå¯æœ‰æ•ˆé˜²æ¢å¤§é‡æ±½è»Šå»¢æ°£æŽ’到空氣ä¸ç¾Žåœ‹åœ¨é€™æ–¹é¢çš„消費é‡å 稀土總消費é‡çš„三分之一強。
(3)硫化鈰å¯ä»¥å–代鉛ã€éŽ˜ç‰å°ç’°å¢ƒå’Œäººé¡žæœ‰å®³çš„金屬應用到é¡æ–™ä¸ï¼Œå¯å°å¡‘料著色,也å¯ç”¨äºŽæ¶‚æ–™ã€æ²¹å¢¨å’Œç´™å¼µç‰è¡Œæ¥ã€‚ç›®å‰é ˜å…ˆçš„是法國羅ç´æ™®æœ—å…‹å…¬å¸ã€‚
(4)Ce:LiSAFæ¿€å…‰ç³»çµ±æ˜¯ç¾Žåœ‹ç ”åˆ¶å‡ºä¾†çš„å›ºé«”æ¿€å…‰å™¨ï¼Œé€šéŽç›£æ¸¬è‰²æ°¨é…¸æ¿ƒåº¦å¯ç”¨äºŽæŽ¢æŸ¥ç”Ÿç‰©æ¦å™¨ï¼Œé‚„å¯ç”¨äºŽé†«å¸ã€‚éˆ°æ‡‰ç”¨é ˜åŸŸéžå¸¸å»£æ³›ï¼Œå¹¾ä¹Žæ‰€æœ‰çš„稀土 æ‡‰ç”¨é ˜åŸŸä¸éƒ½å«æœ‰éˆ°ã€‚如拋光粉ã€å„²æ°«ææ–™ã€ç†±é›»ææ–™ã€éˆ°éŽ¢é›»æ¥µã€é™¶ç“·é›»å®¹å™¨ã€å£“電陶瓷ã€éˆ°ç¢³åŒ–硅磨料ã€ç‡ƒæ–™é›»æ± 原料ã€æ±½æ²¹å‚¬åŒ–劑ã€æŸäº›æ°¸ç£ææ–™ã€å„種åˆé‡‘鋼åŠæœ‰è‰²é‡‘屬ç‰ã€‚
é (Pr)
大約160å¹´å‰ï¼Œç‘žå…¸äººèŽ«æ¡‘德從é‘ä¸ç™¼ç¾äº†ä¸€ç¨®æ–°çš„å…ƒç´ ï¼Œä½†å®ƒä¸æ˜¯å–®ä¸€å…ƒç´ ,莫桑德發ç¾é€™ç¨®å…ƒç´ 的性質與é‘éžå¸¸ç›¸ä¼¼ï¼Œä¾¿å°‡å…¶å®šå為“é 釹”。“é 釹”希臘 語為“雙生å”之æ„。大約åˆéŽäº†40多年,也就是發明汽燈紗罩的1885年,奧地利人韋爾斯巴赫æˆåŠŸåœ°å¾ž“é 釹”ä¸åˆ†é›¢å‡ºäº†å…©å€‹å…ƒç´ ,一個å–å為“釹”, å¦ä¸€å€‹å‰‡å‘½å為“é ”ã€‚é€™ç¨®“雙生å”被分隔開了,é å…ƒç´ ä¹Ÿæœ‰äº†è‡ªå·±æ–½å±•æ‰è¯çš„廣闊天地。é 是用é‡è¼ƒå¤§çš„ç¨€åœŸå…ƒç´ ï¼Œå…¶ç”¨äºŽçŽ»ç’ƒã€é™¶ç“·å’Œç£æ€§ææ–™ä¸ã€‚
é 的廣泛應用:
(1)é 被廣泛應用于建ç‘陶瓷和日用陶瓷ä¸ï¼Œå…¶èˆ‡é™¶ç“·é‡‰æ··åˆåˆ¶æˆè‰²é‡‰ï¼Œä¹Ÿå¯å–®ç¨ä½œé‡‰ä¸‹é¡æ–™ï¼Œåˆ¶æˆçš„é¡æ–™å‘ˆæ·¡é»ƒè‰²ï¼Œè‰²èª¿ç´”æ£ã€æ·¡é›…。
(2)ç”¨äºŽåˆ¶é€ æ°¸ç£é«”。é¸ç”¨å»‰åƒ¹çš„é é‡¹é‡‘å±¬ä»£æ›¿ç´”é‡¹é‡‘å±¬åˆ¶é€ æ°¸ç£æ料,其抗氧性能和機械性能明顯æ高,å¯åŠ å·¥æˆå„種形狀的ç£é«”。廣泛應用于å„é¡žé›»å器件和馬é”上。
(3)用于石油催化裂化。以é 釹富集物的形å¼åŠ å…¥Y型沸石分å篩ä¸åˆ¶å‚™çŸ³æ²¹è£‚化催化劑,å¯æ高催化劑的活性ã€é¸æ“‡æ€§å’Œç©©å®šæ€§ã€‚我國70年代開始投入工æ¥ä½¿ç”¨ï¼Œç”¨é‡ä¸æ–·å¢žå¤§ã€‚
(4)é é‚„å¯ç”¨äºŽç£¨æ–™æ‹‹å…‰ã€‚å¦å¤–,é åœ¨å…‰çº–é ˜åŸŸçš„ç”¨é€”ä¹Ÿè¶Šä¾†è¶Šå»£ã€‚
釹(Nd)
伴隨著é å…ƒç´ çš„èª•ç”Ÿï¼Œé‡¹å…ƒç´ ä¹Ÿæ‡‰é‹è€Œç”Ÿï¼Œé‡¹å…ƒç´ 的到來活èºäº†ç¨€åœŸé ˜åŸŸï¼Œåœ¨ç¨€åœŸé ˜åŸŸä¸æ‰®æ¼”è‘—é‡è¦è§’色,并且左å³è‘—ç¨€åœŸå¸‚å ´ã€‚
é‡¹å…ƒç´ æ†‘å€Ÿå…¶åœ¨ç¨€åœŸé ˜åŸŸä¸çš„ç¨ç‰¹åœ°ä½ï¼Œå¤šå¹´ä¾†æˆç‚ºå¸‚å ´é—œæ³¨çš„ç†±é»žã€‚é‡‘å±¬é‡¹çš„æœ€å¤§ç”¨æˆ¶æ˜¯é‡¹éµç¡¼æ°¸ç£æ料。釹éµç¡¼æ°¸ç£é«”çš„å•ä¸–ï¼Œç‚ºç¨€åœŸé«˜ç§‘æŠ€é ˜åŸŸæ³¨å…¥äº†æ–°çš„ç”Ÿ 機與活力。釹éµç¡¼ç£é«”ç£èƒ½ç©é«˜ï¼Œè¢«ç¨±ä½œç•¶ä»£“æ°¸ç£ä¹‹çŽ‹”,以其優異的性能廣泛用于電åã€æ©Ÿæ¢°ç‰è¡Œæ¥ã€‚阿爾法ç£èœå„€çš„ç ”åˆ¶æˆåŠŸï¼Œæ¨™å¿—著我國釹éµç¡¼ç£é«”çš„å„é … ç£æ€§èƒ½å·²è·¨å…¥ä¸–界一æµæ°´å¹³ã€‚釹還應用于有色金屬æ料。在鎂或é‹åˆé‡‘ä¸æ·»åŠ 1.5~2.5%釹,å¯æ高åˆé‡‘的高溫性能ã€æ°£å¯†æ€§å’Œè€è…è•æ€§ï¼Œå»£æ³›ç”¨ä½œèˆªç©ºèˆªå¤© æ料。å¦å¤–,摻釹的釔é‹çŸ³æ¦´çŸ³ç”¢ç”ŸçŸæ³¢æ¿€å…‰æŸï¼Œåœ¨å·¥æ¥ä¸Šå»£æ³›ç”¨äºŽåŽšåº¦åœ¨10mm以下薄型æ料的焊接和切削。在醫療上,摻釹釔é‹çŸ³æ¦´çŸ³æ¿€å…‰å™¨ä»£æ›¿æ‰‹è¡“刀用于 摘除手術或消毒創傷å£ã€‚釹也用于玻璃和陶瓷æ料的著色以åŠæ©¡è† 制å“çš„æ·»åŠ åŠ‘ã€‚éš¨è‘—ç§‘å¸æŠ€è¡“çš„ç™¼å±•ï¼Œç¨€åœŸç§‘æŠ€é ˜åŸŸçš„æ‹“å±•å’Œå»¶ä¼¸ï¼Œé‡¹å…ƒç´ å°‡æœƒæœ‰æ›´å»£é—Šçš„åˆ©ç”¨ç©º 間。
é’·(Pm)
1947年,馬林斯基(J.A.Marinsky)ã€æ ¼å€«ä¸¹å¯§(L.E.Glendenin)和科里爾(C.E.Coryell)從原å能åæ‡‰å †ç”¨éŽçš„鈾 燃料ä¸æˆåŠŸåœ°åˆ†é›¢å‡º61è™Ÿå…ƒç´ ï¼Œç”¨å¸Œè‡˜ç¥žè©±ä¸çš„神å普羅米修斯(Prometheus)命å為钷(Promethium)ã€‚é’·ç‚ºæ ¸åæ‡‰å †ç”Ÿç”¢çš„äººé€ æ”¾å°„æ€§ å…ƒç´ ã€‚
钷的主è¦ç”¨é€”有:
(1)å¯ä½œç†±æºã€‚ç‚ºçœŸç©ºæŽ¢æ¸¬å’Œäººé€ è¡›æ˜Ÿæ供輔助能é‡ã€‚
(2)Pm147放出能é‡ä½Žçš„βå°„ç·šï¼Œç”¨äºŽåˆ¶é€ é’·é›»æ± ã€‚ä½œç‚ºå°Žå½ˆåˆ¶å°Žå„€å™¨åŠé˜è¡¨çš„é›»æºã€‚æ¤ç¨®é›»æ± é«”ç©å°ï¼Œèƒ½é€£çºŒä½¿ç”¨æ•¸å¹´ä¹‹ä¹…。æ¤å¤–,钷還用于便攜å¼X-å°„ç·šå„€ã€åˆ¶å‚™ç†’光粉ã€åº¦é‡åŽšåº¦ä»¥åŠèˆªæ¨™ç‡ˆä¸ã€‚
釤(Sm)
1879年,波ä¾æ–¯åŒ…å¾·èŠå¾žéˆ®é‡”礦得到的“é 釹”ä¸ç™¼ç¾äº†æ–°çš„ç¨€åœŸå…ƒç´ ï¼Œå¹¶æ ¹æ“šé€™ç¨®ç¤¦çŸ³çš„å稱命å為釤。
釤呈淺黃色,是åšé‡¤éˆ·ç³»æ°¸ç£é«”的原料,釤鈷ç£é«”是最早得到工æ¥æ‡‰ç”¨çš„稀土ç£é«”。這種永ç£é«”有SmCo5系和Sm2Co17系兩類。70年代å‰æœŸç™¼æ˜Žäº† SmCo5系,åŽæœŸç™¼æ˜Žäº†Sm2Co17系。ç¾åœ¨æ˜¯ä»¥åŽè€…的需求為主。釤鈷ç£é«”所用的氧化釤的純度ä¸éœ€å¤ªé«˜ï¼Œå¾žæˆæœ¬æ–¹é¢è€ƒæ…®ï¼Œä¸»è¦ä½¿ç”¨95%å·¦å³çš„產å“。 æ¤å¤–,氧化釤還用于陶瓷電容器和催化劑方é¢ã€‚å¦å¤–ï¼Œé‡¤é‚„å…·æœ‰æ ¸æ€§è³ªï¼Œå¯ç”¨ä½œåŽŸå能åæ‡‰å †çš„çµæ§‹æ料,å±æ•æ料和控制ææ–™ï¼Œä½¿æ ¸è£‚è®Šç”¢ç”Ÿå·¨å¤§çš„èƒ½é‡å¾—以安全 利用。
銪(Eu)
1901年,德馬凱(Eugene-Antole Demarcay)從“釤”ä¸ç™¼ç¾äº†æ–°å…ƒç´ ,å–å為銪(Europium)ã€‚é€™å¤§æ¦‚æ˜¯æ ¹æ“šææ´²(Europe)一詞命å的。氧化銪大部分用于熒光粉。 Eu3+用于紅色熒光粉的激活劑,Eu2+用于è—色熒光粉。ç¾åœ¨Y2O2S:Eu3+是發光效率ã€æ¶‚敷穩定性ã€å›žæ”¶æˆæœ¬ç‰æœ€å¥½çš„熒光粉。å†åŠ 上å°æ高發光 效率和å°æ¯”度ç‰æŠ€è¡“的改進,故æ£åœ¨è¢«å»£æ³›æ‡‰ç”¨ã€‚近年氧化銪還用于新型X射線醫療診斷系統的å—激發射熒光粉。氧化銪還å¯ç”¨äºŽåˆ¶é€ 有色é¡ç‰‡å’Œå…‰å¸æ¿¾å…‰ç‰‡ï¼Œç”¨äºŽ ç£æ³¡è²¯å˜å™¨ä»¶ï¼Œåœ¨åŽŸååæ‡‰å †çš„æŽ§åˆ¶ææ–™ã€å±æ•æ料和çµæ§‹ææ–™ä¸ä¹Ÿèƒ½ä¸€å±•èº«æ‰‹ã€‚
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